過程控制工程設(shè)計—節(jié)流裝置、調(diào)節(jié)閥與差壓液位計的計算

1、1,第十一章 節(jié)流裝置、調(diào)節(jié)閥與差壓液位計的計算,第一節(jié) 節(jié)流裝置的計算第二節(jié)調(diào)節(jié)閥流通能力的計算 第三節(jié)差壓式液位計的計算,2,第一節(jié) 節(jié)流裝置計算的基本公式及取壓方法,節(jié)流裝置原理和基本公式,,,[m3/h](工作狀態(tài)),[kg/h](工作狀態(tài)),節(jié)流裝置原理：當(dāng)充滿管道的流體流經(jīng)節(jié)流裝置時，流束將形成局部收縮，從而使流體流速增加，靜壓降低，于是在節(jié)流裝置前后產(chǎn)生一個壓降。,3,辦法：通過測壓降測出流量。

2、 這種測量方法是以流動連續(xù)性方程（質(zhì)量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）為基礎(chǔ)的，壓差大小不僅與流量還與其它許多因素有關(guān)，如節(jié)流裝置型式、流體的物理性質(zhì)（密度、粘度等）以及雷諾數(shù)等。 裝置：孔板、噴嘴、文丘里管、雙重孔板、1/4圓 噴嘴、圓缺孔板等。 常用：孔板和噴嘴。 原因：這兩種節(jié)流裝置的試驗數(shù)據(jù)比較完整， 并且已經(jīng)進行了標(biāo)準(zhǔn)化。,4,節(jié)流裝置計算的基本公式

3、,公式推導(dǎo)中使用,伯努利（Bernoulli）方程（能量守恒方程）,和流體流動性方程,流速壓力介質(zhì)重度重力加速度截面積,5,節(jié)流裝置流速方程,式中,6,節(jié)流裝置流量方程（實際中）,式中，c為考慮實際因素引入的一個系數(shù)，它是管道尺寸、孔板取壓方法和雷諾數(shù)的函數(shù)。,7,第一節(jié) 節(jié)流裝置的計算,一、節(jié)流裝置計算的基本公式及取壓方法1.節(jié)流裝置原理和基本公式,,,[m3/h](工作狀態(tài)),[kg/h](工作狀態(tài)),8,第一節(jié)

4、 節(jié)流裝置的計算,2.常用取壓方法,IV III II I I II III IV,I～I為角接取壓法 II～II為1’’法蘭取壓法 III～III所示即為理論取壓法 IV～IV即為徑距取壓法,9,第一節(jié) 節(jié)流裝置的計算,二、計算中有關(guān)參數(shù)的確定1.最大刻度流量的確定 數(shù)值是1；1.25；1.6；2；2.5；3.2；4；5；6.3；8乘以10n，n為任意正整數(shù)。2.最大差壓的選擇刻度流量的確

5、定,P191-P195,10,第一節(jié) 節(jié)流裝置的計算,3.被測介質(zhì)重度刻度流量的確定4.氣體壓縮系數(shù)Z5.雷諾數(shù)6.被測介質(zhì)粘度 7.材料的膨脹校正系數(shù) 8.被測介質(zhì)的膨脹校正系數(shù)? 9.節(jié)流裝置的永久壓力損失,11,壓力損失(kPa) 雷諾數(shù)(ReD),已知角接取壓孔板 ，取壓方式為角接取壓 被測介質(zhì)為水，工況條件如下：常用流量(t/h) 45管道內(nèi)徑(mm) 100粘度(Pa.s) 0.0007

6、97最大差壓(kPa) 90.7029開孔直徑比(β) 0.50219求：,12,第一節(jié) 節(jié)流裝置的計算,節(jié)流裝置計算，要以工藝專業(yè)提供的‘流量監(jiān)控條件表’中的數(shù)據(jù)為依據(jù)。計算通常由節(jié)流裝置生產(chǎn)商承擔(dān)，自控專業(yè)要根據(jù)工藝專業(yè)提供的數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的設(shè)計體制，填寫‘儀表數(shù)據(jù)表——節(jié)流裝置’，或者填寫‘節(jié)流裝置數(shù)據(jù)表’ 。教材中表11—1為節(jié)流裝置數(shù)據(jù)表示例。,13,第二節(jié) 調(diào)節(jié)閥流通能力的計算,調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)C表示調(diào)節(jié)閥容

