東北大學(xué)節(jié)流裝置課程設(shè)計(jì)

1、 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)作 者 姓 名: 作 者 學(xué) 號(hào)：指 導(dǎo) 教 師：學(xué) 院 名 稱：信息科學(xué)與工程學(xué)院專 業(yè) 名 稱：測(cè)控技術(shù)與儀器東 北 大 學(xué)2015年6月東北大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文） 任務(wù)書課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書課程設(shè)計(jì)（論文）題目：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置設(shè)計(jì)基本內(nèi)容：本次課程設(shè)計(jì)的是學(xué)會(huì)使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范；進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置設(shè)計(jì)，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)方法以及獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力。任務(wù)有三個(gè)，第一：結(jié)合教材及參考資料，針對(duì)第二類命題，根據(jù)工藝要求，設(shè)計(jì)經(jīng)典文丘里管。第二：寫出標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)說明書。第三：根據(jù)已知參數(shù)和計(jì)算參數(shù)，使用CAXA(或其它類似軟件)繪制標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的加工圖和裝配

2、圖。課程設(shè)計(jì)（論文）專題部分：題目：文丘里管節(jié)流裝置設(shè)計(jì)基本內(nèi)容：本課題是標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置（文丘里噴嘴）設(shè)計(jì)命題，命題類型屬于新裝設(shè)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)計(jì)命題中已知管道內(nèi)徑D、被測(cè)流體參數(shù)、管道布置條件，選擇流量測(cè)量范圍，差壓測(cè)量上限，節(jié)流裝置型式等條件，計(jì)算節(jié)流件開孔直徑d。本設(shè)計(jì)命題被測(cè)對(duì)象介質(zhì)為：水。在壓損限制、不確定度限定等條件下，通過迭代算法，獲取最重要的參數(shù)孔徑比，合理選取節(jié)流件喉部直徑d?？紤]綜合因素，設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流（文丘里管）裝置。學(xué)生接受課程設(shè)計(jì)（論文）題目日期第19周指導(dǎo)教師簽字：2015年6月29日- 40 -東北大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文） 摘要摘要節(jié)流裝置可分為標(biāo)準(zhǔn)型和非標(biāo)準(zhǔn)

3、型兩大類。所謂標(biāo)準(zhǔn)型是指按照標(biāo)準(zhǔn)文件（如節(jié)流裝置國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167-1：1991或我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T2624-1993）進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用，無需實(shí)流校驗(yàn)即可確定輸出信號(hào)與流量的關(guān)系并估算其測(cè)量誤差的節(jié)流裝置。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置由于它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并已標(biāo)準(zhǔn)化，使用壽命長(zhǎng)和適用性廣，因而在流量測(cè)量?jī)x表中占據(jù)重要地位。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)從而也具有廣泛實(shí)用意義。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的流量測(cè)量原理為：在管道內(nèi)部裝有斷面變化的孔板或噴嘴節(jié)流件，當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流件時(shí)，由于流束收縮，則在節(jié)流件前后產(chǎn)生靜壓差，利用壓差與流量的關(guān)系可進(jìn)一步測(cè)出流量。對(duì)于未經(jīng)標(biāo)定的節(jié)流裝置，只要他與已經(jīng)經(jīng)過充分實(shí)驗(yàn)標(biāo)定的節(jié)流裝置幾何相似和

4、動(dòng)力學(xué)相似，則在已知有關(guān)參數(shù)的條件下，可以認(rèn)為節(jié)流件前后的靜壓力差與所流過流體的流量間有確定的數(shù)值關(guān)系。本課題是標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置（文丘里噴嘴）設(shè)計(jì)命題，命題類型屬于新裝設(shè)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)計(jì)命題中已知管道內(nèi)徑D、被測(cè)流體參數(shù)、管道布置條件，選擇流量測(cè)量范圍，差壓測(cè)量上限，節(jié)流裝置型式等條件，計(jì)算節(jié)流件開孔直徑d。本設(shè)計(jì)命題被測(cè)對(duì)象介質(zhì)為水。在壓力損失限制、測(cè)量上限、壓差上限等條件下，通過迭代算法，獲取最重要的參數(shù)孔徑比，合理選取節(jié)流件喉部直徑d。本組設(shè)計(jì)命題一共進(jìn)行了兩次迭代，最終結(jié)果為，。流量驗(yàn)證與壓差損失驗(yàn)證均符合條件，最后我們求取了本組流量測(cè)量不確定。 在繪圖制作中，我們分別設(shè)計(jì)和繪制了

