Правильное использование объектива, которым оснащена ваша фотокамера, имеет намного большее влияние на резкость получаемого изображения, чем выбор собственно объектива. Не имеет смысла искать самый лучший объектив . Его просто нет. Один из самых важных параметров при съемке - это диафрагма. Именно она больше всего влияет на качество изображения. Разница между снимками, сделанными с разной диафрагмой одним и тем же объективом, будет намного заметнее, чем разница между снятыми с одним и тем же ее значением, но разными объективами.

Диафрагма F10, скорость затвора 1/400, ISO 64

Диафрагма F5, скорость затвора 1/400, ISO 64

Что такое аберрация

Как уже было сказано, идеального объектива просто нет. Законы физики никто не отменял и никогда не отменит. А они не позволяют световому лучу следовать именно по тому пути, который ему рассчитали оптики в пределах некой идеальной оптической системы. Именно это ведет к (сферическим, хроматическим и пр.). И инженеры, разрабатывающие объективы, не могут это исправить. В центре линза идеальна. Но ближе к краям она в той или иной мере искажает свет. Чем ближе к краю линзы - тем в большей степени свет рассеивается и преломляется.

При полностью открытой диафрагме на плёнку или матрицу цифрового аппарата попадает свет, который собран со всей поверхности линзы. В этом случае все аберрации объектива проявляются очень наглядно. Когда мы прикрываем отверстие диафрагмы, часть светового потока, проходящая через края всех линз объектива, отсекается. Таким образом, в формировании изображения принимает участие только центр линз, который свободен от искажений.

Всё кажется довольно простым. Чем меньше отверстие диафрагмы, тем, таким образом, выше резкость изображения. Но это не так. При съемке на самых маленьких диафрагмах нас ждет неожиданная большая неприятность.

По мере уменьшения отверстия диафрагмы всё большая часть световых лучей, которые проходят через это отверстие, касается его краёв и немного отклоняются от своего основного пути. Они как бы огибают края. Это явление называется дифракция. При дифракции каждая точка снимаемого объекта, даже если она находится четко в фокусе, на матрицу проецируется не как точка, а как небольшое размытое пятно, которое принято называть диском Эйри. И размеры этого диска тем больше, чем меньше отверстие диафрагмы. И когда диаметр диска Эйри превышает размеры отдельного фотодиода на матрице, то нерезкость изображения становится очень заметной. И чем меньше мы делаем отверстие диафрагмы, тем больше усиливается дифракция.

Разрешение современных объективов настолько высоко, что даже лёгкое размытие изображения, вызванное дифракцией, заметно уже на диафрагме 11 и меньше. А компактные камеры, у которых сенсоры совсем крошечные, не позволяют в принципе использовать диафрагму меньше чем 8. При этом малый размер диодов матрицы делают дифракцию очень заметной.

Имеет значение и фокусное расстояние объектива. Нужно помнить, что такое диафрагменное число. Это отношение диаметра отверстия диафрагмы к фокусному расстоянию объектива. Проще говоря, при одном и том же значении диафрагмы физический размер отверстия в разных объективах весьма различен. Физический размер диафрагменного отверстия тем больше, чем больше фокусное расстояние объектива. Отсюда вывод: в объективах с разным фокусным расстоянием при одном и том же значении диафрагмы дифракция проявляется в разной степени. Например, при диафрагме 22 на широкоугольном объективе она очень заметна, а у диннофокусника - вполне терпима.

Зона наилучшего восприятия

Самое хорошее значение диафрагмы для каждого объектива индивидуально. Обычно это 5,6 - 11, или около этого. Всё зависит от модели объектива. Попробуйте открыть диафрагму пошире - оптические искажения будут заметны в большей степени. А если прикрыть диафрагму поуже - дифракция начнёт размывать изображение. На маленьких отверстиях диафрагмы, например, на 11 - 16, почти все объективы «рисуют» одинаково. Но вот на широких отверстиях у разных объективов качество изображения весьма разнится. Чем объектив лучше, тем лучше и картинка, «нарисованная» им при открытой диафрагме.

Правильный подбор диафрагмы - это некий баланс между общей резкостью и глубиной резко изображаемого пространства. Тут теоретические рассуждения и рекомендации вряд ли помогут. В этом случае нужно довериться своему опыту, четкому пониманию поставленной задачи, и, в конце концов, своему художественному чутью, вкусу. Но, тем не менее, некоторые рекомендации лишними не будут.

