ВИБІР ТА РОЗРАХУНОК РЕГУЛЮЮЧОГО ОРГАНУ. Розрахунково

ВИБІР ТА РОЗРАХУНОК РЕГУЛЮЮЧОГО ОРГАНУ

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2019

Тип роботи:

Розрахунково - графічна робота

Предмет:

СП

Група:

АВ

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Міністерство освіти і науки України Національний університет «Львівська політехніка» Розрахунково-графічна робота з дисципліни « Розрахунок регулюючого органу (РО) В задачу вибору і розрахунку РО входить визначення його пропускної здатності, діаметра умовного проходу, вибір пропускної і витратної характеристик, розрахунок коефіцієнта передачі РО (значення використовується надалі при розрахунку системи автоматичного регулювання). Для розрахунку необхідні наступні вихідні дані: схема технологічної трубопровідної мережі, на якій встановлений РО, із приведенням довжини кожної ділянки трубопровідної сітки, види місцевих опорів і їхня кількість, а для рідин, крім того, - різниця висот розташування входу і виходу трубопровідної сітки – h; / відома речовина (рідина, або газ), яка проходить через трубопровідну мережу : водяна пара; Рп=5,8 кгс/см2– тиск на вході в трубопровідну мережу; Рк=1,2 кгс/см2 – тиск на виході з трубопровідної мережі; Gmax=12 т/год=12000 кг/год., Gmin=3 т/год=3000 кг/год. – межі регулювання масової витрати речовини G, які повинен забезпечити шуканий РО; температура матеріального потоку: t1=210 0С. Послідовність розрахунку: 1.Знайдемо для даної речовини: Питомий об’єм пари V’ і V’’ при температурі t1 і тисках P1 і P2, м3/кг; V’=0.3811 м3/кг, V’’=1,884 м3/кг; Динамічна в’язкість µ=1,646*10-4, 2.Задамося допустимою швидкістю речовини в трубопроводі, виходячи з рекомендованих діапазонів (для пари [w] від 20 до 80 м/с): [w]=40 м/с. 3.Визначимо орієнтовний діаметр трубопроводу: мм для пари; 4.Визначимо приведені коефіцієнти гідравлічного опору ділянок трубопроводу до РО - (п і після РО - (к за формулою: , мм-4 , де i - номер ділянки трубопровідної сітки з умовним діаметром Dті; N – кількість ділянок трубопровідної сітки; DТі – умовний діаметр і-ої ділянки, в мм; К0 – корекційний коефіцієнт на зварні стики і фланці; li – довжина відрізку трубопроводу і-ої ділянки, в м; (і – коефіцієнт тертя стінки і-ої ділянки; j – номер місцевого опору; (ij – коефіцієнт j–го місцевого опору і-ої ділянки. Значення К0 приймемо рівним 1.25. В заданій трубопровідній сітці наявні такі місцеві опори: - плавний поворот на 90о: (=0.3 ; - повністю відкрита засувка: (=0.2; - трійник з однаковими діаметрами каналів: (=2. Запишемо довжини ділянок трубопроводу до РО: l1=15 м; l2=15 м; l3=30 м; l4=10 м; l5=30 м Визначимо сумарні коефіцієнти місцевих опорів на кожній ділянці трубопроводу до РО: (1=0.3; (2=0.3; (3=0.3; (4=2; (5=0.2. Визначимо приведений коефіцієнт гідравлічного опору ділянок трубопроводу до РО - (п : Запишемо довжини ділянок трубопроводу після РО: l1=20 м; l2=12 м; l3=8 м; l4=10 м; l5=20 м. Визначимо сумарні коефіцієнти місцевих опорів на кожній ділянці трубопроводу після РО: (1=0.2; (2=2; (3=0.3; (4=0.3; (5=0,3; (6=0.2. Визначимо приведений коефіцієнт гідравлічного опору ділянок трубопроводу після РО - (к : 5.Визначимо число Re за формулою для пари: Крім того, визначимо коефіцієнт тертя за формулою: для будь-яких Re =1286755> 5000: 6. Визначимо тиски на вході р1 і виході р2 РО, перепади тисків на РО (рро і трубопроводі (рт при максимальній витраті, кгс/см2 : д л я пари: (рро = р1 – р2 ; (рт = рп – (рк + (рро). (рро = 5.653-1.767=3.886(кгс/см2); (рт = 5.8 – (1.2 +3.886) = 0.714 (кгс/см2). 7. Обрахуємо максимальну розрахункову пропускну здатність : для пари при (рро > (ркр (критичний режим течії) , Вибір типорозміру РО: 8.1. В каталозі виробника регулюючої арматури SAMSON вибираємо наступний односідловий РО: пневматичний регулюючий клапан типу 241-1 (прохідний клапан типу 241). Виконавчі пристрої Тип Умовний прохід , мм Умовна пjопускна здатність , м3/год Умовний тиск, МПа Пропуск-на характеристика Температура середовища, (С Клапан регулюючий односідловий 241 15 0.1; 0.16; 0.25 0.4; 0.63; 1.0; 1.6; 2.5; 4.0 10…40 Лінійна, рівновідсоткова -196... +450 20 0.1; 0.16; 0.25 0.4; 0.63; 1.0; 1.6; 2.5; 4.0; 6.3 25 32 0.1; 0.16; 0.25 0.4; 0.63; 1.0; 