5、截尾式文丘里噴嘴和非截尾式文丘里噴嘴本體結(jié)構(gòu)圖,其主要區(qū)別在于擴(kuò)散段出口直徑與管道直徑的關(guān)系。對(duì)于取壓方式，我們采取了環(huán)室取壓。接著通過查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，我們?cè)O(shè)計(jì)法蘭結(jié)構(gòu)用于節(jié)流裝置的固定。上述兩種元件我們同樣也繪制出來了。最后，我們繪制出了整體的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置裝配圖。關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置；文丘里噴嘴；水；環(huán)室取壓；法蘭東北大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文） 目錄目錄課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書i摘要ii第1章 緒論- 1 -1.1 背景介紹- 1 -1.2設(shè)計(jì)依據(jù)- 2 -1.3 設(shè)計(jì)目的- 2 -1.4 設(shè)計(jì)任務(wù)- 3 -第2章 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)原理- 4 -2.1 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置測(cè)量原理- 4 -2.2標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝

6、置的結(jié)構(gòu)- 4 -2.2.1文丘里噴嘴- 4 -2.2.2 流體條件和管道條件- 5 -第3章 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置設(shè)計(jì)計(jì)算- 7 -3.1 已知條件- 7 -3.1.1題目條件- 7 -3.1.2查表?xiàng)l件- 8 -3.2 輔助計(jì)算- 10 -3.3迭代計(jì)算- 12 -3.3.1計(jì)算- 13 -3.3.2計(jì)算- 14 -3.3.3迭代1計(jì)算- 15 -3.3.4迭代2計(jì)算- 17 -3.4后續(xù)計(jì)算- 18 -3.5流量測(cè)量不確定度計(jì)算- 20 -3.5.1不確定度公式- 21 -3.5.2不確定度分量計(jì)算- 21 -第4章 文丘里管節(jié)流裝置設(shè)計(jì)- 24 -4.1平面入口部分設(shè)計(jì)- 24 -4.2 BC

7、兩弧收縮段設(shè)計(jì)- 24 -4.3擴(kuò)散段設(shè)計(jì)- 25 -4.4測(cè)量環(huán)室設(shè)計(jì)- 25 -4.5法蘭設(shè)計(jì)- 26 -第5章 差壓流量計(jì)的安裝和使用- 28 -5.1 導(dǎo)壓管路的安裝- 28 -5.1.1 取壓口- 28 -5.1.2 導(dǎo)壓管- 28 -5.1.3 截?cái)嚅y- 28 -5.1.4 冷凝器- 28 -5.1.5 集氣器和沉降器- 29 -5.1.6 隔離器和隔離液- 29 -5.1.7 清洗裝置- 29 -5.1.8 差壓信號(hào)管路的安裝- 29 -5.2 差壓計(jì)的安裝和使用- 31 -參考文獻(xiàn)- 32 -結(jié)束語(yǔ)- 33 -附錄- 35 -一、Labview迭代結(jié)果- 35 -二、法蘭和環(huán)室

8、內(nèi)- 35 -三、截尾式文丘里噴嘴本體圖- 36 -四、非截尾式文丘里噴嘴本體圖- 37 -五、節(jié)流裝置安裝圖- 38 -東北大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文） 第1章 緒論第1章 緒論1.1 背景介紹隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)流量檢測(cè)的要求越來越高，例如生產(chǎn)工藝條件有高壓高溫、低壓低溫；介質(zhì)由高粘度、低粘度以及強(qiáng)腐蝕等；流動(dòng)狀態(tài)有層流、紊流和脈動(dòng)流；檢測(cè)對(duì)象有單相、多相之分；檢測(cè)范圍從每秒數(shù)滴到每小時(shí)數(shù)百噸；流體流動(dòng)管道直徑有數(shù)毫米到1米以上等。30余年來節(jié)流裝置發(fā)生了巨大的變化。1980年ISO頒布第一部ISO5167節(jié)流裝置國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，是節(jié)流裝置發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。緊接著整個(gè)80年代國(guó)際上進(jìn)行了大規(guī)