Как правильно выбрать диафрагму

• Определите диафрагму, при которой объектив вашей камеры будет давать изображение с наилучшей резкостью, и, по возможности, всегда используйте именно её.
• Если съемка проходит при недостаточном освещении, или вы хотите что-то в кадре выделить при помощи малой глубины резкости, то диафрагму можно увеличить. Но без особой необходимости не открывайте её полностью.
• Если такая необходимость возникла, диафрагму нужно смело открыть. Особенно переживать по этому поводку не стоит. Диафрагма - не самое главное, что влияет на резкость фотографий. Не забывайте про «шевелёнку». Она портит «картинку» намного сильнее всяких аберраций.
• Если по вашему замыслу на снимке требуется большая глубина резкости, диафрагму нужно прикрыть. Но не более чем до 11 у широкоугольников и 16 у длиннофокусных объективов.
• Если вам всё-таки не хватает , то можно снимать широкоугольниками на 16 и длиннофокусниками на 22. Но не более. В противном случае заметно упадет общая резкость изображения.

Вот, собственно и вся нехитрая наука. Теперь вы, зная о слабых сторонах вашей аппаратуры, сможете избегать тех ситуаций, когда они проявляются. И, стало быть, пора выжать из вашего детища все соки.

Январь 22 2018

Выбор диафрагм

1. Общее понятие диафрагм

Диафрагма представляет собой шайбу с определенным диаметром отверстия. Диафрагмы увеличивают сопротивление пожарного крана, вследствие чего расход воды через него уменьшается. Диаметр диафрагм подбирают таким образом, чтобы все пожарные краны обеспечивали расход воды, близкий к расчетному значению независимо от высоты здания.

2.Расчет диафрагм

Диаметр отверстия диафрагмы в зависимости от проходного диаметра клапан пожарного крана, давления и расхода определяется расчетным методом или по номограмме.

2.1.Расчетный метод определения диаметра диафрагм

Диаметр диафрагмы d определяется следующим образом:

d 2 /D 2 =F/F пк или d=D*(F/F пк) 0.5

Q=10*μ*F*(2*g*P) 0.5 ; Q н =Q в *(P н /P в) 0.5

по формуле Дарси-Вейсбаха:

ΔР=Р н -Р в =ε*V 2 /(200*g);

из формулы поучаем ε=200*g*ΔР/V 2

V=Q/F пк,

где D — проходной диаметр клапана пожарного крана; F, F пк — площадь проходного отверстия соответственно диафрагмы и клапана пожарного крана; Q н, Q в — расход соответственно через диафрагму и клапан пожарного крана; ΔР — разница давлений расположения наинизшего и наивысшего клапанов пожарных кранов; P н, P в — давление соответственно наинизшего и наивысшего клапанов пожарных кранов; ε — коэффициент сопротивления диафрагмы; V — скорость водяного потока через клапан.

Таблица 1. Взаимосвязь между коэффициентом сопротивления диафрагмы и соотношением площади проходного отверстия диафрагмы и клапана пожарного крана.

показатель	значение
коэффициент сопротивления диафрагмы, ε	226,0	43,8	17,5	7,8	3,75	1,8	0,8
соотношение F/F пк	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7

2.2. Определение диаметра диафрагм по номограмме

Для определения диаметра дисковой диафрагмы по номограмме (рисунок 1) на левой линейке (Р) отмечают точку, соответствующую максимальному значению давления на клапане пожарного крана, а на правой линейке (q) отмечают точку, соответствующую требуемому или расчетному расходу. Через эти точки проводится прямая. Точка пересечения этой прямой со средней линейкой (Ø50-70) и будет искомым значением диаметра диафрагмы: в левой части — для диаметра клапана пожарного крана DN50, а в правой — для диаметра DN65.

Пример определения диаметра диафрагмы по номограмме:

Например, требуется определить диаметра диафрагмы для клапанов DN 50 и DN65, если давление у них составляет 0.4МПа, расход через ручной пожарный ствол составляет q=5л/с. Для решения данной задачи необходимо провести прямую, соединяющую эти два значения на номограмме. Точка пересечения этой прямой со средней линейкой (Ø50-70) и даст нужное значение диаметра диафрагмы — Ø19мм (для клапана DN65), либо Ø18.7 мм (для клапана DN50).

