『壹』 标准节流装置设计计算
我们以角接取压标准节流装置为例,说明节流装置的设计计算方法。
1.设计任务书
1)被测介质
过热蒸汽
2)流量范围
qmmax=250t/h
qm=200t/h
qmmin=100t/h
3)工作压力
p=13.34MPa(绝对)
4)工作温度
t=550°C
5)允许压力损失
δp=59kPa
6)管道内径
D20=221mm(实测)
7)管道材料
X20CrMoWV121无缝钢管
8)管路系统布置如图3-16所示。
要求设计一套标准节流装置。
2.设计步骤
(1)求工作状态下各介质参数
查表得工作状态下过热蒸汽的粘度η=31.83´10-6Pa•s,密度ρ=38.3475kg/m3,管道的线膨胀系数λD=12.3´1O-6mm/(mm•°C),取过热蒸汽的等熵指数k=1.3。
(2)求工作状态下管道直径
D=D20[1+λD(t-20)]
=221[1+12.3´10-6(550-20)]=222.44mm
(3)计算雷诺数ReD
ReD=0.354qm/(Dη)
=0.354´200000/(222.44´31.83´10-6)=107
(4)选取差压上限
考虑到用户对压力损失的要求,拟选用喷嘴,对于标准喷嘴,可根据式(3-33)取
Δpmax=3δp=3´59=177kPa
选用最靠近的差压系列值,取Δpmax=160kPa,对应正常流量下的差压Δp为
Δp=(200/250)2´160=102.4kPa
(5)求不变量A2
(6)设C0=1,ε0=1
(7)据公式
进行迭代计算,从n=3起,Xn用快速弦截法公式
进行计算,精度判别公式为En=δn/A2,假设判别条件为|En|≤5
´
10-10(n=1,2,…),则Xn;βn;Cn;εn;δn;En的计算结果列于表3-11。
当n=4时,求得的E小于预定精度,因此得
β=β4=0.6922131
C=C4=0.9399332
(10)求d20
设喷嘴材料为1Cr18Ni9Ti,查表得λd=
18.2×10-6,则
(11)确定安装位置
根据β=0.7和管路系统,查表3-1可得
根据实际管路系统情况,可将节流装置安装在任务书中图示位置上。但节流件前直管段长度l1不满足长度要求,在流出系数不确定度上应算术相加±0.5%的附加不确定度O
假设温度,压力的测量不确定度为±1%,则δρ/ρ=±1%。
3.50±%4
『贰』 标准节流装置设计计算
我们以角接取压标准节流装置为例,说明节流装置的设计计算方法。
1.设计任务书
1)被测介质 过热蒸汽
2)流量范围 qmmax=250t/h
qm=200t/h
qmmin=100t/h
3)工作压力 p=13.34MPa(绝对)
4)工作温度 t=550°C
5)允许压力损失 δp=59kPa
6)管道内径 D20=221mm(实测)
7)管道材料 X20CrMoWV121无缝钢管
8)管路系统布置如图3-16所示。
要求设计一套标准节流装置。
2.设计步骤
(1)求工作状态下各介质参数 查表得工作状态下过热蒸汽的粘度η=31.83´10-6Pa•s,密度ρ=38.3475kg/m3,管道的线膨胀系数λD=12.3´1O-6mm/(mm•°C),取过热蒸汽的等熵指数k=1.3。
(2)求工作状态下管道直径
D=D20[1+λD(t-20)]
=221[1+12.3´10-6(550-20)]=222.44mm
(3)计算雷诺数ReD
ReD=0.354qm/(Dη)
=0.354´200000/(222.44´31.83´10-6)=107
(4)选取差压上限 考虑到用户对压力损失的要求,拟选用喷嘴,对于标准喷嘴,可根据式(3-33)取
Δpmax=3δp=3´59=177kPa
选用最靠近的差压系列值,取Δpmax=160kPa,对应正常流量下的差压Δp为
Δp=(200/250)2´160=102.4kPa
(5)求不变量A2
(6)设C0=1,ε0=1
(7)据公式
进行迭代计算,从n=3起,Xn用快速弦截法公式
进行计算,精度判别公式为En=δn/A2,假设判别条件为|En|≤5 ´ 10-10(n=1,2,…),则Xn;βn;Cn;εn;δn;En的计算结果列于表3-11。
当n=4时,求得的E小于预定精度,因此得
β=β4=0.6922131
C=C4=0.9399332
(10)求d20 设喷嘴材料为1Cr18Ni9Ti,查表得λd= 18.2×10-6,则
(11)确定安装位置 根据β=0.7和管路系统,查表3-1可得
根据实际管路系统情况,可将节流装置安装在任务书中图示位置上。但节流件前直管段长度l1不满足长度要求,在流出系数不确定度上应算术相加±0.5%的附加不确定度O
