Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http :// www . allbest . ru /

Курсовая работа

по курсу «Технические измерения и приборы»

«Расчёт стандартных сужающих устройств»

• 1. Задание на курсовой проект
• 2. Расчет стандартной диафрагмы
• 2.1 Теоретическая часть
• 2.2 Порядок выполнения расчета
• 2.3 Расчетная часть
• Выводы по курсовой работе
• Список литературы

1. Задание на курсовой проект

Расчет стандартной диафрагмы ведется по следующим данным.

Измеряемая среда: пар.

Наибольший измеряемый массовый расход.

Наименьший измеряемый массовый расход.

Абсолютное давление пара перед СУ.

Температура пара перед СУ.

Наибольший перепад давлений на СУ.

Внутренний диаметр трубопровода при температуре 20 o C .

Длина прямых участков трубопровода до и после СУ.

Радиус входной кромки СУ.

Марка стали СУ: 08Х22Н6Т.

Марка стали трубопровода: 20Л.

Способ отбора давлений: фланцевый.

Состояние внутренней стенки трубопровода: новая.

Допустимая погрешность расчета.

2. Расчет стандартной диафрагмы

2.1 Теоретическая часть

Расход является одним из важнейших технологических параметров на тепловых и атомных электростанциях. Точное измерение расхода необходимо для обеспечения требуемого качества управления технологическими процессами, поддержания надежной и безаварийной работы оборудования, вычисления технико-экономических показателей работы энергетического предприятия.

Метод измерения расхода по переменному перепаду давлений на сужающем устройстве (СУ) является одним из самых распространенных и хорошо изученных. К достоинствам этого метода можно отнести сравнительную простоту конструкции и компактность первичных преобразователей расхода.

Среди сужающих устройств различной конструкции (диафрагм, сопл, труб и сопл Вентури) наибольшее распространение получили диафрагмы. Их основные достоинства заключаются в простоте изготовления и монтажа, а также в возможности их использования для измерения расхода вещества в широком диапазоне скоростей потока в трубопроводах диаметром от 0,05 до 1 м.

В данном курсовом проекте произведен расчет стандартной диафрагмы с фланцевым способом отбора давления через кольцевые камеры.

атомный электростанция сужающий диафрагма

Рис.1. Стандартная диафрагма.

1 - входной торец диафрагмы; 2 - выходной торец диафрагмы.

2.2 Порядок выполнения расчета

1. По заданным параметрам измеряемой среды (температуре t и давлению р) находят плотность, динамическую вязкость и показатель адиабаты к.

2. По заданной температуре измеряемой среды находят температурный коэффициенты расширения материала трубопровода и диафрагмы по формуле прил. 2 :

,

,

где

4. Определяют значение эквивалентной шероховатости поверхности трубопровода и среднеарифметическое отклонение профиля шероховатости по таблице прил. 3 .

5. Рассчитывают верхнюю и нижнюю границы рабочего диапазона значений числа Рейнольдса:

;

,

6. Вычисляют значение вспомогательной величины A:

,

7. Задаются значения нижней и верхней границ диапазона изменения относительно диаметра сужающего устройства.

8. Определяют значения коэффициентов расширения измеряемой среды (при) и (при) по выражению:

,

9. Рассчитывают значения коэффициентов скорости входа (при) и (при) по формуле:

.

10. Вычисляют значения коэффициентов истечения (при Re=Re max и) и (при Re=Re max и) по формуле прил.4

где, .

Значения и принимают

- для углового способа отбора давлений;

, - для трехрадиусного способа отбора давлений.

11. Определяют значения коэффициентов шероховатости внутренней поверхности трубопровода (при Re=Re max и) и (при Re=Re max и) по формулам прил.5

Если значение среднеквадратического отклонения профиля шероховатости трубопровода удовлетворяют условию

, то.

Значения рассчитывают по формуле

Значения коэффициентов A 0 , A 1 и A 2 определяются по формуле

где - постоянные коэффициенты, значения которых приведены в

табл. П5.1 .

Если

, то.

Значение рассчитывают по формуле

Если или то.

Если или, то поправочный коэффициент вычисляют по выражению

Коэффициенты и вычисляют по формуле

,

где, и - коэффициенты, значения которых приведены

в табл. П 5.2 .

12. Определяют значения диаметра отверстия сужающего устройства (при) и (при по формуле.

13. Определяют значения коэффициентов притупления входной кромки сужающегося устройства (при и (при.

