标准节流装置设计计算

我们以角接取压标准节流装置为例，说明节流装置的设计计算方法。

1.设计任务书

1)被测介质 过热蒸汽
2)流量范围 qmmax=250t/h
qm=200t/h
qmmin=100t/h
3)工作压力 p=13.34MPa(绝对)
4)工作温度 t=550°C
5)允许压力损失 δp=59kPa
6)管道内径 D20=221mm(实测)
7)管道材料 X20CrMoWV121无缝钢管
8)管路系统布置如图3-16所示。

要求设计一套标准节流装置。

2.设计步骤

(1)求工作状态下各介质参数 查表得工作状态下过热蒸汽的粘度η=31.83´10-6Pa•s，密度ρ=38.3475kg/m3，管道的线膨胀系数λD=12.3´1O-6mm/(mm•°C)，取过热蒸汽的等熵指数k=1.3。

(2)求工作状态下管道直径

D=D20[1+λD(t-20)]

=221[1+12.3´10-6(550-20)]=222.44mm

(3)计算雷诺数ReD

ReD=0.354qm/(Dη)

=0.354´200000/(222.44´31.83´10-6)=107

(4)选取差压上限 考虑到用户对压力损失的要求，拟选用喷嘴，对于标准喷嘴，可根据式(3-33)取

Δpmax=3δp=3´59=177kPa

选用最靠近的差压系列值，取Δpmax=160kPa，对应正常流量下的差压Δp为

Δp=（200/250）2´160=102.4kPa

(5)求不变量A2

(6)设C0=1，ε0=1

(7)据公式

进行迭代计算，从n=3起，Xn用快速弦截法公式

进行计算，精度判别公式为En=δn/A2，假设判别条件为|En|≤5 ´ 10-10(n=1，2，…)，则Xn；βn；Cn；εn；δn；En的计算结果列于表3-11。

当n=4时，求得的E小于预定精度，因此得

β=β4=0.6922131

C=C4=0.9399332

(10)求d20 设喷嘴材料为1Cr18Ni9Ti，查表得λd= 18.2×10-6，则

(11)确定安装位置 根据β=0.7和管路系统，查表3-1可得

根据实际管路系统情况，可将节流装置安装在任务书中图示位置上。但节流件前直管段长度l1不满足长度要求，在流出系数不确定度上应算术相加±0.5%的附加不确定度O

假设温度，压力的测量不确定度为±1%，则δρ/ρ=±1%。

3.50±%4