Рисунок 1.

Примечание: Чтобы определить численное значение давления у клапана пожарного крана в «МПа», необходимо число на левой линейке (Р) разделить на 100.

Диафрагму следует устанавливать между клапаном пожарного крана и соединительной головкой. Таким образом при отсоединении пожарного рукава от клапана диафрагма будет открыта для наблюдения и проверки диаметра отверстия. Количество диафрагм различных диаметров должно быть по возможности наименьшим. Допускается устанавливать диафрагмы с одинаковым диаметром отверстий на 3-4 этажа здания.

Говоря простым языком, диафрагма фотоаппарата – это устройство, через которое свет попадает на матрицу фотоаппарата. Диафрагма состоит из так называемых «лепестков», количество которых может варьироваться от трех до двадцати штук. В зависимости от интенсивности освещения лепестки уменьшают или увеличивают диаметр светопропускающего отверстия. Принцип их действия аналогичен зрачку: при тусклом свете он расширяется, при ярком – сужается.

Чтобы лучше понять принципы расчета характеристики объектива (в том числе, и значения диафрагмы), необходимо знать, что такое фокусное расстояние объектива.

Фокусное расстояние объектива

Фокусное расстояние – это расстояние между матрицей фотоаппарата и главной оптической плоскостью объектива при условии его фокусировки в бесконечность. Этим показателем определяется угол обзора, достигаемый тем или иным объективом. Чем фокусное расстояние больше, тем угол обзора меньше. В характеристиках обычно указываются минимальное и максимальное фокусное расстояние, которые обеспечивает объектив. Измерять его принято в миллиметрах.

Отношение фокусного расстояния к размеру отверстия диафрагмы называется f-числом. Именно оно и определяет значение диафрагмы. Чем меньше этот показатель, тем больше отверстие, и тем больше света проникает на матрицу фотоаппарата. Стоит учесть, что значение диафрагмы часто указывается в виде знаменателя дроби, без уточнения фокусного расстояния.

Возможные значения f-чисел описываются специальной шкалой диафрагм, представляющей собой последовательность чисел:

1 – 1,4 – 2 – 2,8 – 4 – 5,6 – 8 – 11 – 16 – 22 и так далее.

Суть шкалы в том, что сужение отверстия объектива в два раза приводит к уменьшению количества света, попадающего на матрицу, в четыре раза. Аналогичное действие оказывает и двойное увеличение фокусного расстояния. Диафрагменная шкала нередко наносится на оправу объектива для удобства фотографа.

Максимальное количество света пропускают объективы с наименьшими f-числами (f/1,2 – f/1,8). Называются такие объективы светосильными.

Светосила объектива

Светосила – это степень ослабления объективом фотоаппарата светового потока, или, другими словами, способность объектива передавать реальную яркость объекта. Чем больше светосила, тем качественнее получаются снимки, сделанные в условиях плохого освещения без использования штатива и вспышки. Кроме того, светосильные объективы позволяют фотографировать с максимально короткой выдержкой.

Значение светосилы определяется значением максимально открытой диафрагмы. Вместе с фокусным расстоянием его обычно указывают на ободе объектива. Так, например, надпись 7-21/2,0-2,8 означает, что при фокусном расстоянии в 7 миллиметров светосила равна 2,0. Соответственно, при фокусном расстоянии в 21 миллиметр – 2,8.

При выборе объектива стоит учитывать, что максимально открытая диафрагма используется очень редко. При этом цена светосильных объективов ощутимо выше. Для большинства покупателей нет никакого смысла переплачивать за показатель 1:1.2, вполне достаточно купить более бюджетный вариант со светосилой 1:1.8.

Относительное отверстие

Величину, обратную диафрагменному числу, называют относительным отверстием . Величина относительного отверстия определяет, во сколько раз фокусное расстояние объектива превышает диаметр его отверстия. На оправе объектива этот показатель обычно имеет вид дроби типа 1:2. Такие цифры означают, что диаметр отверстия вдвое меньше фокусного расстояния.

В разных источниках понятия значения светосилы, величины относительного отверстия и непосредственно диафрагмы часто описаны научным, малопонятным языком. Чтобы не ошибиться при выборе фотоаппарата и не запутаться в характеристиках объектива, стоит запомнить зависимости, существующие между ними.

