Определение параметров сужающего устройства

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Измеряемая среда – природный газ следующего состава: метан – 92,9%   этан – 3,98% пропан – 1,2% бутан – 0,33% пентан – 0,15% углекислый газ – 0,12% азот – 1,5% Наибольший измеряемый объемный расход, приведенный к нормальному состоянию,   Средний измеряемый объемный расход, приведенный к нормальному соcтоянию, Температура газа перед сужающим устройством, t= 50° C   Избыточное давление при расходе, равном Qн.max,   Барометрическое давление   Допустимая потеря давления при расходе, равном Qн.max   Внутренний диаметр трубопровода перед СУ при t=20ºС,   Абсолютная влажность газа, Плотность сухой части влажного газа в нормальном состоянии, ρн =0,723 кг/м3 Материал трубопровода – сталь марки 20.

3.1 Выбор и расчет сужающего устройства

Выбор сужающего устройства и дифманометра

1.Тип сужающего устройства
Диафрагма камерная, материал сталь Х17

2.Тип и разновидность дифманометра
Дифманометр мембранный компенсационный ДМПК-100 (класс точности 1) с показывающим вторичны прибором 1МП30А (класс точности 1) и интегратором (допустимая погрешность 0,5%)

3.Верхний предел измерений дифманометра, Q_нп
1600 Нм³/ч

Определение недостающих для расчета данных
4. Температура газа перед диафрагмой, Т=t+273

50+273=323°K (1)[4 стр.6]

5. Барометрическое давление, P6
^-4 (2)[4 стр. 10]

6.Абсолютное давление газа перед диафрагмой, P

1 (3)[4 стр. 17]
7.Внутренний диаметр трубопровода перед диафрагмой при температуре t, D D₂₀ (4)[4 стр.10]

8.Показатель адиабаты компонентов газовой смеси:
метан, 1,2975 (пр. 8)[4 стр. 114]
этан, 1,175

пропан, 1,13

бутан, 1,09
пентан, 1,07

углекислый газ, 1,285

азот, 1,40
9.Показатель адиабаты смеси газов, c (5)[4 стр. 23]

10.Коэффициент сжимаемости компонентов газовой смеси:

метан, 1 (рис А10и)[5 стр.87]
этан, 1,005 (рис А10c)[5 стр.101]

пропан, 1,015 (рис А10a)[5 стр.71]

бутан, 1,01 (рис А10л)[5 стр.91]
пентан, 0,995 (рис А10о)[5 стр.95]

углекислый газ, 1 (рис А10г)[5 стр.77]

азот, 1 (рис А10д)[5 стр.79]

11.Коэффициент сжимаемости смеси газов, (6)[4 стр. 20]

12.Плотность компонентов газовой смеси в нормальном состоянии:
метан, 0,6679 кг/м³ (пр. 4)[4 стр. 105]
этан, 1,263 кг/м³

пропан, 1,872 кг/м³

бутан, 2,519 кг/м³
пентан, 3,221 кг/м³

углекислый газ, 1,842 кг/м³

азот, 1,166 кг/м³
13.Плотность компонентов газовой смеси в рабочих условиях:
(7)[4 стр. 18]

где N=0,9895
метан,
этан,

пропан, =1,825

бутан,
пентан, 3,337

углекислый газ,
азот,

14.Динамическая вязкость компонентов газовой смеси в рабочих условиях:
метан, 1,20 10^-6 кгс•сек/м² (рис А3)[5 стр.11-15]
этан, 1,02 10^-6 кгс•сек/м²

пропан, 0,89 10^-6 кгс•сек/м²

бутан, 0,83 10^-6 кгс•сек/м²
пентан, 0,76 10^-6 кгс•сек/м²

углекислый газ, 1,64 10^-6 кгс•сек/м²

азот, 1,92 10^-6 кгс•сек/м²

15.Кинематическая вязкость компонентов газовой смеси в рабочих условиях:

(8)
метан, 1,20 10^-6:0,06609 1,816 10^-6 м²/сек
этан, 1,02 10^-6:1,244 0,8199 10^-6 м²/сек