9、模的孔板流量計(jì)研究實(shí)驗(yàn)，雖然它從標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的角度看，可以認(rèn)為流量計(jì)的成熟程度已居各類流量計(jì)之首，但作為一大類差壓式流量計(jì)，他的發(fā)展是無限的。2003年ISO頒布ISO5167:2003（E），是節(jié)流裝置發(fā)展史上的第二里程碑，它總結(jié)了20世紀(jì)80、90年代國(guó)際上對(duì)孔板流量計(jì)的大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)研究。新版ISO5167:2003（E）內(nèi)容有實(shí)質(zhì)性的重大變化，它反映了節(jié)流裝置的幾個(gè)品種當(dāng)代的科學(xué)與生產(chǎn)的技術(shù)水平。節(jié)流式差壓流量計(jì)是以節(jié)流裝置為檢測(cè)件的差壓式流量計(jì)。它是歷史悠久，使用成熟，應(yīng)用最廣泛的一類流量計(jì)。節(jié)流式差壓流量計(jì)計(jì)由3部分組成：節(jié)流裝置、差壓變送器和流量顯示儀，亦可以由節(jié)流裝置配以差壓計(jì)自

10、稱。節(jié)流裝置可分為標(biāo)準(zhǔn)型和非標(biāo)準(zhǔn)型兩大類。所謂標(biāo)準(zhǔn)型是指按照標(biāo)準(zhǔn)文件（如節(jié)流裝置國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167-1：1991或我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T2624-1993）進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用，無需實(shí)流校驗(yàn)即可確定輸出信號(hào)與流量的關(guān)系并估算其測(cè)量誤差的節(jié)流裝置。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置由于它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并已標(biāo)準(zhǔn)化，使用壽命長(zhǎng)和適用性廣，因而在流量測(cè)量?jī)x表中占據(jù)重要地位。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)從而也具有廣泛實(shí)用意義。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)實(shí)際工作中，常常會(huì)遇到許多屬于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算問題，但主要的是兩類命題形勢(shì)。第一類命題為現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)偷用流量計(jì)的測(cè)量值。命題形式為：已知節(jié)流裝置型式，管道內(nèi)徑D，節(jié)流開孔直徑d，被測(cè)流體參數(shù)、，

11、根據(jù)測(cè)得的差壓值，計(jì)算被測(cè)流體流量或。第二類命題新裝設(shè)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算。命題形式為：已知管道內(nèi)徑D、被測(cè)流體參數(shù)、管道布置條件，選擇流量測(cè)量范圍，差壓測(cè)量上限pmax，節(jié)流裝置型式等條件，計(jì)算節(jié)流件開孔直徑。一般節(jié)流裝置設(shè)計(jì)計(jì)算就是指此命題。從工藝方面的愿望來看，可大致歸納為4點(diǎn)：測(cè)量的準(zhǔn)確度盡可能高；在所要求的測(cè)量范圍內(nèi)，流量系數(shù)具有平穩(wěn)的數(shù)值，以便在測(cè)量范圍內(nèi)流量值和差壓值之間是簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系；節(jié)流件前后所需要的直管段盡可能短；節(jié)流件的壓力損失盡可能小，要注意降低能耗。在設(shè)計(jì)進(jìn)行中往往會(huì)發(fā)現(xiàn)上述4點(diǎn)希望之間存在著矛盾。設(shè)計(jì)中應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的各項(xiàng)規(guī)定與要求，統(tǒng)一考慮，

12、妥善的處理好其中的矛盾，確定出合理的方案。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)依據(jù)是工藝方面給出的原始數(shù)據(jù)和要求，以及標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的各項(xiàng)規(guī)定。1.3 設(shè)計(jì)目的(1)充分理解和掌握標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的工作原理，通過一步步的設(shè)計(jì)計(jì)算，掌握設(shè)計(jì)時(shí)的許多細(xì)節(jié)和技巧，如選材要求等。(2)熟悉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)如節(jié)流裝置國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167-1；1991或我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T2624-1993的內(nèi)容。熟練掌握如何查找相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的圖表，查閱、使用圖表。(3)將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，提高利用已學(xué)知識(shí)分析解決實(shí)際問題的能力。(4)復(fù)習(xí)和熟練使用caxa畫圖的技能。1.4 設(shè)計(jì)任務(wù)(1)結(jié)合教材及參考資料，針對(duì)第二類命題，根據(jù)工藝要

