Контрольная работа по теплотехнике на тему Расчет характеристик посадки. Статистическая обработка результатов измерений. Определение среднего значение графическим способом

С учетом того, что рабочей средой является водяной пар при низкой температуре, близкой к точке замерзания, сужающее устройство придется подогревать во избежание обмерзания. Необходимо поддерживать его температуру выше 0 C.
Поскольку диаметр трубопровода D20=50 мм, то можно использовать в качестве СУ камерную диафрагму с фланцевым отбором давления, например ДКС-10-50. Это стандартная диафрагма, рассчитанная на давление от 0,6 до 10 МПа, изготовленная из стали 12Х18Н10Т ГОСТ 5632. Коэффициент теплового расширения стали при температуре до 127 C составляет 17,610-6 C-1. Поскольку температура рабочего тела, трубопровода и диафрагмы составляет около 0 C, тепловое расширение практически отсутствует.
Верхний предельный расход среды Qпр выбирается по Qmax так, чтобы Qпр находилось в ряде:
Qпр = а10n ,
где а – стандартное число, равное 1;1,25;1,6;2,0;2,5;3,2;4,5;6,3;8,0;
n – целое положительное или отрицательное число или нуль.
Получаем:
Qпр = 4,5103 кг/ч > 4103 кг/ч.
Плотность пара при максимальном давлении в рабочих условиях по [] соответствует 30,827 кг/м3.
Динамическая вязкость пара в рабочих условиях 1,910-6 кг/(мс).
Показатель адиабаты пара при низких температурах =1,33.
Определим число Рейнольдса:
Re = 0,0361 = 0.03614000/50/(1.910-6) = 1.52106 > Remin = 104, расчет продолжаем.
Длина прямого участка перед диафрагмой l1 = 20D20 = 1000мм = 1 м
Длина прямого участка за диафрагмой l2 = 7,5 D20 = 375 мм.
∆Pн выбирается из следующих двух стандартных рядов:
1. ∆Pн = 10,16,25,40,63,100,160,250,400,630,1000 и так далее, [кгс/м²];
2. ∆Pн = 0,4;0,63;1,0;1,6;2,5;4,0;6,3 и так далее, [кгс/см²].
Выбираем ∆Pн = 0,63 кгс/см² или 0,63104 кгс/м².
Вычислим вспомогательную величину
C=4000/0,0152/502/√30.827 = 18,959
Вычислим наибольший перепад давлений в сопле = 0,9263∆Рн = 0,92630,63104= 5,836103кгс/м2
Определим отношение Pср/P = ∆Р(Qм.ср./ Qпр)=(10-6 5,836103(4000/4500)2)=4.610-3
Вычислим коэффициент расширения газа для сужения диафрагмы e1=1-(0,41+0,35m2) ∆Р / Р =1-(0.41+0.350.52) 5,836103/(6105)= 0.999783
Вычислим вспомогательную величину m
(m)=C/1/√∆Р =18,959/0.999783/√5836=0,2482
Вычислим коэффициент расхода для диафрагмы
=1/√(1-〖0,5〗^2 )(0,5959+0,03120,51,05-0,18400,54+0,00280,51,25(106/(1.52106))0,75=0,745
Найдем модуль сужения диафрагмы:
m = 0,2482/0,745 = 0,3309
Пересчитаем коэффициент расширения газа с учетом найденного модуля сужения диафрагмы
e2=1-(0.41+0.350.33092) 5,836103/(6105)=0,999563
|e2 - e1|=|0,999563-0.999783|=2.1910-4<0.0005
Расчет можно принять окончательным и считать m=0.33090.331
Диаметр отверстия диафрагмы d20 = D20√m=500,575=28,77 мм.
Найдем толщину диафрагмы. Длина диска цилиндрической части отверстия составляет 0,021d = 0.604 мм. Глубина скоса J для m=0,331 составляет d/10,5 = 2,74 мм. Угол входа равен 43. Общая толщина диафрагмы не должна превышать 0,1D, h=5мм.
Чертеж СУ приведен в приложении 1.