Так, светосила – это постоянное свойство оптики, которое невозможно изменить или настроить. Следует помнить, что светосила не имеет отношения к текущему значению диафрагмы. Как уже упоминалось выше, ее значение равно значению диафрагмы в максимально открытом положении.

Относительное отверстие, в отличие от светосилы, величина изменяемая. Отрегулировать ее можно при помощи диафрагмы.

Назначение изделия

Диафрагму для пожарных кранов ДУ65 используют для ограничения давления между самим пожарным краном и соединительной головкой.

Согласно выдержке из СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий» при напорах у пожарных кранов более 40 м между пожарным краном и соединительной головкой следует предусматривать установку диафрагм, снижающих избыточный напор. Допускается устанавливать диафрагмы с одинаковым диаметром отверстий на 3-4 этажа здания.

Диафрагма для пожарных кранов ДУ65 выполняется из нержавеющей стали, согласно действующему ГОСТу, толщиной 3 мм . Она представляет собой шайбу с отверстием в центре. В зависимости от давления в трубопроводе применяют диафрагмы с отверстием различного диаметра. Диафрагма применяется в случаях, когда необходимо снизить давление на пожарные рукава. Диафрагма устанавливается на выходе пожарного крана непосредственно между краном и соединительной головкой. Диафрагма служит для снижения избыточного давления в системах пожарного водопровода. Установив диафрагмы для снижения избыточного напора, регулируется напор воды у пожарных кранов на всех этажах здания. Таким образом, в случае пожара, при одновременном открытии пожарных кранов на разных этажах, напор воды везде будет одинаковым.

Целесообразно применять диафрагму при длине рукава более 40 метров. Внутренний диаметр отверстия выполняется от 10 мм до 40 мм с шагом 0,5 мм.

Если соединительная головка на выходе будет муфтовая ГМ65, то диафрагма кладется внутрь головки, головка накручивается на кран и зажимает диафрагму:

Если соединительная головка на выходе будет цапковая ГЦ65, то диафрагма кладется внутрь головки и фиксируется стопорным кольцом, после чего головка закручивается в кран:

Определение нужного диаметра диафрагмы

Диафрагмы отличаются:

• внутренним диаметром отверстия;
• наружным диаметром.

Внутренний диаметр диафрагмы для пожарного крана определяется по СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий» по номограмме:

1) Ставим точку 1 на оси Нср (кол-во метров избыточного напора);

2) Ставим точку 2 на оси q, л/с (шкала требуемого напора воды);

3) Проводим линию из точки 1 к точке 2;

4) Находим точку пересечения линии с центральной осью, значение в мм и будет диаметром внутреннего отверстия диафрагмы:

• Если диафрагма идет для пожарного крана ДУ50, берем значение с левой стороны центральной оси (округляется до шага в 0,5 мм).
• Если диафрагма идет для пожарного крана ДУ65, берем значение с правой стороны центральной оси (округляется до шага в 0,5мм).

Внешний диаметр диафрагмы зависит от двух факторов :

1) Диафрагма идет под пожарный кран ДУ50 или ДУ65.

2) Выход пожарного крана имеет внутреннюю или внешнюю резьбу, т.е. соединительная головка на выходе будет цапковая (ГЦ) или муфтовая (ГМ) соответственно.

Если выход пожарного крана имеет внешнюю резьбу, т.е. соединительная головка на выходе будет муфтовая ГМ50/ГМ65, будут следующие варианты:

• Для кранов ДУ50 - внешний диаметр диафрагмы будет 56 мм.
• Для кранов ДУ65 - внешний диаметр диафрагмы будет 72 мм.

Если выход пожарного крана имеет внутреннюю резьбу, т.е. соединительная головка на выходе будет цапковая ГЦ50/ГЦ65, то внешний диаметр диафрагмы определяется внутренним диаметром цапковой головки ГЦ:

• Для кранов ДУ50 - внешний диаметр диафрагмы будет от 43 мм до 48 мм.
• Для кранов ДУ65 - внешний диаметр диафрагмы будет от 63 мм до 68 мм.

* Этот диаметр различается в зависимости от завода-производителя. Для того, чтобы не было ошибки, обязательно измерьте диаметр именно Вашей гайки.