7、量的大小，是表示調(diào)節(jié)閥流通能力的系數(shù)C又稱調(diào)節(jié)閥的流通能力當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開．閥兩端差壓為 0.1MPa、流體密度為 1g/cm3 時，每小時流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量定義為調(diào)節(jié)閥的流通能力，用 C 表示。據(jù)此可知一臺 C 為 20 的調(diào)節(jié)閥，當(dāng)閥兩端差壓為 0.1MPa 時，流過閥門的水流量為 20m3/h。,14,第二節(jié) 調(diào)節(jié)閥流通能力的計算,調(diào)節(jié)閥C值的計算 國際電工委員會(IEC)公布的方法需滿足下列條件：流體必須是牛頓型

8、不可壓縮流體(液體)和可壓縮流體(氣體、蒸汽)，不適用于非牛頓型不可壓縮流體及其與其他流體混合的流體。參與運算的參數(shù)采用兩種單位制。其一為工程單位制(重力制即MKS制)，壓力單位是kgf/cm2。其二為國際單位制(即SI制)，壓力單位為kPa。公式中的常數(shù)與采用的單位制有關(guān)。 調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)C的計算步驟：判別流經(jīng)調(diào)節(jié)閥流體的類型判斷流體在調(diào)節(jié)閥內(nèi)是否形成阻塞流進行低雷諾數(shù)修正進行管件形狀修正,15,牛頓型流體

9、（水和油） 牛頓型流體是理想粘性流體的最佳實例。它僅僅決定于溫度和壓力。 由圖可知，牛頓型流體的 剪切速率 與剪切應(yīng)力成正比, 其粘度保持恒定與 剪切速率無關(guān)。,16,不服從牛頓摩擦定律的流體。一般粘性較大，且隨著流動速度而變化。例如石灰乳、泥漿、污水和許多高分子溶液等。,非牛頓型流體,17,第二節(jié) 調(diào)節(jié)閥流通能力的計算,一、調(diào)節(jié)閥C值計算公式 見P197,,,,,18,第二節(jié) 調(diào)節(jié)閥流通能力的計算,調(diào)節(jié)閥

10、C的具體計算公式液體介質(zhì)C值的計算1)計算時所需數(shù)據(jù)C值計算步驟氣體介質(zhì)C值的計算計算時所需數(shù)據(jù) C值計算步驟蒸汽流量系數(shù)C值的計算計算時所需數(shù)據(jù) C值計算步驟兩相混合流體流量系數(shù)C值的計算,19,,見書Ｐ１９９－２００C值計算步驟1.判斷流體是否為阻塞流2.C值計算（用ＳＩ制公式，分阻塞流和非阻塞流兩種情況）,20,,21,第二節(jié) 調(diào)節(jié)閥流通能力的計算,《自控專業(yè)施工圖設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定》HG 20506-9

11、2）中表達調(diào)節(jié)閥數(shù)據(jù)的設(shè)計文件是‘調(diào)節(jié)閥數(shù)據(jù)表’。《自控專業(yè)工程設(shè)計用典型表格》HG/T 20639.1-1998）中表達調(diào)節(jié)閥數(shù)據(jù)的設(shè)計文件是‘儀表數(shù)據(jù)表 —調(diào)節(jié)閥’。 調(diào)節(jié)閥數(shù)據(jù)以工藝專業(yè)提供的‘調(diào)節(jié)閥條件表’數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。 書中表11—3是調(diào)節(jié)閥數(shù)據(jù)表示例。,22,采用差壓方式測量液位的原理就是將被測液體通過管路引入到差壓變送器正壓室，將容器上部氣相引入到差壓變送器負壓室，由差壓變送器測量正、負壓室的壓力

12、差，然后將這個壓力差轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)信號。,第三節(jié)差壓式液位計的計算,23,,,24,,25,,+,隔離罐內(nèi)液體密度,,26,,+,27,,28,第三節(jié)差壓式液位計的計算,差壓式液位計的計算，主要是針對安裝位置與最低液位位置不同的情況下、采用與工藝介質(zhì)密度不同隔離液的時候的計算。計算結(jié)果主要是獲得遷移量。 《自控專業(yè)施工圖設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定》HG 20506-92）中表達調(diào)節(jié)閥數(shù)據(jù)的設(shè)計文件是‘差壓式液位計計算數(shù)據(jù)表’?！蹲钥?/p>