Если радиус входной кромки, то коэффициент притупления.

Если радиус входной кромки, то значение рассчитывают по выражению

.

14. Вычисляют значение вспомогательных величин и по выражениям:

,

.

15. Рассматривают значения вспомогательных величин и по формулам

,

.

Если величины и имеют одинаковый знак, то расчет прекращают, так как в диапазоне допустимых значений не существует значения, удовлетворяющего исходным данным.

Если величины и имеют разные знаки, то расчет продолжают.

16. Вычисляют значение по формуле

.

17. Рассчитывают значение вспомогательной величины B:

,

где расчет E выполняют аналогично пункту 9, - аналогично пункту 13, С и в соответствии с пунктами 10 и 11 при, а значение в соответствии с пунктом 8 при, и.

18. Проверяют выполнение неравенства.

Если приведенное выше неравенство не выполняется, то повторяют пункты 16 - 18, заменяя в формуле пункта 16 и на и (при BA).

Если приведенное выше неравенство выполняется, то найденные значения считают окончательными.

19. Проверяют выполнение условия

.

20. Определяют диаметр отверстия в рабочих условиях d по выражению из пункта 12.

21. Вычисляют диаметр отверстия сужающего устройства при

температуре 20:

.

.

,

где - наибольший массовый расход, кг/с; - допустимая погрешность расчета, %.

,

- предел текучести материала диафрагмы при рабочих условиях, Па

,

,

.

,

где, - модуль упругости материала диафрагмы, Па.

Значения и находят по .

.

27. Остальные размеры диафрагмы выбираются в зависимости от типа по ,,,,.

2.3 Расчетная часть

1. По заданным параметрам измеряемой среды (температуре t и давлению р) находим плотность, динамическую вязкость и показатель адиабаты к.

По и Па:

2. По заданной температуре измеряемой среды находим температурный коэффициенты расширения материала трубопровода и диафрагмы по формуле прил. 2 :

,

где t - температура измеряемой среды, o C; - постоянные коэффициенты, значения которых приведены в табл. П2.1 .

Т.к. температура пара перед СУ равна 415 о С, а границы измерения температуры материала СУ 08Х22Н6Т от -40 о С до 300 о С, то я выбираю другой материал СУ - 08Х18Н10Т.

Температурный коэффициенты расширения материала трубопровода

Температурный коэффициенты расширения материала диафрагмы

3. Вычисляем значение внутреннего диаметра трубопровода в рабочих условиях:

,

где - диаметр трубопровода при температуре 20 °С, м; t - температура, °С.

м.

4. Определяем значение эквивалентной шероховатости поверхности трубопровода и среднеарифметическое отклонение профиля шероховатости по таблице прил. 3 .

5. Рассчитываем верхнюю и нижнюю границы рабочего диапазона значений числа Рейнольдса:

;

,

где и - соответственно наибольший и наименьший массовый расход, кг/с.

6. Вычисляем значение вспомогательной величины A:

,

где - наибольший перепад давлений на сужающем устройстве, Па.

7. Задаемся значениями нижней и верхней границ диапазона изменения относительно диаметра сужающего устройства.

;

.

8. Определяем значения коэффициентов расширения измеряемой среды (при) и (при) по выражению:

,

где - абсолютное давление пара перед сужающим устройством, Па.

При:

.

При:

.

9. Рассчитываем значения коэффициентов скорости входа (при) и (при) по формуле

.

При:

.

При:

.

10. Вычисляем значения коэффициентов истечения (при и) и (при и) по формуле прил.4

где,

.

- для фланцевого способа отбора давлений;

При и:

,

,

.

При и:

,

,

.

11. Определяем значения коэффициентов шероховатости внутренней поверхности трубопровода (при и) и (при и) по формулам прил.5

При и:

.

м.

Значение рассчитаем по формуле

Так как, то м.

Так как, то.

При и:

Значение рассчитаем по формуле

Значение рассчитаем по формуле

, т.к. Re<3·10 6 , то

Так как, то

12. Определяем значения диаметра отверстия сужающего устройства (при) и (при по формуле

.

При:

м.

При:

м.

13. Определяем значения коэффициентов притупления входной кромки сужающегося устройства (при и (при.

При:

Так как,то

.

При:

Так как,то

14. Вычисляем значение вспомогательных величин и по выражениям

15. Рассматриваем значения вспомогательных величин и по формулам

.

.

Так как величины и имеют разные знаки, то продолжаем расчет.

16. Вычисляем значение по формуле

.

