过程控制工程设计—节流装置、调节阀与差压液位计的计算.ppt

1,第十一章节流装置、调节阀与差压液位计的计算,第一节节流装置的计算第二节调节阀流通能力的计算第三节差压式液位计的计算,2,第一节节流装置计算的基本公式及取压方法,节流装置原理和基本公式,,,[m3/h]工作状态,[kg/h]工作状态,节流装置原理当充满管道的流体流经节流装置时，流束将形成局部收缩，从而使流体流速增加，静压降低，于是在节流装置前后产生一个压降。,3,办法通过测压降测出流量。这种测量方法是以流动连续性方程（质量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）为基础的，压差大小不仅与流量还与其它许多因素有关，如节流装置型式、流体的物理性质（密度、粘度等）以及雷诺数等。装置孔板、喷嘴、文丘里管、双重孔板、1/4圆喷嘴、圆缺孔板等。常用孔板和喷嘴。原因这两种节流装置的试验数据比较完整，并且已经进行了标准化。,4,节流装置计算的基本公式,公式推导中使用,伯努利（Bernoulli）方程（能量守恒方程）,和流体流动性方程,流速压力介质重度重力加速度截面积,5,节流装置流速方程,式中,6,节流装置流量方程（实际中）,式中，c为考虑实际因素引入的一个系数，它是管道尺寸、孔板取压方法和雷诺数的函数。,7,第一节节流装置的计算,一、节流装置计算的基本公式及取压方法1.节流装置原理和基本公式,,,[m3/h]工作状态,[kg/h]工作状态,8,第一节节流装置的计算,2.常用取压方法,IVIIIIIIIIIIIIIV,I～I为角接取压法II～II为1’’法兰取压法III～III所示即为理论取压法IV～IV即为径距取压法,9,第一节节流装置的计算,二、计算中有关参数的确定1.最大刻度流量的确定数值是1；1.25；1.6；2；2.5；3.2；4；5；6.3；8乘以10n，n为任意正整数。2.最大差压的选择刻度流量的确定,P191-P195,10,第一节节流装置的计算,3.被测介质重度刻度流量的确定4.气体压缩系数Z5.雷诺数6.被测介质粘度7.材料的膨胀校正系数8.被测介质的膨胀校正系数9.节流装置的永久压力损失,11,压力损失kPa雷诺数ReD,已知角接取压孔板，取压方式为角接取压被测介质为水，工况条件如下常用流量t/h45管道内径mm100粘度Pa.s0.000797最大差压kPa90.7029开孔直径比β0.50219求,12,第一节节流装置的计算,节流装置计算，要以工艺专业提供的‘流量监控条件表’中的数据为依据。计算通常由节流装置生产商承担，自控专业要根据工艺专业提供的数据，根据不同的设计体制，填写‘仪表数据表节流装置’，或者填写‘节流装置数据表’。教材中表111为节流装置数据表示例。,13,第二节调节阀流通能力的计算,调节阀流量系数C表示调节阀容量的大小，是表示调节阀流通能力的系数C又称调节阀的流通能力当调节阀全开．阀两端差压为0.1MPa、流体密度为1g/cm3时，每小时流经调节阀的流量定义为调节阀的流通能力，用C表示。据此可知一台C为20的调节阀，当阀两端差压为0.1MPa时，流过阀门的水流量为20m3/h。,14,第二节调节阀流通能力的计算,调节阀C值的计算国际电工委员会IEC公布的方法需满足下列条件流体必须是牛顿型不可压缩流体液体和可压缩流体气体、蒸汽，不适用于非牛顿型不可压缩流体及其与其他流体混合的流体。参与运算的参数采用两种单位制。其一为工程单位制重力制即MKS制，压力单位是kgf/cm2。其二为国际单位制即SI制，压力单位为kPa。公式中的常数与采用的单位制有关。调节阀流量系数C的计算步骤判别流经调节阀流体的类型判断流体在调节阀内是否形成阻塞流进行低雷诺数修正进行管件形状修正,15,牛顿型流体（水和油）牛顿型流体是理想粘性流体的最佳实例。它仅仅决定于温度和压力。由图可知，牛顿型流体的剪切速率与剪切应力成正比,其粘度保持恒定与剪切速率无关。,16,不服从牛顿摩擦定律的流体。一般粘性较大，且随着流动速度而变化。例如石灰乳、泥浆、污水和许多高分子溶液等。,非牛顿型流体,17,第二节调节阀流通能力的计算,一、调节阀C值计算公式见P197,,,,,18,第二节调节阀流通能力的计算,调节阀C的具体计算公式液体介质C值的计算1计算时所需数据C值计算步骤气体介质C值的计算计算时所需数据C值计算步骤蒸汽流量系数C值的计算计算时所需数据C值计算步骤两相混合流体流量系数C值的计算,19,,见书Ｐ１９９－２００C值计算步骤1.判断流体是否为阻塞流2.C值计算（用ＳＩ制公式，分阻塞流和非阻塞流两种情况）,20,,21,第二节调节阀流通能力的计算,自控专业施工图设计内容深度规定HG20506-92）中表达调节阀数据的设计文件是‘调节阀数据表’。自控专业工程设计用典型表格HG/T20639.1-1998）中表达调节阀数据的设计文件是‘仪表数据表调节阀’。调节阀数据以工艺专业提供的‘调节阀条件表’数据为准。书中表113是调节阀数据表示例。,22,采用差压方式测量液位的原理就是将被测液体通过管路引入到差压变送器正压室，将容器上部气相引入到差压变送器负压室，由差压变送器测量正、负压室的压力差，然后将这个压力差转变为标准信号。,第三节差压式液位计的计算,23,,,24,,25,,,隔离罐内液体密度,,26,,,27,,28,第三节差压式液位计的计算,差压式液位计的计算，主要是针对安装位置与最低液位位置不同的情况下、采用与工艺介质密度不同隔离液的时候的计算。计算结果主要是获得迁移量。自控专业施工图设计内容深度规定HG20506-92）中表达调节阀数据的设计文件是‘差压式液位计计算数据表’。自控专业工程设计用典型表格HG/T20639.1-1998）中表达调节阀数据的设计文件是‘仪表数据表差压式液位计’。差压式液位计数据以工艺专业提供的‘液位监控条件表’数据为准。,