Компания «АЛАРМ 01» изготовит:

• любой внутренний диаметр диафрагмы по желанию заказчика, в зависимости от необходимого давления;
• любой внешний диаметр диафрагмы.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http :// www . allbest . ru /

Курсовая работа

по курсу «Технические измерения и приборы»

«Расчёт стандартных сужающих устройств»

• 1. Задание на курсовой проект
• 2. Расчет стандартной диафрагмы
• 2.1 Теоретическая часть
• 2.2 Порядок выполнения расчета
• 2.3 Расчетная часть
• Выводы по курсовой работе
• Список литературы

1. Задание на курсовой проект

Расчет стандартной диафрагмы ведется по следующим данным.

Измеряемая среда: пар.

Наибольший измеряемый массовый расход.

Наименьший измеряемый массовый расход.

Абсолютное давление пара перед СУ.

Температура пара перед СУ.

Наибольший перепад давлений на СУ.

Внутренний диаметр трубопровода при температуре 20 o C .

Длина прямых участков трубопровода до и после СУ.

Радиус входной кромки СУ.

Марка стали СУ: 08Х22Н6Т.

Марка стали трубопровода: 20Л.

Способ отбора давлений: фланцевый.

Состояние внутренней стенки трубопровода: новая.

Допустимая погрешность расчета.

2. Расчет стандартной диафрагмы

2.1 Теоретическая часть

Расход является одним из важнейших технологических параметров на тепловых и атомных электростанциях. Точное измерение расхода необходимо для обеспечения требуемого качества управления технологическими процессами, поддержания надежной и безаварийной работы оборудования, вычисления технико-экономических показателей работы энергетического предприятия.

Метод измерения расхода по переменному перепаду давлений на сужающем устройстве (СУ) является одним из самых распространенных и хорошо изученных. К достоинствам этого метода можно отнести сравнительную простоту конструкции и компактность первичных преобразователей расхода.

Среди сужающих устройств различной конструкции (диафрагм, сопл, труб и сопл Вентури) наибольшее распространение получили диафрагмы. Их основные достоинства заключаются в простоте изготовления и монтажа, а также в возможности их использования для измерения расхода вещества в широком диапазоне скоростей потока в трубопроводах диаметром от 0,05 до 1 м.

В данном курсовом проекте произведен расчет стандартной диафрагмы с фланцевым способом отбора давления через кольцевые камеры.

атомный электростанция сужающий диафрагма

Рис.1. Стандартная диафрагма.

1 - входной торец диафрагмы; 2 - выходной торец диафрагмы.

2.2 Порядок выполнения расчета

1. По заданным параметрам измеряемой среды (температуре t и давлению р) находят плотность, динамическую вязкость и показатель адиабаты к.

2. По заданной температуре измеряемой среды находят температурный коэффициенты расширения материала трубопровода и диафрагмы по формуле прил. 2 :

,

,

где

4. Определяют значение эквивалентной шероховатости поверхности трубопровода и среднеарифметическое отклонение профиля шероховатости по таблице прил. 3 .

5. Рассчитывают верхнюю и нижнюю границы рабочего диапазона значений числа Рейнольдса:

;

,

6. Вычисляют значение вспомогательной величины A:

,

7. Задаются значения нижней и верхней границ диапазона изменения относительно диаметра сужающего устройства.

8. Определяют значения коэффициентов расширения измеряемой среды (при) и (при) по выражению:

,

9. Рассчитывают значения коэффициентов скорости входа (при) и (при) по формуле:

.

10. Вычисляют значения коэффициентов истечения (при Re=Re max и) и (при Re=Re max и) по формуле прил.4

где, .

Значения и принимают

- для углового способа отбора давлений;

, - для трехрадиусного способа отбора давлений.

11. Определяют значения коэффициентов шероховатости внутренней поверхности трубопровода (при Re=Re max и) и (при Re=Re max и) по формулам прил.5

Если значение среднеквадратического отклонения профиля шероховатости трубопровода удовлетворяют условию

, то.

Значения рассчитывают по формуле

Значения коэффициентов A 0 , A 1 и A 2 определяются по формуле

где - постоянные коэффициенты, значения которых приведены в

табл. П5.1 .

Если

, то.

Значение рассчитывают по формуле

Если или то.

