WorldodTech

9. Расчётная часть

9.1. Расчёт сужающего устройства, установленного на трубопроводе природного газа в цехе №38, печь №1

Qmax = 630 Нм3/час

Qmin = 200 Нм3/час

T = 10оС или 283,15К

Ри = 0,05 кгс/см2

D20 = 100 мм

DPmax = 0,25 кгс/см2

Материал трубопровода – сталь 20. http status yota ru

Коэффициент шероховатости трубопровода k=0,22.

I. Определение недостающих для расчёта данных.

1. Абсолютное значение давления измеряемой среды

Рабс =Рб + Ри

Где: Рб – барометрическое давление =1,02 кгс/см2

Ри – избыточное давление среды.

Рабс = 1,07 кгс/см2

2. Определение плотности измеряемой среды.

ρ = 283,73 * Р * ρном / Т [ , c 21]

где: Р – абсолютное давление измеряемой среды

Т – температура измеряемой среды, К

ρном – плотность изм. среды при нормальных условиях

ρ = 283,73*0,6795*1,07 / 283,15= 0,7286 кг/м3

3. Определяем поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода Kt.

Кt = 1 так как температура измеряемой среды 10оС

4. Определяем действительный диаметр трубопровода.

D = D20 * Kt

Где: D20 – диаметр трубопровода при температуре 20оС

D = 100 мм

5. Определяем показатель адиабаты.

χ = 1,29 + 0,704*10-6 (2575+ (346,23 – Т)2)Р [ , c 24]

χ = 1,29*0,704*10-6*(2575+(346,23-283,15)2)*1,07 = 1,294937

6. Определяем коэффициент сжимаемости газа [ , c 276]

К = 0,9993

7. Определяем динамическую вязкость измеряемой среды в рабочих условиях:

7.1. Псевдокритическое давление:

Рпк = 30,168[0,05993(26,831- ρном)+(NCO2-0,392NN2)]

Рпк = 47,22 кгс/см2 [ , c 25]

7.2. Псевдокритическая температура:

Тпк = 88,25[1,7591(0,56354+ ρном)-(NCO2+1,681NN2)]

Тпк = 191,492 К [ , c 25]

7.3. Приведённое давление:

Рпр = Р/Рпк [ , c 26]

Рпр = 0,0227 кгс/см2

7.4. Приведённая температура:

Тпр = Т/Тпк [ , c 26]

Тпр = 1,4787 К

7.5. Динамическая вязкость:

μ = 0,5173*10-6 [1+ ρном(1,104-0,25 ρном)]*[ Тпр(1-0,1038 Тпр)+

+0,037]*[1+ Рпр2/(30(Тпр-1))] [ , c 28]

μ = 1,089*10-6

II. Определение типа сужающего устройства и дифманометра.

1. Выбор сужающего устройства:

Диафрагма с угловым способом отбора

Материал – титан.

2. Выбор дифманометра:

Дифманометр ДМ с КСД кл.т.1,5

3. Верхний предел измерения – 630 Нм3/час

III. Определение параметров сужающего устройства.

1. Определяем вспомогательную величину.

C = Q / 0,2109D2 Ö ρном*T*K/P [ , c 63]

С = 4,004

2. По ней определяем номинальный перепад давления:

DPmax = 0,25 кгс/см2

3. Определяем модуль сужающего устройства:

m = 0,1433

4. Определяем число Рейнольдса, которое соответствует верхнему пределу измерения дифманометра.

Re = 0,0361*Qmax* ρном / D / m [ , c 29]

Re = 0,0361*630*0,6795/(100*1,089*10-6) =1414908

5. Определяем минимальное допустимое число Рейнольдса:

Так как m=0,1433 , то

Remin = 5000 [ , c 14]

6. Определяем коэффициент относительной шероховатости:

К = 0,22 [ , c 14]

7. Относительная шероховатость:

К/D*104 £ 3,9+103exp(-14,2Öm) [ , c 12]

0,22/100*10000£3,9+10000 ехр(-14,2*Ö0,1433)

22 £ 8,59

Условие не соблюдается, поэтому вводим поправочный коэффициент:

7. Кш = a*m+b [ , c 14]

Где:

a = (c-0,3)*[-1,066c2+0,36c-0,13]

b = 1+(c-0,3)*(-0,08c2+0,024c-0,0046)

c = D/103

Кш = 0,0209*0,1433+0,9994 = 1,0024

8. Определяем коэффициент поправки на притупление входной кромки:

Кп = a + b * exp[-n (m-0,05)] [ , c 15]

Где:

a = 1+0,011*exp[-55,2(c-0,05)1,3]

b = 0,020 + 02558c – 1,68c2 + 2,867c3

n = 4,25 + 142,94(c-0,05)1,92

c = D / 103

Кп = 1,004+0,013642*ехр(-4,7(0,1433-0,05)) = 1,013

IV. Определяем коэффициент расширения для предельного перепада давления.

1. Определяем коэффициент расхода:

a = КшКп [0,5959+(0,0312*m1,05)-(0,184*m4)+(0,0029*m1,25*

*(106 / Re)0,75)] / Ö1-m2 [ , c 14]

a = 0,616