假设温度,压力的测量不确定度为±1%,则δρ/ρ=±1%。
3.50±%4
『叁』 标准节流的编程
我们以角接取压标准节流装置为例,说明节流装置的设计计算方法。
1.设计任务书
1)被测介质 过热蒸汽
2)流量范围 qmmax=250t/h
qm=200t/h
qmmin=100t/h
3)工作压力 p=13.34MPa(绝对)
4)工作温度 t=550°C
5)允许压力损失 δp=59kPa
6)管道内径 D20=221mm(实测)
7)管道材料 X20CrMoWV121无缝钢管
8)管路系统布置如图3-16所示。
要求设计一套标准节流装置。
2.设计步骤
(1)求工作状态下各介质参数 查表得工作状态下过热蒸汽的粘度η=31.83´10-6Pa•s,密度ρ=38.3475kg/m3,管道的线膨胀系数λD=12.3´1O-6mm/(mm•°C),取过热蒸汽的等熵指数k=1.3。
(2)求工作状态下管道直径
D=D20[1+λD(t-20)]
=221[1+12.3´10-6(550-20)]=222.44mm
(3)计算雷诺数ReD
ReD=0.354qm/(Dη)
=0.354´200000/(222.44´31.83´10-6)=107
(4)选取差压上限 考虑到用户对压力损失的要求,拟选用喷嘴,对于标准喷嘴,可根据式(3-33)取
Δpmax=3δp=3´59=177kPa
选用最靠近的差压系列值,取Δpmax=160kPa,对应正常流量下的差压Δp为
Δp=(200/250)2´160=102.4kPa
(5)求不变量A2
(6)设C0=1,ε0=1
(7)据公式
进行迭代计算,从n=3起,Xn用快速弦截法公式
进行计算,精度判别公式为En=δn/A2,假设判别条件为|En|≤5 ´ 10-10(n=1,2,…),则Xn;βn;Cn;εn;δn;En的计算结果列于表3-11。
当n=4时,求得的E小于预定精度,因此得
β=β4=0.6922131
C=C4=0.9399332
(10)求d20 设喷嘴材料为1Cr18Ni9Ti,查表得λd= 18.2×10-6,则
(11)确定安装位置 根据β=0.7和管路系统,查表3-1可得
根据实际管路系统情况,可将节流装置安装在任务书中图示位置上。但节流件前直管段长度l1不满足长度要求,在流出系数不确定度上应算术相加±0.5%的附加不确定度O
假设温度,压力的测量不确定度为±1%,则δρ/ρ=±1%。
3.50±%4
『肆』 节流装置的分类
节流装置作为流抄量计中最重要的一个分支,它分为标准节流装置和非标准节流装置两大类。标准节流装置有:标准孔板,ISA标准喷嘴,长颈喷嘴,经典文丘里管和文丘里喷嘴; 非标准节流装置有:环形孔板,四分之一圆喷嘴,四分之一圆孔板,锥形入口孔板,圆缺孔板,偏心孔板,双重孔板,低压损流量管,矩形文丘里管,V型锥流量计,楔形流量计,内藏孔板,限流孔板等 。
『伍』 节流装置的选型
揭秘节流装置的科学选型指南
在工程设计的精密舞台上,节流装置流量计的角色至关重要。今天,我们将深入探讨三种常见的装置:孔板、喷嘴和文丘里管,以帮助您做出最佳选择。
选型原则:严谨与精确的交织
在选择节流装置时,首要考虑的是介质特性与管道直径。通常,对于D≥50mm的管道,孔板、喷嘴和文丘里管皆可选用。然而,高温高压的蒸汽流量,孔板和喷嘴是不二之选;而文丘里管则适应于低压流体的流量测量,以压力损失最小化为优先。
对于要求高精度的测量,喷嘴脱颖而出,其直管段要求相对较低。在制造和安装方面,孔板以简单著称,喷嘴次之,文丘里管则需要更为复杂的工艺。文丘里管特别适合中小流量的精确计量,而孔板适用于恶劣工况的石油、化工和冶金行业。
工艺管径小于DN80时,标准孔板因其加工难度大而推荐;高压高温场合,标准喷嘴则更为适用。主给水、凝结水和主蒸汽流量则倾向于采用长径喷嘴,以保证测量的准确性。
深入解析标准节流装置
标准孔板有角接取压、法兰取压和径距取压三种方式,其中角接环室取压最为常用。开孔比,即β,是衡量精度的关键,需在流速、压力损失和精度之间寻找平衡。雷诺数,流体的粘性和惯性力对比,影响了选择标准孔板的范围。
长径喷嘴仅采用径距取压,简化了安装,适用于特定流量需求。文丘里管通过收缩和扩张的设计,利用伯努利定理测量流量,精准度高,但对流体粘度和多相流有一定限制。
法规与监管要求
遵循市场监管总局的《电站锅炉范围内管道隐患排查整治通知》和《压力管道监督检验规程》(TSG D7006-2020),确保流量计壳体在电站锅炉范围内符合监检标准,这是选型时不容忽视的重要因素。
总的来说,节流装置的选型需要综合考虑介质特性、测量精度、安装难度和法规要求,每个环节都影响着最终的选择。希望这些信息能帮助您在实际工程设计中做出明智的决策。