Выбор блока ручного управления

Блок ручного управления БРУ-32

Назначение

Блок ручного управления БРУ-32 предназначен для выполнения следующих функций в системах автоматического управления различными технологическими процессами:

- ручное или дистанционное переключение цепей автоматического и ручного управления;

- кнопочное управление интегрирующим исполнительным устройством при ручном режиме управления;

- формирование импульсов с регулируемой скважностью для управления интегрирующим исполнительным устройством;

- индикация положения выходного вала электрического исполнительного механизма на цифровом индикаторе;

- световая индикация выходного сигнала регулирующего устройства с импульсным выходным сигналом;

- световая индикация о срабатывании конечных выключателей в крайних положениях выходного вала исполнительного механизма.

Блок предназначен для эксплуатации в следующих условиях:

- температура окружающего воздуха от 5 ºС до 50 ˚С;

- относительная влажность воздуха до 80 % при температуре 25 ˚С;

- вибрация частотой до 25 Гц и амплитудой до 0,1 мм;

- магнитные поля постоянные или переменные частотой 50 Гц напряженностью до 400 А/м.

Обозначение блока при заказе и в документации другой продукции, в которой он может быть применен, должно содержать запись о принадлежности к изделиям ГСП, наименование, условное обозначение, обозначение технических условий.

Технические характеристики

Входные аналоговые сигналы цифрового индикатора:

- постоянный ток от 0 до 5 мА, входное сопротивление не более 400 Ом;

- постоянный ток от 0(4) до 20 мА, входное сопротивление не более 100 Ом;

- напряжение постоянного тока от 0 до 10 В, входное сопротивление не менее 10 кОм.

Количество входов 1.

2.2 Выбор сужающего устройства

Для измерения расхода газа применяют стандартные диафрагмы.

Лист исходных данных

1. Общие исходные данные

- цех: ООО «Спецтехнологии»;

- агрегат: термотравильный агрегат №3;

- объект измерения: трубопровод воздуха;

- среднее барометрическое давления местности, Р_б=101,325 кПа;

2. Трубопровод

1). Определяем внутренний диаметр трубопровода

(2.1)

где V – допустимая скорость вещества в трубопроводе; м/с

Qmax – максимальный расход вещества; м³/ч

мм

2) По ряду стандартных значений принимаем Д₂₀=150 мм, материал: 1Х18Н9Т

3. Характеристика измеряемой среды:

- наименование: воздух;

- расход вещества в рабочих условиях: Qmax=600 м³/ч

- средний расход воздуха Qср, м³/ч

(2.2)

Qср=(300-400) м³/ч; принимаем Qср=350 м³/ч

- минимальный расход воздуха

(2.3)

Qmin=(150-199,88) м³/ч; принимаем Qmin=175 м³/ч

- средняя температура t=20 ⁰С;

- среднее избыточное давление Р_и=90 кПа;

-допустимая потеря давления Р_пд’=(0,2-0,4)Р_и (2.4)

Принимаем Р_пд’=0,3·90=27 кПа;

- средний химический состав воздуха составляет 100%;

-относительная объемная влажность воздуха, =60-80%.

Расчетный лист

1. Сужающее устройство

а) тип: стандартная камерная диафрагма;

б) материал диафрагмы: сталь 20;

в) поправочный коэффициент на тепловое расширение, Kt’=1

2. Трубопровод

а) поправочный коэффициент на тепловое расширение, Kt”=Kt’=1;

б) внутренний диаметр, Д=Д₂₀·Kt” (2.5)

Д=150·1=150 мм

3. Измеряемая среда

а) наименование: воздух

б) расчетный максимальный расход, Qнп=6,3·10² м³/ч

в) квадрат отношения расходов, п

(2.6)

г) среднее абсолютное давление

Р=Р_и+Р_б (2.7)

Р=90+101,325=191,325 кПа

д) средняя абсолютная температура,

Т=t+273⁰С (2.8)

Т=20⁰С +273⁰С =293⁰С

е) расчетная допустимая потеря давления

(2.9)

ж) плотность воздуха в нормальных условиях

р_н=1,205 кг/м³

з) максимально возможная плотность водяного пара при t=20⁰С

р_впм=0,01729 кг/м³

и) максимально возможное давление водяного пара при t=20⁰С

Р_впм=2,333 кг/м³

к) относительная влажность в долях единицы:

