Расчёт сужающего устройства

Выбор сужающего устройства

При выборе сужающего устройства необходимо руководствоваться следующими соображениями [51]:

- потеря давления (энергетические потери) в сужающих устройствах увеличивается в следующей последовательности: труба Вентури, длинное сопло Вентури, короткое сопло Вентури, сопло, диафрагма;

- при одних и тех же значениях m и и прочих равных условиях сопло позволяет измерять больший расход, чем диафрагма, и обеспечивает более высокую точность измерения по сравнению с диафрагмой (особенно при малых значениях m);

- изменение или загрязнение входного профиля сужающего устройства в процессе эксплуатации влияет на коэффициент расхода диафрагмы в большей степени, чем на коэффициент расхода сопла.

Для достижения целей по компоновке автоматизированной системы учета расхода газа для газораспределительной станции Сохрановского ЛПУ для совместной работы с многониточным измерительным комплексом выбираем устройство сужающее быстросменное УСБ.00.000. по ГОСТ 14322-77, показанного на рисунке 2.2

Схема компоновки автоматизированной системы учета расхода газа для газораспределительной станции Сохрановского ЛПУ представлена на плакате ДП-806-10.1-46-07-00-000С2.

Расчет диаметра отверстия сужающего устройства для измерения расхода газа

При расчете диаметра отверстия сужающего устройства для измерения расхода газа в нормальных условиях необходимы следующие исходные данные максимальный расход газа Qhoм max; средний расход газа Qном ср; компонентный состав газа или плотность при нормальных условиях Qном; температура газа t; избыточное давление потока газа ри; барометрическое давление окружающей среды рб; допустимая потеря давления на сужающем устройстве при максимальном расходе газа Рпд; влажность газа при рабочих условиях ф (или f); диаметр трубопровода D; материал трубопровода и сужающего устройства. В качестве параметров ри, рб, t, Qном , ф (или f) потока газа принимают их усредненные значения, исходя из условий и режимов работы расходомерного устройства.

Условный диаметр трубопровода выбирают в соответствии с требованиями соответствующих стандартов, исходя из обеспечения необходимого числа Рейнольдса для соответствующих относительных площадей сужающих устройств.

Определяют недостающие для расчета данные, к числу которых относятся абсолютные значения температуры и давления газа; показатель адиабаты; коэффициент сжимаемости и вязкость газового потока при рабочих условиях; число Рейнольдса; внутренний диаметр трубопровода при рабочей температуре.

Определяют дополнительную величину С по формулам 3.9 и 3.10 [51] при измерении расхода сухого газа.

, (3.9)

а при измерении расхода сухой части влажного газа

. (3.10)

По вычисленному значению С, округленному до трех значащих цифр, и заданной величине Рпд по номограммам (приложение 32 для диафрагм, приложение 33, для сопел и приложение 34 для сопел Вентури- РД-50-213-80) находят искомое значение Pн и приближенное значение т. Если искомая точка расположена между двумя кривыми Pн, то принимают ближайшее меньшее значение Pн, а по нему при том же значении С находят т.

Значения Pн (сплошные линии номограмм) используют при расчете сужающего устройства в комплекте с кольцевыми, колокольными, мембранными и сильфонными дифманометрами. При применении поплавковых дифманометров используют значения Pн (пунктирные линии), когда плотность измеряемого потока вещества при рабочем давлении Р и t=20°C равна 1000 кг/м3, значения Pн (штрих-пунктирные линии) при q'-2000 кг/м3 и значения Pн (сплошные линии), когда q' пренебрежимо мало. Для промежуточных значений q' производят линейную интерполяцию.

Проверяют условие Re>Remin (Re вычисляют при Qном.ср) и, если оно выполняется, расчет продолжают и вычисляют с четырьмя значащими цифрами вспомогательную величину (ma)1 по выражению 3.11 [51]:

(ma)1 = C / , (3.11)

где е1 - коэффициент расширения газа, определяемый для верхнего предельного перепада давления дифманометра; P - наибольший перепад давления в сужающем устройстве, соответствующий Qном.пр

Для известных значений ma находят с четырьмя значащими цифрами m, посредством деления величины ma на соответствующее значение а.

Определяют значение е2, соответствующее относительной площади m1 при тех же P (или PН) и Р и вычисляют разность е1-е2. Если эта разность не превышает 0,0005, то значения m1 и е2 считают окончательными. При e1-е2 > 0,0005 вычисляют вспомогательную величину (ma)2 при е2 по формуле 3.12 [51]:

(ma)2 = C / , (3.12)

и определяют значение m2 и соответствующее ему значение е2 Цикл расчета повторяется до тех пор, пока не будет выполняться условие e(j + i)-еj<0,0005.

По найденному окончательному значению т, находят расчетный диаметр по формуле 3.14 [51]:

d20 = . (3.14)

Далее проверяют правильность расчета при найденных значениях m, d посредством вычисления расхода Qнoм.max > соответствующего Pн (или P).

Выбираем следующие характеристики сужающего устройства (СУ):

1. Диафрагма с угловым способом отбора давления.

2. Диаметр сужающего устройства в стандартных условиях - 276,2 мм.

3. Диаметр сужающего устройства в рабочих условиях - 276,12 мм.

4. Материал сужающего устройства - сталь 12Х18Н10Т

5. Поправочный коэффициент на расширение материала СУ - 0,99968

6. Радиус закругления входной кромки - 0,05 мм.

7. Поправочный коэффициент на не остроту входной кромки диафрагмы -1.

8. Наибольшее значение шероховатости поверхности входного торца диафрагмы - 0.027612 мм.

9. Наибольшее значение шероховатости отверстия диафрагмы - 0.0027612 мм.

10. Наибольшее значение шероховатости поверхности выходного торца диафрагмы - 0,01 мм.

11. Толщина диафрагмы - от 3,038 до 19,834 мм.

12. Допуск на изготовление диаметра СУ - 0,19334 мм.

13. Способ определения радиуса входной кромки диафрагмы визуальным или табличным методом.