пропан, 0,89 10^-6:1,825 0,4877 10^-6 м²/сек

бутан, 0,83 10^-6:2,468 0,3363 10^-6 м²/сек
пентан, 0,76 10^-6:3,337 0,2277 10^-6 м²/сек

углекислый газ, 1,64 10^-6:1,823 0,8996 10^-6 м²/сек

азот, 1,92 10^-6:1,154 1,1664 10^-6 м²/сек

16.Кинематическая вязкость газовой смеси в рабочих условиях,

(9)[1]*

17.Плотность насыщенного водяного пара при температуре t,
(пр. 5)[4 стр. 106]

18.Температура насыщенного водяного пара при давлении Р, t_нас
(пр. 3)[4 стр. 88]
t_нас= 102,4 °C

19.Наибольшая возможная плотность водяного пара во влажном газе при давлении Р и температуре t,
(п.33)[4 стр. 106]
20.Относительная влажность газа,
(10)[4 стр. 10]

21.Давление насыщенного водяного пара при температуре t, Р_нп
(п.33)[4 стр. 21]
22. Наибольшая возможное давление водяного пара во влажном газе при температуре t,
(п.33)[4 стр. 21]
23.Плотность сухой части влажного газа при ее парциальном давлении и температуре t,

(11)[4 стр. 21]

24.Плотность водяного пара при его парциальном давлении и температуре t, (12)[4 стр. 21]

25.Плотность газа в рабочих условиях (P и t),

(13)[4 стр. 10]

Определение номинального перепада давления дифманометра.
26.Допустимая потеря давления при расходе равном выбранному верхнему пределу измерений дифманометра,

(14)[4 стр. 11]

27.Вспомогательная величина С.

(15)[4 стр. 68]

28.Предельный номинальный перепад давления дифманометра, ∆Р_н

(рис. А18)[5 стр. 120]

29.Приближенное значение модуля диафрагмы, m

(рис. А18)[5 стр. 120]

30.Число Рейнольдса, Re

(16)[4 стр. 11]

31.Минимальное допустимое число Рейнольдса для данного модуля, Re_min
(рис. А21)[5 стр. 123]

Re_min=20000

32.Граничное значение числа Рейнольдса, Re_гр
(рис. 40)[4 стр. 56]

Проверка длины прямого участка трубопровода перед диафрагмой

33.Необходимая длина
(рис. 19а)[4 стр. 41]

18D₂₀

 

34.Имеющаяся длина

 

 

35.Допустимая сокращенная (вдвое) длина
(п.91)[4 стр. 41]

Определение параметров сужающего устройства

36.Наибольший перепад давления в диафрагме,

(17)[4 стр. 25]

160кгс/

37. Отношение

(18)[4 стр. 23]

38. Поправочный множитель на расширение газа, (

(рис. А12б)[5 стр. 111]

=0,9985

39. Вспомогательная величина (

(19)[4 стр. 67]

40. Модуль диафрагмы,

(рис. А8)[5 стр. 43]

41. Поправочный множитель на расширение газа,

(п.35)[4 стр. 22]

Следовательно,значения 𝘮=3590 считаются окончательными

42.Поправочный множитель на тепловое расширение материала диафрагмы,
(п.80)[4 стр. 38]

 

 

43. Диаметр отверстия диафрагмы при температуре 20ºC,

(20)[4 стр. 64]

Проверка расчета

44.Коэффицент расхода, 𝑎

(рис. А8)[5 стр. 43]

45. Диаметр отверстия диафрагмы при температуре

(п.80)[4 стр. 38]

46. Расход,соответствующий наибольшему перепаду давления ΔP,

(21)[4 стр. 28]

47. Допустимое нижнее предельное значение наибольшего расчетного расхода

(табл.10)[4 стр.65]

Следовательно, расчет выполнен правильно

 

48. Отношение

(рис. 18)[4 стр. 38]

64%

49. Действительная потеря давления,

Полученное значение потери меньше допустимого (0,0121 кгс/с )