Если или, то поправочный коэффициент вычисляют по выражению

Коэффициенты и вычисляют по формуле

,

где, и - коэффициенты, значения которых приведены

в табл. П 5.2 .

12. Определяют значения диаметра отверстия сужающего устройства (при) и (при по формуле.

13. Определяют значения коэффициентов притупления входной кромки сужающегося устройства (при и (при.

Если радиус входной кромки, то коэффициент притупления.

Если радиус входной кромки, то значение рассчитывают по выражению

.

14. Вычисляют значение вспомогательных величин и по выражениям:

,

.

15. Рассматривают значения вспомогательных величин и по формулам

,

.

Если величины и имеют одинаковый знак, то расчет прекращают, так как в диапазоне допустимых значений не существует значения, удовлетворяющего исходным данным.

Если величины и имеют разные знаки, то расчет продолжают.

16. Вычисляют значение по формуле

.

17. Рассчитывают значение вспомогательной величины B:

,

где расчет E выполняют аналогично пункту 9, - аналогично пункту 13, С и в соответствии с пунктами 10 и 11 при, а значение в соответствии с пунктом 8 при, и.

18. Проверяют выполнение неравенства.

Если приведенное выше неравенство не выполняется, то повторяют пункты 16 - 18, заменяя в формуле пункта 16 и на и (при BA).

Если приведенное выше неравенство выполняется, то найденные значения считают окончательными.

19. Проверяют выполнение условия

.

20. Определяют диаметр отверстия в рабочих условиях d по выражению из пункта 12.

21. Вычисляют диаметр отверстия сужающего устройства при

температуре 20:

.

.

,

где - наибольший массовый расход, кг/с; - допустимая погрешность расчета, %.

,

- предел текучести материала диафрагмы при рабочих условиях, Па

,

,

.

,

где, - модуль упругости материала диафрагмы, Па.

Значения и находят по .

.

27. Остальные размеры диафрагмы выбираются в зависимости от типа по ,,,,.

2.3 Расчетная часть

1. По заданным параметрам измеряемой среды (температуре t и давлению р) находим плотность, динамическую вязкость и показатель адиабаты к.

По и Па:

2. По заданной температуре измеряемой среды находим температурный коэффициенты расширения материала трубопровода и диафрагмы по формуле прил. 2 :

,

где t - температура измеряемой среды, o C; - постоянные коэффициенты, значения которых приведены в табл. П2.1 .

Т.к. температура пара перед СУ равна 415 о С, а границы измерения температуры материала СУ 08Х22Н6Т от -40 о С до 300 о С, то я выбираю другой материал СУ - 08Х18Н10Т.

Температурный коэффициенты расширения материала трубопровода

Температурный коэффициенты расширения материала диафрагмы

3. Вычисляем значение внутреннего диаметра трубопровода в рабочих условиях:

,

где - диаметр трубопровода при температуре 20 °С, м; t - температура, °С.

м.

4. Определяем значение эквивалентной шероховатости поверхности трубопровода и среднеарифметическое отклонение профиля шероховатости по таблице прил. 3 .

5. Рассчитываем верхнюю и нижнюю границы рабочего диапазона значений числа Рейнольдса:

;

,

где и - соответственно наибольший и наименьший массовый расход, кг/с.

6. Вычисляем значение вспомогательной величины A:

,

где - наибольший перепад давлений на сужающем устройстве, Па.

7. Задаемся значениями нижней и верхней границ диапазона изменения относительно диаметра сужающего устройства.

;

.

8. Определяем значения коэффициентов расширения измеряемой среды (при) и (при) по выражению:

,

где - абсолютное давление пара перед сужающим устройством, Па.

При:

.

При:

.

9. Рассчитываем значения коэффициентов скорости входа (при) и (при) по формуле

.

При:

.

При:

.

10. Вычисляем значения коэффициентов истечения (при и) и (при и) по формуле прил.4

где,

.

- для фланцевого способа отбора давлений;

При и:

,

,

.

При и:

,

,

.

11. Определяем значения коэффициентов шероховатости внутренней поверхности трубопровода (при и) и (при и) по формулам прил.5

При и:

.

м.

Значение рассчитаем по формуле

Так как, то м.

Так как, то.

При и:

Значение рассчитаем по формуле

Значение рассчитаем по формуле

, т.к. Re<3·10 6 , то

Так как, то

12. Определяем значения диаметра отверстия сужающего устройства (при) и (при по формуле

.

