4.1 Расчет сужающего устройства

Исходные данные:

Наибольший измеряемый массовый расход

Средний измеряемый массовый расход

Абсолютное давление воды перед сужающим устройством

Температура воды перед сужающим устройством

Материал трубопровода ст. 20

Материал сужающего устройства Сталь 12X18Н10Т

Внутренний диаметр трубопровода, округленный по ГОСТу до стандартного при температуре

Определение недостающих для расчета данных

Плотность воды при ; определяем по приложению 8 [8, с.111]:

.

Средний коэффициент линейного теплового расширения материала трубопровода ст.20 определяем по таблице 1 [8, с.543]:

.

Определяем поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода по формуле:

; [1]

.

Определяем внутренний диаметр трубопровода по формуле:

; [2]

.

Динамическая вязкость воды в рабочих условиях определяем по приложению 26 [26, c.249]:

.

Определение минимального перепада давления дифманометра

Верхний предел измерения дифманометра :

.

Определяем вспомогательную величину C по формуле:

; [3]

.

Определяем номинальный перепад давления дифманометра по приложению 32 [8] для m=0,15;

.

Определяем число Рейнольдса соответствующее верхнему пределу измерения дифманометра:

; [4]

.

Определение параметров сужающего устройства

Наибольший предел давления на диафрагме :

.

Определяем вспомогательную величину :

. [5] Определяем коэффициент расхода по формуле:

б_у=· [0,5959+0,0312m^1.05-0,184m⁴+0,0029m^1.25]; [6]

б_у=·

.

Определяем вспомогательную величину по формуле:

F₁=m₁ ·б_у; [7]

F₁==0,091.

Определяем относительное отклонение д₁:

д₁=·100%; [8]

д₁==9,64%.

Т.к. д₁<10%, то значения m₁=0,15 и б_y1=0,609 считаем окончательным.

Проверка ограничений числа Рейнольдса

Минимальное число Рейнольдса R_e:

Re= 0,0361· ; [9]

Re == 29013,3.

Минимальное допустимое число Рейнольдса

Re_min=5·10³. [п.5.1.1]

Условие Re>Re_min выполняется.

Средний коэффициент линейного теплового расширения материала сужающего устройства по таблице 1 [6]:

вt==16,6·10^-6 1/?C.

Поправочный множитель на тепловое расширение материала сужающего устройства Kt:

K t= [1+вt (t-20)]; [10]

K t ==1,0023 1/?C.

Диаметр отверстия диафрагмы при температуре 20 ⁰С:

d₂₀=; [11]

d₂₀=.

Определяем диаметр отверстия диафрагмы при температуре 100 ⁰С:

d=d₂₀ ·kt; [12]

d=90,96·1,0023= 91,17 мм.

Проверка расчета

Расход, соответствующий предельному перепаду давления:

Q_{м пр}=0,01252·б_y·d²·; [13]

Q_{м пр}==6048 кг/ч.