17. Рассчитываем значение вспомогательной величины B:

Рассчитаем значение коэффициента скорости входа

.

Рассчитаем значение коэффициента истечения

При и:

.

.

Определим значение коэффициента шероховатости внутренней поверхности трубопровода

При и:

Значение рассчитаем по формуле

.

Так как

>15,то.

Значение рассчитаем по формуле

,

Так как.

Так как, то.

Определим значение коэффициента притупления входной кромки сужающегося устройства

При м.

Так как,то

.

Определим значение коэффициента расширения измеряемой среды

При:

.

18. Проверяем выполнение неравенства

,

.

Так как приведенное выше неравенство не выполняется, то повторим пункты 16 - 18, заменяя в формуле пункта 16 и на и (при BA). Все последующие итерации сведем в таблицу.

	1 опыт	2 опыт	3 опыт	4 опыт	5 опыт	6 опыт	7 опыт
	8 опыт	9 опыт	10 опыт	11 опыт	12 опыт	13 опыт	14 опыт	15 опыт

Так как приведенное выше неравенство выполняется (0.0000346<0.00005), то найденные значения считают окончательными.

19. Проверяем выполнение условия

.

Так как для диафрагм с фланцевым способом отбора давления

,

.

Условие выполняется.

20. Определяем диаметр отверстия в рабочих условиях d по выражению из пункта 12:

м.

21. Вычисляют диаметр отверстия сужающего устройства при температуре 20:

м.

22. Вычисляют значение массового расхода, соответствующего наибольшему перепаду давлений на сужающем устройстве:

.

23. Проверяют выполнение условия

,

,

.

Условие выполняется.

24. Выбирают толщину диска диафрагмы по формулам прил. 6

МПа, E y =1.623·10 11 Па.

Максимальное значение толщины диска должно удовлетворять условию

,

где - диаметр отверстия трубопровода в рабочих условиях, м.

м.

.

.

Значения величин и находят по выражениям

,

.

Значения коэффициентов и, входящих в формулу, находят по выражениям

.

Минимальное значение толщины диска должно удовлетворять следующим условиям

;

,

где - наибольший перепад давлений на сужающем устройстве, Па;

- предел текучести материала диафрагмы при рабочих условиях,

- относительный диаметр диафрагмы.

Приняла мм.

25. Выбирают длину цилиндрической части отверстия диафрагмы e в пределах

.

.

Приняла мм.

26. Угол наклона образующей конуса к оси отверстия диафрагмы выбирают в пределах.

Приняла

27. Остальные размеры диафрагмы выбираются в зависимости от типа.

Для диафрагм с фланцевым способом отбора давления расположение отверстий приведено на рисунке б. Расстояние l 1 измеряют от входного торца диафрагмы, а расстояние l " 2 - от выходного торца диафрагмы.

Значения l 1 и l " 2 могут находиться в следующих пределах:

(25,4 ± 0,5) мм при в > 0,6 и D < 0,15 м;

(25,4 ± 1) мм в остальных случаях.

l 1 =26,4 мм, l " 2 =26,4 мм.

Осевая линия отверстия должна пересекаться с осевой линией ИТ под углом 90° ± 3°.

Кромки отверстия в месте выхода в ИТ должны быть заподлицо с внутренней поверхностью ИТ и насколько возможно острыми. Для ликвидации заусенцев на внутренней кромке отверстия допускается ее притупление радиусом не более одной десятой диаметра отверстия. Не допускаются какие-либо неровности на внутренней поверхности отверстия и на самом ИТ вблизи от отверстия.

Диаметр отверстий должен быть не более 0,13 D и не более 13 мм. Приняла диаметры отверстий равными 10 мм.

При выборе диаметра отверстия необходимо исключить возможность его засорения.

Поверхность входного торца диафрагмы (см. рисунок 1) должна быть плоской. Неплоскостность поверхности входного торца диафрагмы определяют перед ее установкой.

Уклон, характеризуемый отношением Н Д /l Д, должен удовлетворять условию:

Если l = D , то

2H Д /(D - d ) < 0,005.

В таблице 1 (ГОСТ 8.586.2-2005) приведены наибольшие допускаемые значения H Д в зависимости от D и в при l = D.

При в=0,3405 и D=0,35213 м, Н Д max =0,58109·10 -3 м.

Примем Н Д = 0,55·10 -3 м, l Д =0,116115 м.

Выводы по курсовой работе

В ходе курсовой работы была рассчитана стандартная диафрагма с фланцевым способом отбора давления.

