课程设计(综合实验)报告
( 2012 -- 2013 年度第 1学期)
名 称： 过程参数检测技术及仪表课程设计
题 目：第二类标准节流装置设计与计算 院 系： 控制与计算机工程学院 班 级： 测控1101班 学 号： 1111160121 学生姓名： 叶奇 指导教师： 段泉圣 设计周数： 一周
成 绩：
日期： 2014年6月27日
一、课程设计(综合实验)的目的与要求
本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业《过程参数检测技术及仪表B》专业课的综合实践环节。通过本课程设计，使学生加深过程参数检测基本概念的理解，掌握仪表的基本设计方法和设计步骤。
二、设计正文
设计题目： 此题设计任务书为： 序号 1 2 项 目 被测流体名称 流量测量范围：常用 最大 最小 3 4 5 6 7 8 9 工作温度 工作压力 管道内径实测值 管道材料 节流件取压形式 允许的压力损失△ωy 符号 qmch qmmax qmmin t p D20 △ωY单位 t/h t/h t/h °C MPa mm 数 值 水 400 500 100 80 2.3 211 10#钢 法兰取压 50 kPa 管道简图： 题中所用参数名称如下： C：节流装置流出系数 Ks：相对粗糙度 E：孔板厚度 e：圆筒形厚度 β：直径比
d：孔板开孔直径 ε：流束膨胀系数
1.求工作状态下的各介质参数；
由介质的工作温度和工作压力查附录II中的相应表格可得工作状态下锅炉给水的粘度η=355.58*10
?6 Pa·s，密度ρ1=972.88 kg/m，管道材料线膨胀系数λ
3D=11.60*10
?6/°C，
取水的等熵指数κ=1。 2.求工作状态下管道直径；
Dt= D20[1+λ
3.计算常用流量下的雷诺数；
D（t-20）]=211*[1+11.60*10
?6*(80-20)]=211.15(mm)
ReDch=
4qmch?67=0.354*400000/(211.15*355.58*10)=0.188*10 Dt??4. 选取压差计；
=2*△ω
Y=2*50kPa=100kPa
=100kPa。参考附录表II，可选用1151DP电容式差
选取最适当的差压序列值，取0~100*10Pa。
3压变送器，其量程范围为（31.1—186.8）kPa，耐静压为14MPa,变送器差压量程调整在
本题中流体的最大流量为500t/h，所以流量计流量刻度上限qmmax定为500t/h.
?PmaxP
=100*10/(2.3*10)=0.043<0.25,符合规定
365.计算常用流量下的压差值；
△ Pch=△Pmax (
6.迭代计算β值和d值；
(1)求不变量A，得
A=
qmch2)=(400/500)^2*100=64kPa qmmaxqmch()Dt4?=400000/(0.004*211.15^2*972.88*64000)=0.2842485
22?1?pch
(2)设Co=0.95，?o=1。对于液体，?=1。
X??21??4?A C?
用matlab计算：
当n=3时，求得的E小于预定精度，因此得
β=0.652332621 C =0.604477451 n X β C ε δ E
dt=211.15*0.652332621=137.74(mm) 7.验算压力损失
1 0.299208947 0.535399411 0.603785493 1 0.103590478 0.364436322 2 0.470777293 0.652638544 0.604471944 1 -3.231657301*10^-4 -0.001136912 3 0.470242668 0.652335035 0.604477408 1 3 0.470238417 0.652332621 0.604477451 1 -2.569723743*10^-6 -2.065325860*10^-8 -9.040412678*10^-6 -7.265916479*10^-8
压力损失验算合格 8.验算流量
9.确定d20;
管道材料为10#钢，从附录表中查得λ
d=11.60*10
?6/°C，则
d20?dt?6=137.74/[1+11.60*10*(80-20)]=137.64mm
1??d(t?20)
10.确定安装位置； 取β=0.65，根据管路系统
l1=22D=22*0.21115=4.6453m l2=7D=7*0.21115=1.47805m l0=10D=10*0.21115=2.1115m
11.计算流量测量总不确定度。
流体为锅炉给水，对于法兰取压标准孔板，0.6?β=0.652332621?0.7
?c/C =?β%=?0.652%
=1，水为不可压缩流体，??/ε = 0
设?d/d =?0.1%，?D/D =?0.2%，选定的差压变送器为0.2级，则
??p/△p =2/3*100*103*0.2%/64000=0.208%
假设温度，压力的测量不确定度为?1.0%，则??1/?1=?0.03%; 总不确定度：
?qm/q
m=[(
?c/C)
422+(
??/ε)
22+[2
?4/(1-?4)]
22(
2?D/D)
1/22+[2/
三 课程设计总结
经过一周的课程设计，我完成了一道标准节流装置的第二类命题的设计计算。整个设计过程中，帮组我对节流件的各参数的选取，以及计算过程做了一次回顾巩固，并且通过对节流件和差压计的选取，让我对各种节流件和差压计有了更形象的认识，相信这些都将对我有很大帮助。
不过这次的课程设计也遇到了一些麻烦。在设计过程中遇到的迭代运算，非常繁琐，计算量也大。我灵活的运用了一些软件，如MATLAB，编写了几个简单的小程序，简化了计算过程。
通过这次过程参数检测及仪表的课程设计，使我加深了对过程参数检测基本概念的理解，掌握了仪表的基本设计方法和设计步骤。对以后的学习有了很大的帮助，通过这 次对第二类命题的计算，使得我对这类命题的了解又加深了许多，是一次很有意义的体验。
（1-?）](?d/d)+1/4（??p/△p）+1/4(??1/?1)]
=0.69156%
四、 参考文献
1. 《过程参数检测及仪表 》 常太华 苏杰 编
过程参数检测及仪表课程设计1