1.6; 2.5; 4.0; 6.3; 10 0.4; 0.63; 1.0; 1.6; 2.5; 4.0; 6.3; 10; 16 40 0.4; 0.63; 1.0; 1.6; 2.5; 4.0; 6.3; 10; 16; 25 50 65 0.4; 0.63; 1.0; 1.6; 2.5; 4.0; 6.3; 10; 16; 25; 35 25; 35; 60 80 25; 35; 60; 80 100 63; 100; 125 160 100; 160; 200 150 63; 100; 160; 260 200 250; 360; 630 250 250; 360; 630 Коефіцієнт запасу приймається не меншим 1.1. Умовний прохід РО , мм, виберемо таким, щоб виконувалася умова: 0.25DТ< Dy <DТ, 54.75< Dy <219, . Якщо діаметр РО менший діаметра трубопроводу, до якого він повинен бути під’єднаний , то РО встановлюється на звуженні трубопроводу. Перехідна частина може бути більш плавною (сумарний кут скосу не більший 350) і менш плавною (кут скосу більший 350). Зрозуміло, що наявність додаткових місцевих опорів – звуження і розширення трубопроводу – збільшує загальний коефіцієнт опору РО і зменшує його пропускну здатність. Для того щоб і при наявності звуження РО пропустив задану витрату, його умовна пропускна здатність повинна задовольняти умову: Kvy ( (( KT (Kvmax , де KT – коефіцієнт впливу звуження трубопроводу, який розраховується по формулі: , де , , , . Отже, умовна пропускна здатність повинна задовольняти умову: Kvy ( 1.1( 1.0036(113.8 = 126.2 Kvy=160 (м3/год). 8.2. Перевіримо, чи не виходить дійсна швидкість потоку в трубопроводі за допустимі межі. Дійсна швидкість потоку в трубопроводі визначається при максимальній витраті, згідно з формулою, (м/с): Обмеження швидкості потоку на вході РО: 120 м/с – для пари, отже, дійсна швидкість потоку рідини в трубопроводі не виходить за допустимі межі. 8.3. Перевіримо вплив в’язкості рідини на пропускну здатність обраного РО в такий спосіб: 8.3.1. Визначимо число Rey , віднесене до умовного проходу попередньо вибраного РО, за формулою: 8.3.2. Так як =1715674>2320, застосовують РО з умовною пропускною здатністю , визначеною по п.8.1, з наступною перевіркою на можливість виникнення критичних явищ. 8.4. Проводимо перевірку РО на критичні умови експлуатації: 8.4.2. Для потоку газу перевіримо РО на можливість виникнення критичного перепаду: , де χ=1.34 – показник адіабати. . Приведена методика розрахунку пропускної здатності і вибору умовного проходу РО не враховує впливу трубопровідної лінії. Далі приводиться методика розрахунку РО з урахуванням впливу наявної трубопровідної мережі, а також для випадку, коли мережа проектується. Вибір пропускної характеристики РО з урахуванням впливу наявної трубопровідної лінії проводиться в наступному порядку: 9.1. Визначимо пропускну здатність трубопровідної лінії Кvт за формулою (10). В формулу замість (ppo підставимо (pт : 9.2. Визначимо гідравлічний модуль згідно формули: n = Kvy / KvT = 160 / 108.67=1.4723. Для даного n побудуємо витратні характеристики РО з лінійною і рівновідсотковою пропускними характеристиками. Залежність між відносною витратою нестисливої рідини при турбулентній течії і відносною пропускною здатністю має вид 9.3.1. Знайдемо попереднє значення максимальної відносної витрати qпmax по формулі: qпmax = Kvmax / Kvу (13) qпmax = 113.8/ 160= 0.7117 9.3.2. На побудованих витратних характеристиках для n=2.344 визначеного згідно п.9.2 і n=0 через точку qпmax проведемо горизонтальну пряму до перетину з лінією для n=0. Потім з точки перетину проведемо вертикальну пряму до перетину з кривою для визначеного n . Ордината точки перетину відповідає максимальній відносній витраті через РО qmax . Витратна характеристика РО з лінійною пропускною характеристикою / Витратна характеристика РО з рівновідсотковою пропускною характеристикою / 9.3.3. Мінімальну відносну витрату середовища qmin визначаємо по формулі: . Лінійна витратна характеристика: Рівновідсоткова витратна характеристика: 9.4. По побудованих витратних характеристиках для n=1.4723 визначеного згідно п.9.2, за значеннями , знайдемо , і діапазон ходу затвора РО . Перевіримо виконання умов: ( 0,1; ( 0,9; ( 0,25. Лінійна витратна характеристика: ( 0.1; ( 0.9; ( 0.25. Рівновідсоткова витратна характеристика: ( 0.1; ( 0.9; ( 0.25. 