Расчет стандартной диафрагмы основан на решении уравнения расхода и заключается в определении относительного диаметра отверстия итерационным способом.

На первом этапе итерационным способом был определён относительный диаметр и вычислено значение массового расхода кг/с.

На втором этапе были рассчитаны необходимые размеры для изготовления стандартной диафрагмы м, м, .

На третьем этапе по найденным размерам был сделан чертеж.

Список литературы

1. Кочетков А.Е., Малкова Е.Л. Расчет стандартной диафрагмы: метод.указания / Иван. гос. энерг. ун-т. - Иваново, 2014.

2. ГОСТ 8.586.2-2005 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2. Диафрагмы. Технические требования. - М.: Стандартинформ, 2006. - 43с.

3. ГОСТ 8.586.1-2005 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей игазов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть5. Методика выполнения измерений. - М.: Стандартинформ, 2006. - 87с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Преобразователи температуры с унифицированным выходным сигналом. Устройство приборов для измерения расхода по перепаду давления в сужающем устройстве. Государственные промышленные приборы и средств автоматизации. Механизм действия специальных приборов.

курсовая работа , добавлен 07.02.2015


Общие принципы измерения расхода методом переменного перепада давления, расчет и выбор сужающего устройства и дифференциального манометра; требования, предъявляемые к ним. Зависимость изменения диапазона объемного расхода среды от перепада давления.

курсовая работа , добавлен 04.02.2011


Особенности приведения газов к стандартным условиям. Сущность измерения объема газов. Применимость, достоинства и недостатки различных методов оценки их расхода для коммерческого учёта. Устройство расходомеров различных конструкций и их сравнение.

курсовая работа , добавлен 06.04.2015


Методика выполнения измерений. Особенности оценки объема и расхода газа с помощью сужающих устройств. Турбинные и ротационные счетчики газа. Узлы коммерческого учета. Принцип действия квантометра. Основы статистической обработки результатов измерений.

курсовая работа , добавлен 06.04.2015


Расчет потерь напора на трение в данном отрезке трубы, потерь давления на трение в трубах в магистралях гидропередачи, при внезапном расширении трубопровода. Определение необходимого диаметра отверстия диафрагмы, расхода воды в трубе поперечного сечения.

контрольная работа , добавлен 30.11.2009


Классификация складов. Технологическая схема загрузки бункеров скребковым транспортером, направления ее автоматизации. Расчет измерительных схем автоматических электронных потенциометра и сужающего устройства расходомера по переменному перепаду давления.

курсовая работа , добавлен 25.10.2009


Расчёт рабочих, геометрических параметров и выбор насоса, типоразмеров элементов гидропривода. Определение расхода рабочей жидкости проходящей через гидромотор. Характеристика перепада и потерь давления, фактического давления насоса и КПД гидропривода.

курсовая работа , добавлен 17.06.2011


Анализ технологического объекта как объекта автоматизации. Выбор датчиков для измерения температуры, давления, расхода, уровня. Привязка параметров процесса к модулям аналогового и дискретного вводов. Расчет основных параметров настройки регулятора.

дипломная работа , добавлен 04.09.2013


Проект теплоснабжения промышленного здания в г. Мурманск. Определение тепловых потоков; расчет отпуска тепла и расхода сетевой воды. Гидравлический расчёт тепловых сетей, подбор насосов. Тепловой расчет трубопроводов; техническое оборудование котельной.

курсовая работа , добавлен 06.11.2012


Современные требования к приборам для измерения расхода жидкости. Камерные преобразователи расхода без движущихся разделительных элементов. Схема зубчатого счетчика с овальными шестернями. Камерный преобразователь расхода с эластичными стенками.

Приводимые далее расчетные формулы (равно как и методы расчета) справедливы для любых сужающих устройств, и в том числе, для стандартных диафрагм и сопел, но, разумеется, числовые значения коэффициентов расхода  и поправочных множителей  на изменение плотности газа и пара будут различны для разных сужающих устройств.

Учитывая, что площадь круглого отверстия сужающего устройства F 0 =  d 2 /4 и p = p 1 - p 2 , а также производя соответствующую подстановку в формулы расхода (1),(2), получим значения Q м и Q о в виде:

где p измеряются в паскалях.

В большинстве технических расчетов применяют не секундный, а часовой расход. Измерять же диаметр d удобнее в миллиметрах, а не метрах.

