⑴ 標准節流裝置設計計算
我們以角接取壓標准節流裝置為例,說明節流裝置的設計計算方法。
1.設計任務書
1)被測介質
過熱蒸汽
2)流量范圍
qmmax=250t/h
qm=200t/h
qmmin=100t/h
3)工作壓力
p=13.34MPa(絕對)
4)工作溫度
t=550°C
5)允許壓力損失
δp=59kPa
6)管道內徑
D20=221mm(實測)
7)管道材料
X20CrMoWV121無縫鋼管
8)管路系統布置如圖3-16所示。
要求設計一套標准節流裝置。
2.設計步驟
(1)求工作狀態下各介質參數
查表得工作狀態下過熱蒸汽的粘度η=31.83´10-6Pa•s,密度ρ=38.3475kg/m3,管道的線膨脹系數λD=12.3´1O-6mm/(mm•°C),取過熱蒸汽的等熵指數k=1.3。
(2)求工作狀態下管道直徑
D=D20[1+λD(t-20)]
=221[1+12.3´10-6(550-20)]=222.44mm
(3)計算雷諾數ReD
ReD=0.354qm/(Dη)
=0.354´200000/(222.44´31.83´10-6)=107
(4)選取差壓上限
考慮到用戶對壓力損失的要求,擬選用噴嘴,對於標准噴嘴,可根據式(3-33)取
Δpmax=3δp=3´59=177kPa
選用最靠近的差壓系列值,取Δpmax=160kPa,對應正常流量下的差壓Δp為
Δp=(200/250)2´160=102.4kPa
(5)求不變數A2
(6)設C0=1,ε0=1
(7)據公式
進行迭代計算,從n=3起,Xn用快速弦截法公式
進行計算,精度判別公式為En=δn/A2,假設判別條件為|En|≤5
´
10-10(n=1,2,…),則Xn;βn;Cn;εn;δn;En的計算結果列於表3-11。
當n=4時,求得的E小於預定精度,因此得
β=β4=0.6922131
C=C4=0.9399332
(10)求d20
設噴嘴材料為1Cr18Ni9Ti,查表得λd=
18.2×10-6,則
(11)確定安裝位置
根據β=0.7和管路系統,查表3-1可得
根據實際管路系統情況,可將節流裝置安裝在任務書中圖示位置上。但節流件前直管段長度l1不滿足長度要求,在流出系數不確定度上應算術相加±0.5%的附加不確定度O
假設溫度,壓力的測量不確定度為±1%,則δρ/ρ=±1%。
3.50±%4
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