13、求，計(jì)算節(jié)流裝置的各項(xiàng)參數(shù)，確定節(jié)流裝置的構(gòu)造。(2)寫明標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)原理，具體的計(jì)算步驟，并標(biāo)注出查表參數(shù)的來源，以設(shè)計(jì)說明書的形式體現(xiàn)。(3)根據(jù)已知參數(shù)，使用CAXA(或其它類似軟件)繪制標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的加工圖和裝配圖(需要進(jìn)一步計(jì)算一些參數(shù)。東北大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文） 第2章 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)原理第2章 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)原理2.1 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置測(cè)量原理標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置用于測(cè)量流量，其原理如下：在管道內(nèi)部裝有斷面變化的孔板或噴嘴節(jié)流件，當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流件時(shí)，由于流束收縮，則在節(jié)流件前后產(chǎn)生靜壓差，利用壓差與流量的關(guān)系可進(jìn)一步測(cè)出流量。對(duì)于未經(jīng)標(biāo)定的節(jié)流裝置，只要他與已經(jīng)經(jīng)過充分實(shí)驗(yàn)標(biāo)定的

14、節(jié)流裝置幾何相似和動(dòng)力學(xué)相似，則在已知有關(guān)參數(shù)的條件下，可以認(rèn)為節(jié)流件前后的靜壓力差與所流過流體的流量間有確定的數(shù)值關(guān)系。因此可以通過差壓來測(cè)量流量。2.2標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置是由節(jié)流件、取壓裝置和節(jié)流件上游第一個(gè)阻力件、第二個(gè)阻力件、下游第一個(gè)阻力件以及他們間的直管段所組成的。同時(shí)它也規(guī)定了所適應(yīng)的流體種類、流體流動(dòng)條件以及對(duì)管道條件、安裝條件、流體參數(shù)的要求。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件有三種：標(biāo)準(zhǔn)孔板（同角接取壓口、D、D/2取壓口和法蘭取壓口）、噴嘴（ISA 1932 噴嘴、長(zhǎng)徑噴嘴）、文丘里管（文丘里噴嘴、經(jīng)典文丘里管）。在本次設(shè)計(jì)命題中我們使用文丘里噴嘴。2.2.1文丘里噴嘴 (1)噴

15、嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)中我們?cè)O(shè)計(jì)并繪制了截尾式文丘里噴嘴和非截尾式文丘里噴嘴。文丘里噴嘴的型線如圖2.1，它由圓弧廓形收縮段、圓筒喉部，和擴(kuò)散段組成。收縮段與ISA1932相同，喉部是由0.3d的部分E和長(zhǎng)度0.40.5d的部分所組成。擴(kuò)散的夾角應(yīng)小于或等于30 º。當(dāng)擴(kuò)散段出口直徑小于D時(shí)，稱為截尾式文丘里噴嘴；如果擴(kuò)散段出口直徑等于D時(shí)，稱為非截尾式文丘里噴嘴。擴(kuò)散段的夾角大小對(duì)壓力損失有影響。圖2.1 文丘里噴嘴結(jié)構(gòu)圖(2)取壓設(shè)計(jì)文丘里噴嘴的上游取壓口的位置可以再管道本身，管道法蘭上或夾持環(huán)上，參考設(shè)計(jì)手冊(cè)和國(guó)標(biāo)的介紹，我們選擇利用環(huán)室取壓的方式進(jìn)行取壓，取壓環(huán)室的結(jié)構(gòu)如下圖2.