С учетом вышеизложенного получим следующие выражения для Q м (кг/ч) и Q о (м 3 /ч):

(3)

1. Погрешности измерения расхода с помощью диафрагм и сопел

Уравнения расхода, например (3), содержат пять множителей , ,  1/2 , p 1/2 , d 2 , от погрешностей которых зависит погрешность измерения расхода Q м или Q о. Имеются в виду случайные погрешности перечисленных величин. Систематические погрешности должны быть устранены или же учтены соответствующими поправками. Если были бы известны средние квадратические случайные погрешности   ,   ,  d ,   ,   p , то на основании закона сложения средних погрешностей можно записать

В общем случае погрешность коэффициента расхода   надо определять по формуле (5):

В формуле (5) через   и обозначена исходная погрешность а, которой оценивается достоверность коэффициента .

где D- диаметр трубы;

d - диаметр диафрагмы;

m - относительная площадь сужающего устройства.

Согласно стандарту ИСО 5167 для диафрагм с угловым и фланцевыми отборами   и = 0,3 % при т < 0,36 и   и = 0,5% при т > 0,36. Для сопел   и = 0,4 % при т < 0,36 и   и = % при т > 0,36. В правилах РД 50-213-80 для сопел   и = 0,3 % при т  0,25 и   и = % при m > 0,25.

Если при определении т допущена погрешность из-за неточного измерения значений d и D , то возникает дополнительная погрешность   m коэффициента , которую можно определить, исходя из формул (6) и (7) и зная погрешности  d и  D .

(6)

(7)

откуда для диафрагм

(8)

и для сопел

(9)

Значения  d и  D зависят от точности измерения d и D. Максимальная погрешность измерения d находится в пределах от 0,02 до 0,1%. Соответственно  d будет изменяться от 0,01 до 0,05%.

Погрешность измерения перепада давления p или, иначе говоря, погрешность дифманометра будет определяться разными формулами, которые зависят от того, отнесен ли класс точности S дифманометра (т. е. основная погрешность показаний прибора в процентах) к верхнему пределу измерения разности давлений S  p или же к верхнему пределу измерения расхода S Q Эти формулы имеют вид:

Согласно ГОСТ 18140-84 дифманометры, предназначенные для работы в комплекте с сужающими устройствами, имеют класс S Q отнесенный к верхнему пределу измерения расхода. Обычно S Q =(0,51,5)%. /1/

1. Недостатки

Недостатком метода являются относительно большие погрешности (1- 2%), обусловленные демпфирующим действием сужающего устройства, нелинейной зависимостью между расходом и перепадом давлений, неравномерным распределением давления, износом сужающего устройства, изменением плотности вещества и др. Последняя причина особенно существенна при измерении расхода газа или пара.

Расчетное задание.

Задание: Рассчитать диаметр отверстия диафрагмы, установленной на участке трубопровода, при котором максимальному перепаду давления Δр соответствовал бы максимальный расход Q м = 80 т/час. Рассчитать также величину безвозвратных потерь напора, соответствующую максимальному расходу

Исходные данные:

Диаметр трубопровода при нормальной температуре (20°С) D 20 = 200 мм;

Материал трубопровода Сталь 20;

Материал диафрагмы Сталь 1Х18Н9Т;

Давление перед диафрагмой р 1 = 100 кгс/см 2 ;

Температура пара t = 400 °С;

Перепад давления Δр = 0,4 кгс/см 2 ;

Диаметр трубопровода при рабочей температуре

где выбирается из таблицы 15.1 (С. Ф. Чистяков, Д. В. Радун Теплотехнические измерения и приборы) в зависимости от рабочей температуры и материала трубопровода.

D = 200 мм∙1,0052 = 201,04 мм

Определим плотность пара при р = 100 кгс/см 2 и t = 400°С из таблиц теплофизических свойств воды и водяного пара.

р = 100 кгс/см 2 = 9,8066 МПа

r = 36,9467 кг/м 3

Определим средний расход.

Известно, что для данного способа определения расхода

Тогда
т/ч

Определим произведение am из формулы (15-14) (С. Ф. Чистяков, Д. В. Радун Теплотехнические измерения и приборы):

,

где e - поправочный множитель, учитывающий сжимаемость среды. В первом приближении принимаем, что пар не сжимаем, тогда e = 1.

Δр = 0,4 кгс/см 2 = 39226,4 Па

Воспользуемся таблицей 15.3 (С. Ф. Чистяков, Д. В. Радун Теплотехнические измерения и приборы) для составления таблицы коэффициентов a и am для диаметра трубопровода D = 200 мм в зависимости от модуля диафрагмы m.

