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节流装置的设计计算方法

时间:2012/9/27阅读:791
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以角接取压标准节流装置为例
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()
      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zui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


     (8)求d20 设喷嘴材料为1Cr18Ni9Ti,查表得λd= 18.2×10-6,则



     (9)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

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