При:

м.

При:

м.

13. Определяем значения коэффициентов притупления входной кромки сужающегося устройства (при и (при.

При:

Так как,то

.

При:

Так как,то

14. Вычисляем значение вспомогательных величин и по выражениям

15. Рассматриваем значения вспомогательных величин и по формулам

.

.

Так как величины и имеют разные знаки, то продолжаем расчет.

16. Вычисляем значение по формуле

.

17. Рассчитываем значение вспомогательной величины B:

Рассчитаем значение коэффициента скорости входа

.

Рассчитаем значение коэффициента истечения

При и:

.

.

Определим значение коэффициента шероховатости внутренней поверхности трубопровода

При и:

Значение рассчитаем по формуле

.

Так как

>15,то.

Значение рассчитаем по формуле

,

Так как.

Так как, то.

Определим значение коэффициента притупления входной кромки сужающегося устройства

При м.

Так как,то

.

Определим значение коэффициента расширения измеряемой среды

При:

.

18. Проверяем выполнение неравенства

,

.

Так как приведенное выше неравенство не выполняется, то повторим пункты 16 - 18, заменяя в формуле пункта 16 и на и (при BA). Все последующие итерации сведем в таблицу.

	1 опыт	2 опыт	3 опыт	4 опыт	5 опыт	6 опыт	7 опыт
	8 опыт	9 опыт	10 опыт	11 опыт	12 опыт	13 опыт	14 опыт	15 опыт

Так как приведенное выше неравенство выполняется (0.0000346<0.00005), то найденные значения считают окончательными.

19. Проверяем выполнение условия

.

Так как для диафрагм с фланцевым способом отбора давления

,

.

Условие выполняется.

20. Определяем диаметр отверстия в рабочих условиях d по выражению из пункта 12:

м.

21. Вычисляют диаметр отверстия сужающего устройства при температуре 20:

м.

22. Вычисляют значение массового расхода, соответствующего наибольшему перепаду давлений на сужающем устройстве:

.

23. Проверяют выполнение условия

,

,

.

Условие выполняется.

24. Выбирают толщину диска диафрагмы по формулам прил. 6

МПа, E y =1.623·10 11 Па.

Максимальное значение толщины диска должно удовлетворять условию

,

где - диаметр отверстия трубопровода в рабочих условиях, м.

м.

.

.

Значения величин и находят по выражениям

,

.

Значения коэффициентов и, входящих в формулу, находят по выражениям

.

Минимальное значение толщины диска должно удовлетворять следующим условиям

;

,

где - наибольший перепад давлений на сужающем устройстве, Па;

- предел текучести материала диафрагмы при рабочих условиях,

- относительный диаметр диафрагмы.

Приняла мм.

25. Выбирают длину цилиндрической части отверстия диафрагмы e в пределах

.

.

Приняла мм.

26. Угол наклона образующей конуса к оси отверстия диафрагмы выбирают в пределах.

Приняла

27. Остальные размеры диафрагмы выбираются в зависимости от типа.

Для диафрагм с фланцевым способом отбора давления расположение отверстий приведено на рисунке б. Расстояние l 1 измеряют от входного торца диафрагмы, а расстояние l " 2 - от выходного торца диафрагмы.

Значения l 1 и l " 2 могут находиться в следующих пределах:

(25,4 ± 0,5) мм при в > 0,6 и D < 0,15 м;

(25,4 ± 1) мм в остальных случаях.

l 1 =26,4 мм, l " 2 =26,4 мм.

Осевая линия отверстия должна пересекаться с осевой линией ИТ под углом 90° ± 3°.

Кромки отверстия в месте выхода в ИТ должны быть заподлицо с внутренней поверхностью ИТ и насколько возможно острыми. Для ликвидации заусенцев на внутренней кромке отверстия допускается ее притупление радиусом не более одной десятой диаметра отверстия. Не допускаются какие-либо неровности на внутренней поверхности отверстия и на самом ИТ вблизи от отверстия.

Диаметр отверстий должен быть не более 0,13 D и не более 13 мм. Приняла диаметры отверстий равными 10 мм.

При выборе диаметра отверстия необходимо исключить возможность его засорения.

Поверхность входного торца диафрагмы (см. рисунок 1) должна быть плоской. Неплоскостность поверхности входного торца диафрагмы определяют перед ее установкой.