л) коэффициент сжимаемости К=1

м) промежуточная величина Z для определения р

Z=1,02·10^-5(Р-Р_впм)/Т·К (2.10)

Z=1,02·10^-5(191325-0,8·2,333)/293·1=0,0066

н) плотность сухой части воздуха в рабочем состоянии

р_сч=283,6·р_н·Z (2.11)

р_сч=283,6·1,205·0,0066=2,2554 кг/м³

о) плотность влажного воздуха в рабочем состоянии

р=р_сч+ ·р_впм (2.12)

р=2,2554+0,8·0,01729=2,2692 кг/м³

п) показатель для адиабаты: c=1,4

р) динамическая вязкость

=2·(1,18-1,03)/5=0,06·10^-5 Па

4. Контрольно-измерительный прибор - Метран-100, тип: ДД

Выбор перепада давления и модуля диафрагмы

1). Промежуточная величина, С

(2.13)

2). Предварительное значение предельного перепада Метрана-100, и модуля диафрагмы,

Рн’=25 кПа;

m=0,10

3). Число Рейнольдса, Re

(2.14)

(2.15)

(2.16)

Re_гр=0,10·10^-3

4). Заключение по числу Рейнольдса

Re_ср>Re_гр, поэтому расход по всему диапазону измеряют не учитывая поправки на вязкость.

5). Максимальный перепад в сужающем устройстве

Р= Рн=25 кПа

6). Промежуточное значение отношения,

(2.17)

Значение множителя

7). (2.18)

Соответствующие значения и

;

8) Уточненное значение модуля m, m₁

(2.19)

9). Потеря давления в сужающем устройстве

(2.20)

Па

10). Диаметр сужающего устройства

(2.21)

d₂₀=d/Kt” (2.22)

d₂₀=113,2/1=113,2 мм

11). Проверка расчета

а) коэффициент расхода

(2.23)

б) (2.24)

в) погрешность расчета

(2.25)

%

%, , т.е. условие по проверке расчета выполняется.

Вывод: выбранная диафрагма с внутренним диаметром 113,2 мм подходит для данного трубопровода диаметром 200 мм по всем параметрам, т.к. создаваемый с помощью СУ перепад давления 25 кПа обеспечивает измерение расхода воздуха 6,3 10²м³/ч в заданных условиях работы.

2.3 Расчет и выбор регулирующего органа

Исходные данные

- агрегат: термотравильный агрегат.

- регулируемая среда – воздух.

- объемный расход – Q_max=600м³/ч.

- избыточное давление в начале участка Р_и,нач=90кПа.

- избыточное давление в конце участка Р_и,кон=56кПа.

- плотность: r=1,205 кг/м³.

- кинематическая вязкость: n=1,72·10⁵ нс/м².

Трубопровод имеет четыре поворота под углом 90⁰ с радиусом изгиба 0,7 м; на трубопроводе установлена запорная задвижка, одно сужающее устройство.

1. Суммарная длина трубопровода:

L=4+2+1+1+20+4· (2p/4) · 0,7=32,39м (2.26)

2. Средняя скорость потока:

(2.27)

, м/c

3. Потеря давления на прямых участках трубопровода:

DP_пр (2.28)

где l - коэффициент трения, определяется в зависимости от числа Рейнольдса D/n

Число Рейнольдса при Q_max:

(2.29)

(2.30)

D/n=200/0,8=250

Тогда l=0,042

DР=

4. Потери давления в местах сопротивления трубопровода:

DРм=(x₉₀+x_су+x_в+x_ро)· (2.31)

DРм=(4∙0,66+1·0,66+0+2)∙ =0,00012, Мпа

5. Общие потери давления в линии:

DРл=DРпр+DРл (2.32)

DРл=0,00016+0,00012=0,00028,Мпа

6. Определяем перепад давления в регулирующем органе:

DР_роmax=DР_сети-DРл (2.33)

DР_сети=0,09-0,056=0,32,Мпа

DР_роmax=0,034-0,00028=0,0337,Мпа

7. Уравнение для потока газа:

К_vmax= (2.34)

К_vmax= , м³/ч

8. Выбираем регулирующий орган с условной пропускной способностью К_vy:

К_vy³1,2·К_vmax (2.35)

К_vy³42,6703,м³/ч

Вывод: выбираем односедельный регулирующий орган с условным диаметром Dу=150 мм.

Дата добавления: 2015-08-10