Расчет сужающих устройств в программе КИП и А

Общие положения

Блок расчета сужающих устройств (СУ) для измерения расхода среды впервые добавлен в программу КИП и А в версии 1.12, и будет совершенствоваться далее по мере развития программы и учета креативных замечаний ⁄ пожеланий пользователей программы.

Полностью основан на материалах ГОСТ 8.586.1-5-2005.

Расчеты абсолютно прозрачны, промежуточные результаты расчета выводятся в удобный отчет в виде WEB страницы. Примеры отчетов представлены в таблице:

Блок расчета сужающих устройств вызывается из списка главного меню при выбора пункта «Сужающие устройства». При этом появляется доступный перечень типов сужающих устройств для расчета расхода среды – диафрагмы, сопла ИСА 1932, эллипсные сопла и сопла Вентури. На рисунке 1 видно, что каждый тип сужающего устройства в свою очередь содержит виды сред, для которых производятся вычисления расхода. После выбора нужного типа СУ и измеряемой среды, появляется новое окно – карточка сужающего устройства для измерения расхода выбранной среды.

На рисунке 2 показано, что в качестве сужающего устройства выбрана диафрагма, а среда – природный газ.

Рисунок 1
Меню выбора типа сужающего устройства для расчета

Рисунок 2
Карточка сужающего устройства (диафрагма, природный газ)

При открытии карточки СУ, она заполняется предустановленными входными данными для данного типа сужающего устройства и измеряемой среды.
Расчет расхода при этом производится автоматически.

Необходимые данные для расчета расхода измеряемой среды

Для того, чтобы рассчитать сужающее устройство для расхода измеряемой среды, необходимо знать конструктивные особенности СУ и параметры среды, расход которой рассчитывается.
Подробно это описано в ГОСТ 8.586.1-5-2005, а кратко:

Конструктивные особенности устройства:

• Диаметр сужающего устройства - d при температуре 20° – Измеряется или берется из паспортных данных на сужающее устройство.
• Диаметр измерительного трубопровода - D при температуре 20° – Измеряется или берется из паспортных данных на сужающее устройство.
• Материал сужающего устройства – сталь СУ – Паспортные данных на сужающее устройство.
• Материал измерительного трубопровода – сталь ИТ – Паспортные данных на сужающее устройство.
• Конструкция измерительного трубопровода – Паспортные данных на сужающее устройство.

• Начальный радиус кромки диафрагмы [r_н] – Измеряется. Для новой принимаем 0,04 мм
• Время эксплуатации диафрагмы с момента определения [r_н] (лет)
• Способ отбора давления – (угловой, трехрадиусный, фланцевый)

Параметры измеряемой среды:

• Температура среды – предполагается или измеряется.
• Атмосферное давление - предполагается или измеряется. Обычно 100 кПа.
• Избыточное давление среды на входе сужающего устройства (то, что показывает манометр) - предполагается или измеряется.
• *Динамическая вязкость – измеряется или вычисляется по таблицам ГСССД.
• *Плотность в рабочих условиях (жидкость, пар) - вычисляется по таблицам ГСССД.
• *Плотность в стандартных условиях (газ, смеси) - вычисляется по таблицам ГСССД.
• *Показатель адиабаты (пар, газ) - вычисляется по таблицам ГСССД.
• *Коэффициент сжатия (газ, смеси) - вычисляется по таблицам ГСССД.

(*) Для большинства популярных сред, параметры отмеченные звездочкой можно найти в учебном пособии: В.Г. Зезин, В.А. Лазуков «ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА СПЛОШНЫХ СРЕД МЕТОДОМ ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ». Также, для расчета расхода пара и воды, в версии программы «КИП и А Professional» эти параметры расчитываются автоматически.

Работа с программой

Как уже было сказано выше, при открытии какой либо карточки сужающего устройства, она заполняется предустановленными данными из базы данных, которые нельзя удалить, или изменить в базе данных. Зато можно редактировать, сохранить под другим именем, дублировать, а потом открывать, закрывать и менять как угодно.

После заполнении данными карточки, сразу же происходит расчет сужающего устройства и формируется отчет, который можно посмотреть выбрав соответствующее действие из меню карточки СУ.

Можно посчитать расход измеряемой среды, в зависимости от перепада давления, параметров среды и конструкции сужающего устройства, а можно и наоборот,- посчитать обратно перепад давления на СУ в зависимости от расхода и параметров среды и конструкции.
Такая гибкость обеспечивается тем, что расчет сразу же производится при изменении какого либо параметра и нажатии кнопки ВВОД (на клавиатуре), или при изменении параметров сужающего устройства в списке выбора значений.

Итак:

• При редактировании перепада давления на СУ, параметра среды, конструкции СУ – рассчитывается расход среды.
• При редактировании параметра расхода – рассчитывается перепад давления на СУ.

Посмотрим на рисунки ниже:

Рисунок 3
Меню карточки сужающего устройства

Рисунок 4
Список сохраненных расчетов

На рисунке 3 показано меню карточки сужающего устройства. Оно имеет пункты:

• Посмотреть отчет – просмотр параметров расчета, подробное описание всех входных, промежуточных и рассчитанных величин. Имеет форму WEB страницы.
  Примеры отчетов, формируемых программой приводились вначале статьи.
• Справка он-лайн – вызов справки которую Вы сейчас смотрите
• Открыть – открывается окно списка сохраненных отчетов, показанное на рисунке 4.
• Сохранить – сохраняет редактируемую карточку сужающего устройства. (Кроме предустановленной)
• Сохранить как - сохраняет карточку сужающего устройства с редактируемыми параметрами под другим именем. Но сохраненная карточка не становится при этом активной. Ее сначала нужно открыть, вызвав окно показанное на рисунке 4.

Необходимо отметить, что если нарушаются границы применения условий расчета (конструктивные СУ, параметры измеряемой среды), то после расчета выводится всплывающее предупреждение об ошибке, а в отчете соответствующее предупреждение красного цвета.