Вычисленное значение am соответствует значениям m, принадлежащим интервалу 0,5¸0,6.

При помощи линейной интерполяции определим точное значение m.

Определим e во втором приближении.

Поправочный множитель e зависит от модуля m, показателя адиабатического расширения, а также от отношения Δр ср /р 1 .

Определим отношение Δр ср /р 1 .

Из формулы (15-29)

Показатель адиабатического расширения определяем из таблицы 15.5 в зависимости от рабочей температуры пара.

При t = 400°С c = 1,29

Определим e по формуле:

Определяем am во втором приближении, поскольку разница между значениями e, полученными в первом и во втором приближении больше чем 0,0005

e 1 - e 2 = 1 – 0,99900 = 0,001 > 0,0005

где - коэффициент термического расширения материала диафрагмы, определяется из таблицы 15.1 в зависимости от материала диафрагмы и рабочей температуры.

мм

Величину безвозвратных потерь напора определим из таблицы 15.2 в зависимости от модуля m.

тогда р n = 0,412∙0,4 = 0,165 кгс/см 2

Домашние задачи.

Задача №1

Исходные данные:

t 1 = 100°C; t 2 = 50°C; t 0 = 0°C

Определить: E(t 1 , t 0); E(t 2 , t 0)

Е Fe-Cu (t, t 0) = E Pt-Fe (t, t 0) + E Pt-Cu (t, t 0)

Воспользуемся таблицей 4.1 из этого учебника для определения термо-ЭДС пар Pt – Fe, Pt – Cu при t 1 = 100°C, t 0 = 0°C.

Агрегатный индекс может быть преобразован а среднеарифметический и среднегармонический индекс при отсутствии исходной информации для расчета агрегатной формы индекса.

Аналитический метод расчета рабочих характеристик асинхронных двигателей

РАСЧЕТА ДИАФРАГМЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА СУХОГО ГАЗА И ПАРА;

РАСЧЕТА ДИАФРАГМЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОГО ГАЗА;

РАСЧЕТА ДИАФРАГМЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ;

РАСЧЕТА РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА;

ВЫБОРА ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА.

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ПО СПЕЦДИСЦИПЛИНЕ

«МОНТАЖ, НАЛАДКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ САУ»

Для студентов специальности 220301. Автоматизация технологических

Процессов и производств (по отраслям)

Липецк 2010 г.

СБОРНИК МЕТОДИК К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Монтаж, наладка и эксплуатация САУ»

Сборник методик предназначен для студентов 4 курса очной формы обучения по специальности 220301. Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям).

Составитель: Полякова Т. Ф.. – преподаватель спец. дисциплин

Рецензент: _______Курлыкин А. Ф. Зам. начальника цеха КИП и А ОАО «НЛМК»

Одобрено методическим советом Липецкого металлургического колледжа и рекомендовано к применению для студентов в качестве методических указаний по разработке курсового проекта по спец. дисциплине «Монтаж, наладка и эксплуатация САУ».

	Лист
Введение
1. Расчет диафрагмы для измерения расхода сухого газа и пара
1.1 Необходимые исходные данные
1.2 Определение недостающих для расчета данных
1.3 Определение параметров диафрагмы
1.4 Проверка расчета
2. Расчет диафрагмы для измерения расхода влажного газа
2.1 Необходимые исходные данные
2.2 Определение недостающих для расчета данных
2.3 Определение параметров диафрагмы
2.4 Проверка расчета
3.Расчет диафрагмы для измерения расхода жидкости
3.1 Необходимые исходные данные
3.2 Определение недостающих для расчета данных
3.3 Определение параметров диафрагмы
3.4 Проверка расчета
Приложение А
4. Расчет регулирующего органа
4.1 Расчет по пропускной способности
4.2 Определение условного диаметра регулирующего органа
4.3Определение рабочей характеристики
5 Выбор исполнительного механизма
Список использованных источников
Приложение В
Приложение С
Приложение Д
Приложение Е

Введение

Дисциплина «Монтаж, наладка и эксплуатация САУ» является одной из базовых при обучении на специальности 220301 (2101) «Автоматизация технологических процессов и производств»). Изучая ее, студент должен знать основные компоненты САР принцип работы всех компонентов и структуру взаимосвязи между всеми компонентами. Для качественного закрепления изучаемого материала и приобретения практических навыков предусматривается выполнение индивидуального курсового проекта.