Уклон, характеризуемый отношением Н Д /l Д, должен удовлетворять условию:

Если l = D , то

2H Д /(D - d ) < 0,005.

В таблице 1 (ГОСТ 8.586.2-2005) приведены наибольшие допускаемые значения H Д в зависимости от D и в при l = D.

При в=0,3405 и D=0,35213 м, Н Д max =0,58109·10 -3 м.

Примем Н Д = 0,55·10 -3 м, l Д =0,116115 м.

Выводы по курсовой работе

В ходе курсовой работы была рассчитана стандартная диафрагма с фланцевым способом отбора давления.

Расчет стандартной диафрагмы основан на решении уравнения расхода и заключается в определении относительного диаметра отверстия итерационным способом.

На первом этапе итерационным способом был определён относительный диаметр и вычислено значение массового расхода кг/с.

На втором этапе были рассчитаны необходимые размеры для изготовления стандартной диафрагмы м, м, .

На третьем этапе по найденным размерам был сделан чертеж.

Список литературы

1. Кочетков А.Е., Малкова Е.Л. Расчет стандартной диафрагмы: метод.указания / Иван. гос. энерг. ун-т. - Иваново, 2014.

2. ГОСТ 8.586.2-2005 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2. Диафрагмы. Технические требования. - М.: Стандартинформ, 2006. - 43с.

3. ГОСТ 8.586.1-2005 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей игазов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть5. Методика выполнения измерений. - М.: Стандартинформ, 2006. - 87с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Преобразователи температуры с унифицированным выходным сигналом. Устройство приборов для измерения расхода по перепаду давления в сужающем устройстве. Государственные промышленные приборы и средств автоматизации. Механизм действия специальных приборов.

курсовая работа , добавлен 07.02.2015


Общие принципы измерения расхода методом переменного перепада давления, расчет и выбор сужающего устройства и дифференциального манометра; требования, предъявляемые к ним. Зависимость изменения диапазона объемного расхода среды от перепада давления.

курсовая работа , добавлен 04.02.2011


Особенности приведения газов к стандартным условиям. Сущность измерения объема газов. Применимость, достоинства и недостатки различных методов оценки их расхода для коммерческого учёта. Устройство расходомеров различных конструкций и их сравнение.

курсовая работа , добавлен 06.04.2015


Методика выполнения измерений. Особенности оценки объема и расхода газа с помощью сужающих устройств. Турбинные и ротационные счетчики газа. Узлы коммерческого учета. Принцип действия квантометра. Основы статистической обработки результатов измерений.

курсовая работа , добавлен 06.04.2015


Расчет потерь напора на трение в данном отрезке трубы, потерь давления на трение в трубах в магистралях гидропередачи, при внезапном расширении трубопровода. Определение необходимого диаметра отверстия диафрагмы, расхода воды в трубе поперечного сечения.

контрольная работа , добавлен 30.11.2009


Классификация складов. Технологическая схема загрузки бункеров скребковым транспортером, направления ее автоматизации. Расчет измерительных схем автоматических электронных потенциометра и сужающего устройства расходомера по переменному перепаду давления.

курсовая работа , добавлен 25.10.2009


Расчёт рабочих, геометрических параметров и выбор насоса, типоразмеров элементов гидропривода. Определение расхода рабочей жидкости проходящей через гидромотор. Характеристика перепада и потерь давления, фактического давления насоса и КПД гидропривода.

курсовая работа , добавлен 17.06.2011


Анализ технологического объекта как объекта автоматизации. Выбор датчиков для измерения температуры, давления, расхода, уровня. Привязка параметров процесса к модулям аналогового и дискретного вводов. Расчет основных параметров настройки регулятора.

дипломная работа , добавлен 04.09.2013


Проект теплоснабжения промышленного здания в г. Мурманск. Определение тепловых потоков; расчет отпуска тепла и расхода сетевой воды. Гидравлический расчёт тепловых сетей, подбор насосов. Тепловой расчет трубопроводов; техническое оборудование котельной.

курсовая работа , добавлен 06.11.2012


Современные требования к приборам для измерения расхода жидкости. Камерные преобразователи расхода без движущихся разделительных элементов. Схема зубчатого счетчика с овальными шестернями. Камерный преобразователь расхода с эластичными стенками.