Тема Синтез дискретной системы (стр. 1 )

Учреждение образования «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет ХТиТ

Кафедра АТПиП

Специальность 05

Специализация

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КУРСОВОЙ РАБОТЫ

по дисциплине теория автоматического управления

Тема Синтез дискретной системы

Исполнитель

студентка 4 курса группы 4 10.12.07

Руководитель

доцент, к. т.н. ______________

Курсовой проект защищен с оценкой _________

Руководитель _________

Минск 2007

Реферат

Пояснительная записка 36 с., 5 рис., 5 табл., 8 источников.

РАСХОДОМЕР ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЙ, ПОГРЕШНОСТЬ, МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, СУЖАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, ДИАФРАГМА.

Целью данной курсовой работы является разработка расходомера переменного перепада давления и расчет его метрологических характеристик. Измеряемая среда – перегретый пар. Диаметр трубопровода 200 мм, температура 250°С, максимальный расход 35 т/ч.

Графический материал включает сборочный чертёж диафрагмы с указанием допустимых отклонений, шероховатости, соостности и др.; чертёж камеры; схема установки расходомера; установка термометра – 1 лист А1 .
Содержание

Введение. 4

1 Расходомеры переменного перепада давлений. Принцип действия, конструкция. Расходомеры с сужающим устройством. 6

1.1 Классификация и характеристика расходомеров переменного перепада давлений 6

1.2 Зависимость между расходом и перепадом давлений у сужающего устройства 8

1.3 Устройство стандартных диафрагм и сопел. 11

1.4 Расходомерные трубы с особо малой относительной потерей давления. 14

1.5 Сужающие устройство для малых чисел Рейнольдса. 15

1.6 Измерение расходов, имеющих большое отношение Qmax/Qmin. 16

2 Метрологические характеристики расходомеров с сужающим устройством. 18

2.1 Понятие о метрологических характеристиках и измерениях. 18

2.2 Классификация погрешностей. 19

2.3 Условия определения погрешности. 21

2.4 Расчет погрешности результатов измерений. 21

2.5 Составляющие погрешности. 23

2.6 Нормирующие метрологические характеристики. 25

3 Расчёт расходомера с СУ: определение доплнительных параметров 26

3.1 Расчёт диаметра СУ

3.2 Выбор спрсоба отбора давления

3.3 выбор габоритов камеры

4 Выбор дифманометра. 30

5 Монтаж расходомера. 31

6 Определение погрешности расходомера. 33

6.1 Общие сведения о погрешности результатов измерений. 33

6.2 Расчет погрешности коэффициента истечения СУ.. 33

6.3 Расчет погрешности диафрагмы.. 34

6.4 Расчет погрешности измерительного комплекса. 35

Введение

Для контроля и управления химическим производством большое значение имеет измерение расхода и количества различных веществ: газов, жидкостей, пульп и суспензий. Расход протекающих по трубам веществ – один из важнейших параметров технологических процессов. Расход вещества — это его количество, протекающее через сечение трубопровода в единицу времени. Количество измеряют в единицах объема (м3, см3) или массы (т, кг, г). Соответственно может измеряться объемный (м3/с, м3/ч, см3/с) или массовый (кг/с, кг/ч, г/с) расход. Для измерения расхода веществ применяют расходомеры, основанные на различных принципах действия: расходомеры переменного и постоянного перепада давлений, переменного уровня, электромагнитные, ультразвуковые, вихревые, тепловые и турбинные. Расход сыпучих веществ обычно измеряют различными весоизмерительными устройствами.

Для измерения количества вещества применяют расходомеры с интеграторами или счетчики. Интегратор непрерывно суммирует показания прибора, а количество вещества определяют по разности его показаний за требуемый промежуток времени.

Измерение расхода и количества является сложной задачей, поскольку на показания приборов влияют физические свойства измеряемых потоков: плотность, вязкость, соотношение фаз в потоке и т. п. Физические свойства измеряемых потоков, в свою очередь, зависят от условий эксплуатации, главным образом от температуры и давления.

Если условия эксплуатации расходомера отличаются от условий, при которых производилась его градуировка, то ошибка в показаниях прибора может значительно превысить допустимое значение. Поэтому для серийно выпускаемых приборов установлены ограничения области их применения: по свойствам измеряемого потока, максимальной температуре и давлению, содержанию твердых частиц или газов в жидкости и т. п.[1].