9.5. Для вибраного РО визначимо: Лінійна витратна характеристика: Коефіцієнт підсилення: ; Рівновідсоткова витратна характеристика: Коефіцієнт рівновідсотковості: ; 9.6. Визначимо найбільші додатні і від’ємні відхилення дійсних значень коефіцієнта підсилення і коефіцієнта рівновідсотковості від розрахованих в п.9.5: (Kв = Kд max – K ; (Kн = Kд min – K; (Kвp = Kpд max – Kp ; (Kнp = Kpд min – Kp , де Kд max , Kд min , Kpд max , Kpд min - максимальні і мінімальні значення коефіцієнта підсилення і коефіцієнта рівновідсотковості в діапазоні відносних витрат , . Лінійна витратна характеристика: - для РО з лінійною пропускною характеристикою (Kв =1.6932-1.1177=0.5754; (Kн =0.5857-1.1177=-0.5319; - для РО з рівновідсотковою пропускною характеристикою (Kв=2.7228-2.5343=0.1585; (Kн=0.3354-2.5343=-2.2289. Рівновідсоткова витратна характеристика: - для РО з лінійною пропускною характеристикою (Kвp =2.6792-1.1177=1.5614; (Kнp=1.9362-1.1177=0.8184; - для РО з рівновідсотковою пропускною характеристикою (Kвp =3.1136-2.5343=0.5492; (Kнp = 1.2343-2.5343=-1.03; 9.7. Підраховують відносні відхилення коефіцієнта підсилення ((к і коефіцієнта рівновідсотковості ((кр : і вибирають РО з тією пропускною характеристикою, де (К ((Кр) є найменшим. Лінійна витратна характеристика: - для РО з лінійною пропускною характеристикою . - для РО зрівновідсотковою пропускною характеристикою . Так як К=51.48%<К=199.41%, то для забезпечення лінійної витратної характеристики вибираємо РО з лінійною пропускною характеристикою. Рівновідсоткова витратна характеристика: - для РО з лінійною пропускною характеристикою . - для РО з рівновідсотковою пропускною характеристикою . Так як Кp=40.16%<Кр=60.89%, то для забезпечення рівновідсоткової витратної характеристики вибираємо РО з рівновідсотковою пропускною характеристикою. 9.8. Проводимо профілювання затвора РО для забезпечення лінійної витратної характеристики РО з даною трубопровідною мережею (для n=1.4723). Згідно конструктивних даних вибраного РО його умовний хід діаметр сідла . Розбиваємо умовний хід на 30 частин. Для кожного значення з рівняння лінійної пропускної характеристики розраховуємо пропускну здатність за формулою: . Для кожного отримаємо значення площ за формулою: , де коефіцієнт для односідлових РО з подачею речовини під затвор визначається як: . Будуємо рівняння кривої рівновеликих площ для кожного значення ходу. Рівняння кривої рівновеликих площ: . Шуканий профіль затвору будуємо як огинаючу до побудованих кривих рівновеликих площ. В результаті побудови кривих рівновеликих площ для кожного значення ходу отримаємо: / 9.9. Виконаємо складальне креслення вибраного РО, а також профіль затвору, знайдений в п. 9.8. / Регулюючий орган фірми “ Samson “, тип 241-1. Гайка Ущільнююча прокладка Сідло Затвор Пружина PTFE-сальник Верхня частина клапану Різьбова втулка Вказівник ходу Висновок В даній розрахунковій роботі я провів розрахунок і вибрав регулюючий орган (РО) для заданого трубопроводу. Для вибору РО я визначив основні його параметри : - діаметр DT = 219 мм ; - максимальну пропускну здатність Kvy =160 ; За цими усіма параметрами обрала РО фірми “ Samson “, тип 241-1. Визначивши значення ходу затвора lmax та lmin з’ясувала, що діапазон ходу затвора не виходить за допустимі межі. Для РО розрахувала профіль затвору. Список літератури 1. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы: Справоч. пособие /Под ред. Б.Д.Кошарского. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1976. - 488 с. 2. Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник /Под общ. ред. В.В.Черенкова. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987. - 847 с. 3. Емельянов А.И., Емельянов В.А. Исполнительные устройства промышленных регуляторов. - М.: Машиностроение, 1975. - 224 с. 4. Слободкин М.С., Смирнов П.Ф., Казинер Ю.Я. Исполнительные устройства регуляторов. - М.: Недра, 1972. - 304 с. 5. Патрикеев В.Г., Сербулов D.C. Специальные исполнительные устройства химической промышленности. - Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 1982. - 251 с. 6. Арзуманов Э.С, Расчет и выбор регулирующих органов автоматических систем. - М.: Энергия, 1971. - 112 с. 7. Иткина Д.М. Исполнительные устройства систем управления в химической и нефтехимической промышленности. - М.: Химия, 1984. -232 с.

Розрахунково - графічна робота СП

sanuyq

26.05.2019 14:20

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись