Расчет регулирующего органа и исполнительного механизма

Расчет регулирующего органа (РО).

Исходные данные для расчета:

Регулируемая среда - природный газ

Состав: CH₄ – 94%; C₂H₆ – 1,5%; C₃H₈ –2%; CO₂ – 2,5%;

Давление в коллекторе – P_ОН=1 кг/см²

Давление в топке – Р_КИ =50кг/м² (0,0005кг/см²)

Температура газа – 30^оС

Влажность газа –

Максимальный расход – Q_{н max}=800Нм³/ч

Минимальный расход – Q_{н min} =300Нм³/ч

Внутренний диаметр трубопровода – Д_тр=150мм

Степень открытия вентиля – В₁=70%

Коэффициент сопротивления отсечного клапана Е_ок=3,0

Коэффициент сопротивления сужающего устройства Е_су=2,3

Степень открытия вентиля – В₂=80%

Коэффициент сопротивления горелки – Е_гор=8,0

Вход газа в печь – внезапное расширение.

 

Порядок расчета.

Определим недостающие данные:

1. Абсолютное давление в начале участка

Р_н =Р_ни+0,103 МПа (1,033 кгс/см²)

Р_н=1+1,033=2,033кгс/см²

2. Абсолютное давление в конце участка

Р_к=Р_ки+0,103МПа (1,033 кгс/см²)

Р_к=0,0005+1,033=1,038 кгс/см²

3. Абсолютная температура среды

Т=(t+273)К

Т=(30+273)=303К

4.Расчетный максимальный расход в нормальных условиях до РО

м³/ч

5.Плотность среды

табличное значение.

 

 

6. Плотность газа в рабочих условиях:

 

 

7. Вязкость среды: определяется по таблице.

Динамическая вязкость:

 

1,04+0,87+0,76+1,39=4,06 кгс*с/м²

8. скорость в трубопроводе при максимально расчетном расходе:

 

9. число Рейнольдса Re определяются по формулам таблицы А5

 

10.Коэффициент гидравлического сопротивления трения λ определяется по таблице 1. В зависимости от режима движения потока. Критерием определения режима движения потока служит неравенство:

- поток ламинарный λ R_eкр=2320

определяется по формуле:

11. потери давления на трения при максимальном расходе для части трубопровода до РО на длине L₁

 

12. Сумма коэффициентов местных сопротивлений для части трубопровода до РО.

Коэффициент в зависимости от их вида даны в исходных данных и таблице2.

ξ _вен=0,42; ξ _{пл. пов}=0,45; ξ _вен=0,42; ξ _су=2,3; ξ _{пл. пов}=0,45; ξ _{пл. пов}=0,45;

ξ=0,42+0,45+0,42+2,3+0,45+0,45=4,49

13. Потери давления в местных сопротивлениях в трубопроводе до РО.

14. Потери давления в линии до РО

 

15. Абсолютное давление перед РО.

 

16. Максимальный расчетный расход среды после РО при Р₂ и Т₂.

Р₂=Р₁-(0,3÷0,4)(Р_н-Р_к); Т₂=Т₁;

 

17. Плотность среды и вязкость аналогична.

 

18. Скорость в трубопроводе

 

 

19. Число Рейнольдса Re₂

20. Коэффициент трения после РО.

 

поток ламинарный.

21. Потери давления на трение при расчетном максимальном расходе для части трубопровода после РО.

22. Потери давления в местных сопротивлениях в трубопроводе после РО

23. Потери давления после РО.

24. Суммарные потери давления в рабочем участке.

25. Потери давления на РО при максимальном расходе.

Определим критическое давление:

0,885<0,997- докритическое течение.

Р₂=1,995-0,11=1,885 кгс/м² (0,188 мПа)

Определим недостающие данные для выбора РО.

К=156*1,2=187,2;

По табличным значениям ближайшее большее значение 250м³/ч это соответствует двухсидельному клапану с диаметром условного прохода125мм, что удовлетворяет условию: 0,25D_т≤ D_у≤D_т.

0,25*150≤125≤150

Выбираем двухсидельный клапан.

По полученным данным выберем ИМ:

Выбираем МЭО со следующими характеристиками: МЭО- 160/63-0,25