Конечной целью курсового проекта является построение САР расхода вещества, реализованную на конкретной элементной базе и направленную на выполнение определенных задач, что определяется заданием на курсовое проектирование и индивидуальным дополнительным заданием. Кроме расчетов, в курсовом проекте обязательным является разработка Схемы автоматизации и Схемы принципиальной электрической (Пневматической), технологическое программирование САР. Курсовой проект выполняется индивидуально на основании лекционного, справочного и другого дополнительного материалов. Курсовой проект рассчитан на 30 часов. Во время выполнения проекта предусматривается 20 часов консультаций. Для оценки успеваемости студентов выполнение работы разбивается на этапы, где каждый этап является логически завершенным заданием:

первый этап – выполнение расчетных задач;

второй этап – разработка Схемы автоматизации;

третий этап – разработка Схемы принципиальной электрической (Пневматической);

четвертый этап – разработка технологического программирования САР расхода вещества.

Методика расчета диафрагмы для измерения расхода сухого газа и пара.

(согласно Правилам РД 50-213-80)

Таблица 1.1 - Необходимые исходные данные

Задано и принято	Обозначение параметра	Единица измерения
Максимальный расход измеряемой среды Для газа (объемный расход, приведенный к нормальным условиям): Для пара (массовый расход)	Q ном. max Q м. max	м 3 /час кг/час
Средний расход измеряемой среды Для газа: Для пара:	Q ном.ср Q м. ср	м 3 /час кг/час
Молярная концентрация компонентов сухой газовой смеси 1-й компонент (название): 2-й компонент (название): * * n-й компонент (название):	N 1 N 2 * * N n	доля ед. доля ед. * * доля ед.
Температура среды перед диафрагмой:	t	ºС
Избыточное давление перед диафрагмой:	Р и	кгс/см 2
Среднее барометрическое давление:	Р б	мм рт.ст.
Допустимая потеря давления при Q max	Р′ п	кгс/см 2
Внутренний диаметр трубопровода при t=20ºС	D 20	мм
Абсолютная шероховатость трубопровода	δ
Имеющаяся длина прямолинейного участка трубопровода:	L пт
Тип местного сопротивления в начале прямолинейного участка трубопровода:	-
Материал трубопровода	-
Материал диафрагмы	-
Тип дифманометра	-

Примечание 1. Сумма молярных концентраций всех компонентов газовой смеси должна равняться 1.

Примечание 2. Абсолютная шероховатость трубопровода зависит от материала и состояния внутренней поверхности трубопровода. При отсутствии данных можно принять значение абсолютной шероховатости согласно (Приложению А п. 1).

Примечание 3. Вместо допустимой потери давления при максимальном расходе (таблица 1.1 «Необходимые исходные данные») может быть задан предельный номинальный перепад давления дифманометра ΔР н. Значения ΔР н выбираются из ряда чисел, установленных стандартом, согласно выражению:

ΔР н = n 1 · 10 х, где х – целое число, n 1 – 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3.

Примечание 4. При отсутствии данных о материале диафрагмы следует принять одну из следующих марок нержавеющей стали Х23Н13, Х18Н25С2, 1Х18Н9Т.

Правильное использование объектива, которым оснащена ваша фотокамера, имеет намного большее влияние на резкость получаемого изображения, чем выбор собственно объектива. Не имеет смысла искать самый лучший объектив . Его просто нет. Один из самых важных параметров при съемке - это диафрагма. Именно она больше всего влияет на качество изображения. Разница между снимками, сделанными с разной диафрагмой одним и тем же объективом, будет намного заметнее, чем разница между снятыми с одним и тем же ее значением, но разными объективами.

Диафрагма F10, скорость затвора 1/400, ISO 64

Диафрагма F5, скорость затвора 1/400, ISO 64

Что такое аберрация

Как уже было сказано, идеального объектива просто нет. Законы физики никто не отменял и никогда не отменит. А они не позволяют световому лучу следовать именно по тому пути, который ему рассчитали оптики в пределах некой идеальной оптической системы. Именно это ведет к (сферическим, хроматическим и пр.). И инженеры, разрабатывающие объективы, не могут это исправить. В центре линза идеальна. Но ближе к краям она в той или иной мере искажает свет. Чем ближе к краю линзы - тем в большей степени свет рассеивается и преломляется.