16、2所示圖2.2環(huán)室取壓結(jié)構(gòu)圖2.2.2 流體條件和管道條件流經(jīng)節(jié)流裝置的流量和差壓得關(guān)系，實(shí)在特定的流體與流動(dòng)條件下，以及在節(jié)流件上游側(cè)1D處已形成典型的紊流流速分布且無渦流的條件下通過試驗(yàn)獲得的。因此適用于節(jié)流裝置的流體、流動(dòng)條件、管道條件和安裝條件必須符合要求。(1)流體條件標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置只適用于圓管中單相、均質(zhì)的流體或高度分散的膠體溶液。要求流體必須充滿管道，在流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)流體不發(fā)生變化。流速小于聲速，同時(shí)流速應(yīng)是恒定的或只隨時(shí)間緩慢變化的。液體流經(jīng)節(jié)流件前，其流束必須與管道軸線平行，不再有漩渦。(2)管道條件節(jié)流裝置的前后直管段、上游側(cè)第一與第二個(gè)局部阻力件間的直管段以及差壓信號(hào)管路，

17、如圖2.3所示。圖2.3 節(jié)流裝置的管道和管件東北大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文） 第3章 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置設(shè)計(jì)計(jì)算第3章 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 已知條件3.1.1題目條件1) 被測(cè)流體： 水2) 被測(cè)流體流量Ø 最大體積流量Ø 常用體積流量Ø 最小體積流量3) 節(jié)流件上游取壓孔處工作壓力（絕對(duì)壓力）：4) 節(jié)流件上游取壓孔處工作溫度：，5) 時(shí)管道內(nèi)徑： 6) 材料特性：Ø 管道材料：45鋼 Ø 節(jié)流件孔板材料：10CrMo9107) 允許壓力損失 8) 壓差上限值： 9) 選用文丘里噴嘴，配DBC型電動(dòng)差壓變送器10) 阻力件形式Ø 上游第

18、一阻力件：閘閥全開 Ø 上游第二件阻力件：同一平面上兩個(gè)90°彎頭3.1.2查表?xiàng)l件查閱流量測(cè)量節(jié)流裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)(P302（第二版），如圖3.1水在工作狀態(tài)下（13MPa,80）的密度：圖3.1工作狀態(tài)下水的密度被測(cè)流體質(zhì)量流量則：Ø 最大質(zhì)量流量Ø 常用質(zhì)量流量Ø 最小質(zhì)量流量查閱流量測(cè)量節(jié)流裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版） P326，如圖3.2水在工作狀態(tài)下（13MPa,80）的動(dòng)力粘度：圖3.2工作狀態(tài)下水的動(dòng)力粘度查閱流量測(cè)量節(jié)流裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版） P218），如圖3.3管道和噴嘴的線脹系數(shù)：圖3.3節(jié)流件與管道用材料的膨脹系數(shù)3.2 輔助計(jì)

19、算工作狀態(tài)下質(zhì)量流量標(biāo)尺刻度上限(3.2.1)管道材質(zhì)的線膨脹系數(shù)(3.2.2)(3.2.3)下管道工作狀態(tài)下內(nèi)徑(3.2.4)工作狀態(tài)下絕對(duì)壓力 (3.2.5)工作狀態(tài)下溫度(3.2.6)工作狀態(tài)下水的密度(3.2.7)工作狀態(tài)下水的動(dòng)力粘度(3.2.8)計(jì)算(3.2.9)上述計(jì)算滿足要求管道均勻粗糙度查閱國(guó)標(biāo)GBT 2624.1-2006，如圖3.4取合適的管道均勻粗糙度值。圖3.4管壁等效粗糙度(3.2.10)(3.2.11)上述計(jì)算符合要求壓差上限值(3.2.12)常用壓差值(3.2.13)3.3迭代計(jì)算3.3.1計(jì)算流量公式：(3.3.1)(3.3.2)將帶入(3.3.1)、(3.3

20、.2)(3.3.3)(3.3.4)把已知值組合在方程的一邊，將未知值放在方程的另一邊(3.3.5)(3.3.6)為已知量組合的不變量(3.3.7)3.3.2計(jì)算各種節(jié)流元件的公式如圖3.5所示：圖3.5節(jié)流元件的公式查表可知，文丘里噴嘴節(jié)流元件公式為：(3.3.8)3.3.3迭代1計(jì)算由迭代公式可求得直文丘里噴嘴節(jié)流元件直徑比公式(3.3.9)計(jì)算過程如下：(1)將、帶入公式計(jì)算：文丘里噴嘴節(jié)流元件可膨脹系數(shù)公式(3.3.10)節(jié)流件上游測(cè)流體壓力 (3.3.11)節(jié)流件下游測(cè)流體壓力 (3.3.12)壓力比(3.3.13)等熵系數(shù)可膨脹系數(shù)(3.3.14)(3.3.15)驗(yàn)證壓力比(3.3.

21、16) 符合使用范圍(2)將帶入公式計(jì)算文丘里噴嘴節(jié)流元件流出系數(shù)公式(3.3.17) 流出系數(shù)(3.3.18)(3)將、帶入公式計(jì)算(3.3.19)3.3.4迭代2計(jì)算(1)由、帶入公式計(jì)算：文丘里噴嘴節(jié)流元件可膨脹系數(shù)(3.3.20) (2)將帶入公式計(jì)算文丘里噴嘴節(jié)流元件流出系數(shù)(3.3.21) (3)將、帶入公式計(jì)算(3.3.22)迭代計(jì)算結(jié)束3.4后續(xù)計(jì)算(1)計(jì)算節(jié)流元件直徑d(3.4.1)(2)驗(yàn)算流量理論體積流量(3.4.2)實(shí)測(cè)體積流量(3.4.3)誤差(3.4.4)上述計(jì)算合格(3)計(jì)算(3.4.5)(4)確定加工公差(3.4.6)(5)計(jì)算最大壓力損失(3.4.7)上述計(jì)

22、算合格(6)確定最小直徑管長(zhǎng)度根據(jù)，查閱國(guó)標(biāo)文獻(xiàn)如圖3.6所示：(3.4.8)(3.4.9)(3.4.10)圖3.6噴嘴和文丘里噴嘴所需直徑管3.5流量測(cè)量不確定度計(jì)算3.5.1不確定度公式節(jié)流式流量計(jì)流量公式(3.5.1)按間接測(cè)量誤差傳遞定律 (3.5.2)將、帶入上式，根據(jù)誤差傳遞定律： (3.5.3)則流量測(cè)量不確定度計(jì)算公式如下：(3.5.4)3.5.2不確定度分量計(jì)算流出系數(shù)的不確定度查閱課本P131流出系數(shù)不確定度表格，文丘里噴嘴的流出系數(shù)不確定度為:(3.5.5)(3.5.6)可膨脹系數(shù)的不確定度查閱課本P131可膨脹系數(shù)不確定度表格，文丘里噴嘴的可膨脹系數(shù)不確定度為：(3.5

23、.7)(3.5.8)測(cè)量管內(nèi)徑的不確定度 （3.5.9）本次計(jì)算中選擇文丘里管喉部直徑的不確定度（3.5.10）差壓測(cè)量的不確定度由于節(jié)流式流量計(jì)正常運(yùn)行中的流量希望指示在80%左右，所以（3.5.11）差壓計(jì)的精度等級(jí)范圍為0.52.5之間。為了節(jié)約成本，選擇2.5精度等級(jí)的差壓計(jì)：（3.5.12）流體密度的不確定度查閱課本P132密度不確定度表格，水的不確定度為：（3.5.13）節(jié)流元件不確定度：將各分項(xiàng)不確定度值帶入上式： （3.5.14）東北大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文） 第4章 文丘里管節(jié)流裝置設(shè)計(jì)第4章 文丘里管節(jié)流裝置設(shè)計(jì)計(jì)算出上述基本參數(shù)之后，我們需要進(jìn)一步查閱文獻(xiàn)資料。選取和設(shè)計(jì)其余參

24、數(shù)，進(jìn)行節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)與繪制。查閱國(guó)標(biāo)GB/T2624.3-2006、ISO，文丘里噴嘴如圖4.1所示：圖4.1文丘里噴嘴4.1平面入口部分設(shè)計(jì)最終計(jì)算出的，因而制作時(shí)不需要切割入口部分，可以直接按照設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行制造。4.2 BC兩弧收縮段設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果滿足(1) B弧需滿足的條件：Ø B弧與入口平面A相切Ø 圓心距入口平面0.2dØ 圓心據(jù)軸線0.75d。通過以上三個(gè)條件，確定出B弧所在的圓，并在工程圖中繪制出來。(2)C弧需滿足的條件：Ø 圓弧C與喉部E相切，并與弧B相切Ø 圓心距軸線，Ø 圓心距平面入口部分A （4.2.1）由此，