Более века преобразователи разности давления используются для измерения расхода. В совокупности с основным элементом, так то диафрагма или труба Вентури, они измеряют перепад давления до и после препятствия в трубе. Одним из наиболее важных улучшений в расходомерах разности давления за последние 5 лет было размещение преобразователей разности давления вместе с основными элементами чтобы в действительности создать расходомер разности давлений. Вместо того чтобы вынуждать покупать и устанавливать диафрагму или насадку в отдельности отдельно, эти новые расходомеры содержат уже интегрированный основной элемент с преобразователем. Некоторые модели так же содержат датчики давления и температуры, а так же позволяют измерять массовый поток. ProBar и Mass ProBar от Emerson Rosemount типичные тому примеры.

В данной курсовом проекте рассматривается средство измерения расхода, основанное на методе переменного перепада давления, с сужающим устройством – сопло ИСА 1932. Данный метод является одним из самых распространенных и применяется еще с 30-х годов прошлого столетия. Метод основан на фундаментальном законе сохранения энергии и уравнении неразрывности скорости и площади сечения потока. Подобные расходомеры уже давно нашли применение в качестве основных промышленных приборов для измерения расхода жидкости, газа и пара.

Широкое использование этого принципа связано с рядом присущих ему преимуществ. К их числу относятся: простота и надёжность, отсутствие движущихся частей, лёгкость серийного изготовления средств измерений практически на любые давления и температуры измеряемой среды, низкая стоимость, возможность измерения практически любых расходов и, что особенно существенно, возможность получения градуировочной характеристики расходомеров расчётным путём, т. е. без использования дорогостоящих расходоизмерительных метрологических установок. Более подробно о достоинствах метода переменного перепада давления будет рассмотрено ниже.

1 Расходомеры переменного перепада давлений. Принцип действия, конструкция. Расходомеры с сужающим устройством

1.1 Классификация и характеристика расходомеров переменного перепада давлений

Расходомеры переменного перепада давлений осно­ваны на зависимости от расхода перепада давления, создаваемого устройством, которое установлено в трубопроводе, или же самим элементом последнего.

В состав расходомера входят: преобразователь расхода, соз­дающий перепад давления; дифференциальный манометр, изме­ряющий этот перепад и соединительные трубки между преобразо­вателем и дифманометром. При необходимости передать показа­ния расходомера на значительное расстояние к указанным трем элементам добавляются еще вторичный преобразователь, преоб­разующий перемещение подвижного элемента дифманометра в электрический и пневматический сигнал, который по линии связи (проводам или трубкам) передается к вторичному измеритель­ному прибору. Если первичный дифманометр (или вторичный изме­рительный прибор) имеет интегратор, то такой прибор измеряет не только расход, но и количество прошедшего вещества.

В зависимости от принципа действия преобразователя расхода данные расходомеры подразделяются на шесть самостоятельных групп, внутри которых имеются конструктивные разновидности преобразователей.

1. Расходомеры с сужающими устройствами — важнейшие сре­ди расходомеров переменного перепада давления. Они уже давно нашли применение в качестве основных промышленных прибо­ров для измерения расхода жидкости, газа и пара. Они основаны на зависимости от расхода перепада давления, создаваемого сужающим устройством, в результате которого происходит пре­образование части потенциальной энергии потока в кинетическую. Имеется много разновидностей сужающих устройств. На рисунке 1 представлены основные типы первичных преобразователей расходомеров переменного перепада давления [4].

2. Расходомеры с гидравлическим сопротивлением основаны на зависимости от расхода перепада давления, создаваемого гидравлическим сопротивлением. Режим потока в таком сопро­тивлении стремятся создать ламинарным, с тем чтобы перепад давления был бы пропорционален расходу. Применяются подоб­ные расходомеры преимущественно для измерения малых расхо­дов, когда сопротивлением является одна или несколько капилляр­ных трубок. Для больших расходов применяют иногда сопротивления c шариковой или другой набивкой.

1 – стандартная диафрагма; 2 – стандартное сопло; 3 – сопло Вентури; 4 – труба Вентури;

Рисунок 1 - Первичные преобразователи расходомеров переменного перепада давления

3. Центробежные расходомеры созданы на основе зависимости от расхода перепада давления, образующегося в закруглении трубопровода в результате действия центробежной силы в потоке. В качестве преобразователей применяется колено или кольцевой участок трубы. Чаще всего они служат для измерения расхода воды и реже — газа.