При полностью открытой диафрагме на плёнку или матрицу цифрового аппарата попадает свет, который собран со всей поверхности линзы. В этом случае все аберрации объектива проявляются очень наглядно. Когда мы прикрываем отверстие диафрагмы, часть светового потока, проходящая через края всех линз объектива, отсекается. Таким образом, в формировании изображения принимает участие только центр линз, который свободен от искажений.

Всё кажется довольно простым. Чем меньше отверстие диафрагмы, тем, таким образом, выше резкость изображения. Но это не так. При съемке на самых маленьких диафрагмах нас ждет неожиданная большая неприятность.

По мере уменьшения отверстия диафрагмы всё большая часть световых лучей, которые проходят через это отверстие, касается его краёв и немного отклоняются от своего основного пути. Они как бы огибают края. Это явление называется дифракция. При дифракции каждая точка снимаемого объекта, даже если она находится четко в фокусе, на матрицу проецируется не как точка, а как небольшое размытое пятно, которое принято называть диском Эйри. И размеры этого диска тем больше, чем меньше отверстие диафрагмы. И когда диаметр диска Эйри превышает размеры отдельного фотодиода на матрице, то нерезкость изображения становится очень заметной. И чем меньше мы делаем отверстие диафрагмы, тем больше усиливается дифракция.

Разрешение современных объективов настолько высоко, что даже лёгкое размытие изображения, вызванное дифракцией, заметно уже на диафрагме 11 и меньше. А компактные камеры, у которых сенсоры совсем крошечные, не позволяют в принципе использовать диафрагму меньше чем 8. При этом малый размер диодов матрицы делают дифракцию очень заметной.

Имеет значение и фокусное расстояние объектива. Нужно помнить, что такое диафрагменное число. Это отношение диаметра отверстия диафрагмы к фокусному расстоянию объектива. Проще говоря, при одном и том же значении диафрагмы физический размер отверстия в разных объективах весьма различен. Физический размер диафрагменного отверстия тем больше, чем больше фокусное расстояние объектива. Отсюда вывод: в объективах с разным фокусным расстоянием при одном и том же значении диафрагмы дифракция проявляется в разной степени. Например, при диафрагме 22 на широкоугольном объективе она очень заметна, а у диннофокусника - вполне терпима.

Зона наилучшего восприятия

Самое хорошее значение диафрагмы для каждого объектива индивидуально. Обычно это 5,6 - 11, или около этого. Всё зависит от модели объектива. Попробуйте открыть диафрагму пошире - оптические искажения будут заметны в большей степени. А если прикрыть диафрагму поуже - дифракция начнёт размывать изображение. На маленьких отверстиях диафрагмы, например, на 11 - 16, почти все объективы «рисуют» одинаково. Но вот на широких отверстиях у разных объективов качество изображения весьма разнится. Чем объектив лучше, тем лучше и картинка, «нарисованная» им при открытой диафрагме.

Правильный подбор диафрагмы - это некий баланс между общей резкостью и глубиной резко изображаемого пространства. Тут теоретические рассуждения и рекомендации вряд ли помогут. В этом случае нужно довериться своему опыту, четкому пониманию поставленной задачи, и, в конце концов, своему художественному чутью, вкусу. Но, тем не менее, некоторые рекомендации лишними не будут.

Как правильно выбрать диафрагму

• Определите диафрагму, при которой объектив вашей камеры будет давать изображение с наилучшей резкостью, и, по возможности, всегда используйте именно её.
• Если съемка проходит при недостаточном освещении, или вы хотите что-то в кадре выделить при помощи малой глубины резкости, то диафрагму можно увеличить. Но без особой необходимости не открывайте её полностью.
• Если такая необходимость возникла, диафрагму нужно смело открыть. Особенно переживать по этому поводку не стоит. Диафрагма - не самое главное, что влияет на резкость фотографий. Не забывайте про «шевелёнку». Она портит «картинку» намного сильнее всяких аберраций.
• Если по вашему замыслу на снимке требуется большая глубина резкости, диафрагму нужно прикрыть. Но не более чем до 11 у широкоугольников и 16 у длиннофокусных объективов.
• Если вам всё-таки не хватает , то можно снимать широкоугольниками на 16 и длиннофокусниками на 22. Но не более. В противном случае заметно упадет общая резкость изображения.

Вот, собственно и вся нехитрая наука. Теперь вы, зная о слабых сторонах вашей аппаратуры, сможете избегать тех ситуаций, когда они проявляются. И, стало быть, пора выжать из вашего детища все соки.