25、可以畫出弧C所在的圓。(3)將兩個(gè)圓畫出之后，直接截去多余部分，收縮段就成型了4.3擴(kuò)散段設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)命題中，本次設(shè)計(jì)中我們?cè)O(shè)計(jì)并繪制了截尾式文丘里噴嘴和非截尾式文丘里噴嘴（兩種文丘里噴嘴本體結(jié)構(gòu)圖見附錄）設(shè)定擴(kuò)散口的角度：非截尾文丘里噴嘴的長(zhǎng)度L：（4.3.1）截尾文丘里噴嘴的長(zhǎng)度L（4.3.2）4.4測(cè)量環(huán)室設(shè)計(jì)本次的設(shè)計(jì)命題中，上游取壓方法是環(huán)室取壓。依據(jù)流量測(cè)量節(jié)流裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）P393頁(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)則，進(jìn)行設(shè)計(jì)環(huán)室設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)圖如圖4.2所示。圖4.2環(huán)室取壓水為清潔流體，且，因此，本次選擇4.5法蘭設(shè)計(jì)我們選用了法蘭元件對(duì)節(jié)流裝置進(jìn)行了固定，查閱相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GBT 9115.

26、2-2000），法蘭相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如圖4.3： 圖4.3法蘭標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)上述國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，繪制的法蘭結(jié)構(gòu)圖如圖4.4：圖4.4法蘭結(jié)構(gòu)圖東北大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文） 第5章 差壓流量計(jì)的安裝和使用第5章 差壓流量計(jì)的安裝和使用節(jié)流式流量計(jì)的安裝包括節(jié)流裝置、差壓信號(hào)管路和差壓變送器（差壓計(jì)）3個(gè)部分的安裝。5.1 導(dǎo)壓管路的安裝節(jié)流式差壓流量計(jì)中，導(dǎo)壓管安裝的正確和可靠與否，對(duì)保證將節(jié)流裝置輸出的壓差信號(hào)準(zhǔn)確第傳送到差壓變送器上是十分重要的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在節(jié)流式差壓流量計(jì)中，導(dǎo)壓管路的故障約占全部故障的70。因此，對(duì)導(dǎo)壓管的配置和安裝必須引起高度重視。5.1.1 取壓口取壓口一般設(shè)置在法蘭、環(huán)室或夾緊環(huán)上。位于測(cè)量

27、氣體流量的水平管的取壓口，應(yīng)設(shè)在管道垂直截面的上方，以防液體或臟污物流入。測(cè)量液體流量的水平管上的取壓口，可設(shè)在下方，以防氣體進(jìn)入。測(cè)量蒸汽流量的取壓口，可設(shè)在水平管截面的水平方向。至于垂直管道上的取壓口，可在取壓裝置的平面上任意選擇。5.1.2 導(dǎo)壓管為把節(jié)流件前后的壓差傳送至差壓計(jì)，應(yīng)設(shè)兩條導(dǎo)壓管。導(dǎo)壓管的材質(zhì)應(yīng)按校測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)和參數(shù)確定，應(yīng)按最短的管路敷設(shè)，長(zhǎng)度最長(zhǎng)不超過90m：管內(nèi)徑要根據(jù)導(dǎo)壓管的長(zhǎng)度來確定，一般不得小于6mm。兩根導(dǎo)壓管應(yīng)盡量保持相同得溫度。兩導(dǎo)壓管里流體溫度不同時(shí)，將引起其中流體密度的變化，引起差壓計(jì)的零點(diǎn)漂移。因此，兩根導(dǎo)壓管應(yīng)盡量靠近。 5.1.3 截?cái)嚅y為了在

28、必要時(shí)將測(cè)量管與主管切斷，應(yīng)設(shè)置截?cái)嚅y；閥應(yīng)該設(shè)在離節(jié)流件很近的地方。5.1.4 冷凝器冷凝器的作用是使導(dǎo)壓管中被測(cè)量的蒸汽冷凝，并使正負(fù)導(dǎo)壓管中冷凝液具有相同的高度且保持恒定。冷凝器的容積應(yīng)大于全量程內(nèi)差壓計(jì)或差壓變送器工作空間的最大容積變化的3倍。5.1.5 集氣器和沉降器被測(cè)液體中產(chǎn)生的氣體不得在導(dǎo)壓管中存積，故在到養(yǎng)顏的各最高點(diǎn)處應(yīng)裝設(shè)集氣器或排氣閥。由于被測(cè)液體中往往含有雜質(zhì)，故在導(dǎo)壓管的最低點(diǎn)設(shè)沉降器是完全必要的，在測(cè)量蒸汽流量時(shí)對(duì)排除存積的水垢也是有效的。5.1.6 隔離器和隔離液當(dāng)被測(cè)流量的流體有腐蝕性、易凍結(jié)、易析出固體或具有很高粘度是，應(yīng)采用隔離器和隔離液，以免破壞差壓計(jì)或

29、差壓變送器的工作性能。兩個(gè)隔離器應(yīng)盡量靠近取壓口，安裝在同一高度。隔離液應(yīng)選擇沸點(diǎn)高、凝固點(diǎn)低、化學(xué)與物理性能穩(wěn)定的液體，如甘油、乙醇等。5.1.7 清洗裝置為防止污染液體或灰塵積存在導(dǎo)壓管和差壓計(jì)中，應(yīng)定時(shí)清洗。其方法是：被測(cè)流體為液體或氣體時(shí)，可用潔凈的空氣吹入主管道；如果被測(cè)流體為液體，也可用潔凈的液體吹入主管道。5.1.8 差壓信號(hào)管路的安裝1) 被測(cè)流體為清潔液體時(shí)，導(dǎo)壓管路安裝方式如圖5.1 圖5.1清潔液體時(shí)安裝示意圖2) 被測(cè)流體為清潔的干燥氣體時(shí)，導(dǎo)壓管路安裝方式如圖5.2 圖5.2清潔干氣體時(shí)的安裝示意圖3) 被測(cè)流體為蒸氣時(shí)，導(dǎo)壓管路安裝方式如圖5.3 圖5.3測(cè)量蒸氣時(shí)

30、的安裝示意圖4) 被測(cè)流體為潔凈濕氣體時(shí)，安裝方式如圖5.4 圖5.4測(cè)量潔凈濕氣體時(shí)安裝示意圖5.2 差壓計(jì)的安裝和使用差壓儀表的安裝主要是安裝地點(diǎn)周圍條件（如溫度濕度、腐蝕性、振動(dòng)等）的選擇以及操作和維護(hù)是否方便。如果現(xiàn)場(chǎng)安裝的周圍條件與差壓計(jì)使用的規(guī)定條件有明顯差別時(shí)，或者不利于操作和維護(hù)時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)措施或者改換安裝地點(diǎn)。東北大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1. 孫淮清，王建中.流量測(cè)量節(jié)流裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版），北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.62.李新光，張華，孫巖等.過程檢測(cè)技術(shù)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.103 儀表常用數(shù)據(jù)手冊(cè) 東北大學(xué)課程設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)任務(wù)書） 結(jié)束

31、語(yǔ)結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過了幾天的努力，我終于完成了這次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)。應(yīng)該說，這次的課程設(shè)計(jì)與以往很不同。之前的課設(shè)都是大家在一起可以互相討論，研究，共同學(xué)習(xí)。這次由于不同小組的題目不同，因而計(jì)算設(shè)計(jì)上主要靠自己，通過查找國(guó)標(biāo)和設(shè)計(jì)手冊(cè)，一個(gè)人獨(dú)立查尋數(shù)據(jù)。開頭時(shí)期很是艱難，無從下手，當(dāng)查閱大量資料后在結(jié)合一些實(shí)例才慢慢的有了自己的思路，慢慢開始進(jìn)入狀態(tài)。在這個(gè)過程很好的鍛煉了我對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)能力，同時(shí)又對(duì)專業(yè)課更加進(jìn)一步的深入理解和應(yīng)用?？傮w而言，我對(duì)自己的表現(xiàn)很滿意。課設(shè)過程中我主要負(fù)責(zé)以下幾個(gè)部分的工作：1) 首先是計(jì)算方面，設(shè)計(jì)命題為第二類設(shè)計(jì)命題，目標(biāo)是對(duì)開口直徑d盡行求解，由于被測(cè)流體是水，總體來說設(shè)計(jì)難度相對(duì)是比較小的。但是由于計(jì)算量較大，最初進(jìn)行筆算時(shí)出現(xiàn)了很多錯(cuò)誤，為了保證計(jì)算結(jié)果的正確性，我首先用MATLAB編程進(jìn)行了計(jì)