РАСЧЕТ СУЖАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

 

1. Определение недостающих для расчета данных

1.1 Плотность пара в рабочих условиях (Р и t), определяется по приложению 6, ρ =27,925 кг/м³.

1.2 Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода k"_t, выбирается из приложения 15, k"_t =1,00585.

1.3 Внутренний диаметр трубопроводов при температуре t определяется по формуле: D =D₂₀ ·K²_t = 259 · 1,0027=312,819 мм.

1.4 Динамическая вязкость пара в рабочих условиях (Р и t) определяется по приложению 13, m=2,75∙10^-6 кгс·с/м².

1.5 Показатель адиабаты, c определяется из приложения 9, c=1,274.

 

2. Выбор сужающего устройства и дифманометра

2.1 Тип сужающего устройства - сопло камерное, материал- Сталь 20.

2.2 Тип и разновидность дифманометра –Дифманометр сильфонный показывающий ДСП – 781.

2.3 Верхний предел измерений дифманометра Q_ПР =2,5*10⁵ кг/ч.

 

3. Определение номинального перепада давления дифманометра

3.1 Определяем допустимую потерю давления при расходе, равном выбранному верхнему пределу измерений дифманометра Р _пд, по формуле:

 

.

 

3.2 Вспомогательную величину С определяем по формуле:

 

 

3.3 Предельный номиналь­ный перепад давления дифманометра, DР_н и приближенное значение модуля m определяется, по номограмме по значениям Р _пд и С. Следовательно, DР_н =1,6 кгс/см²= 16000 кгс/м² и m =0,46.

 

4. Определение числа Рейнольдса

4.1 Число Рейнольдса вычисляется по формуле:

 

.

 

4.2 Минимальное допустимое число Рейнольдса, Re_min выбираем в зависимости от значения m. Так как m =0,46, то Re_min=20000, Re>Re_min, то расчет продолжаем.

4.3 Граничное значение числа Рейнольдса, Re_гр=182000, так как Re>Re_гр, расчет продолжаем.

 

5. Проверка длины прямых участков трубопровода

5.1 Длина прямого участка перед соплом

5.1.1 Необходимая длина =50, следовательно

= 35∙ D₂₀ =35∙311=10,885 мм=5,44 м.

Имеющаяся длина 8 м не удовлетворяет условию, поэтому необходимо сужающее устройство переместить. Допустимая сокращенная (вдвое) длина l₁ = 5,44∙ d₂₀ / 2=845,92 м. Следовательно, расстояние 8 м перед соплом допустимо.

5.2 Длина прямого участка за соплом

5.2.1 Необходимая длина =7,3 следовательно, =2,27 м.

5.2.2 Имеющаяся длина 2,27 м. Так как <8 м, следовательно, расстояние 8 м за соплом допустимо.

 

6. Определение параметров сужающего устройства

6.1 Наибольший перепад давления в сопле, DР, кгс/м², определяется по формуле:

 

1 ∙ DР_н =1∙16000=16000 кгс/м²

 

6.2 Находим отношение:

 

 

6.3 Поправочный множитель на расширение пара, (e_ср)₁

 

,

 

6.4 Вспомогательная величина:

 

6.5 Коэффициент расхода сопла определяется по формуле:

 

 

 

6.6 Модуль сопла m₁ определяется по формуле:

 

 

6.7 Поправочный множитель на расширение пара, (e_ср)₂:

 

Следовательно, значение m = 0,466 и e_ср = 0,9604 считаются окончательными.

6.7 Поправочный множитель на тепловое расширение материала сопла, k^”_t =1,0059 (выбирается из приложения).

6.8 Диаметр отверстия сопла при температуре 20°С, d ₂₀:

 

мм.

 

7. Проверка расчета

7.1 Коэффициент расхода, a:

 

 

7.2 Диаметр отверстия сопла d при температуре t,определяется по формуле:

 

d ₂₀ · k^”_t =212,278·1,0059=213,530 мм.

 

7.3 Расход кг/ч, соответствующий наибольшему перепаду давления DР:

 

 

кг/ч.

 

7.4 Отношение выбирается из приложения 19,

7.4 Действительная потеря давления, Р_п определяется по формуле:

 

кгс/м²=0,512 кгс/см².

 

Действительная потеря больше, чем допустимая потеря давления. Погрешность составляет 26 %.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная:

1. Каганов В.Ю., Блинов О.М., Беленький А.М. Автоматизация управления металлургическими процессами. – М.: Металлургия, 1974 г.

2. Шавельзон М.В., Ломакин Л.М. Лекции по автоматическому регулированию тепловых процессов металлургических печей. – Свердловск: Уральский рабочий, 1956 г.

3. Ярошенко Ю.Г. Тепловая работа и автоматизация печей. – М.: Металлургия, 1984 г.

4. Беляев Г.Б., Кузищин В.Ф., Смирнов Н.И. Технические средства автоматизации в теплоэнергетике. – М.: Энергия, 1982 г.

5. Медведев Р.Б., Бондарь Ю.Д., Романенко В.Д. АСУ ТП в металлургии. – М.: Металлургия, 1987 г.

6. Стефани Е.П. Основы построения АСУ ТП. – М.: Энергоиздат, 1982 г.

7. Иванова Г.М., Кузнецов Н.Д., Чистяков В.С. Теплотехнические измерения и приборы. - М.: Энергоатомиздат, 1984, 232 с.

8. Преображениский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. - М.: Энергия, 1978, 704 с.

9. Мурин Г.А. Теплотехнические измерения. – М.: Энергия, 1979, 424 с.

 

Дополнительная:

1. Васильев В.А., Энно И.К. Автоматизация пламенных печей в машиностроении. – М.: Металлургия, 1970 г.

2. Гиммельфарб А.А., Ефименко Г.Г. Автоматическое управление доменным процессом. – М.: Металлургия, 1969 г.

3. Карлик В.А. Автоматизация производства стали в кислородном конвертере. – М.: Металлургия, 1967 г.

4. КлимовицкийМ.д., Копелович А.П. Автоматический контроль и регулирование в черной металлургии./Справочник – М.: Металлургия, 1967 г.

5. Свенчанский А.Д., Гуттерман К.Д. Автоматическое регулирование электрических печей. – М.: Энергия, 1965 г.

6. ГОСТ 21.404 – 85 «Автоматизация технологических процессов».

7. Автоматические приборы, регуляторы, вычислительные комплексы: Справочное пособие/ Под ред. Б.Д. Кошарского. – М.: Машиностроение, 1976 г.

8. Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы./ Беленький А.М. и др. – М.:Металлургия, 1981 г.