Расчет сужающего устройства

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Технические измерения и приборы»
на тему:
«Расчет сужающего устройства»

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3
1. Теоретическая часть……………………………………………………………4
1.1. Определение и классификация методов расхода…………………………..4
1.2. Расходомеры Переменного перепада давления…………………………….6
1.3. Требования к расходомерам и счетчикам…………………………………..8
1.4. Уравнение Бернулли ……………………………………..………………...13
2. Расчетная часть………………………………………………………………..18
Вывод..…………………………………………………………………………...34
Список литературы………………………………………………………………35
Приложение 1…………………………………………………………………….36
Приложение 2…………………………………………………………………….37


Введение
Измерение расхода протекающей по трубопроводу жидкости, газа или пара за определенный отрезок времени или в каждый данный момент имеет большое значение для учета нефтепродуктов, газа и пара при отпуске их, а также для контроля и регулирова­ния технологических процессов бурения, добычи, транспорта и переработки нефти и газа. Объем или масса нефти, воды и газа, добываемые из каждой скважины, является не только учетным фактором, но представляет собой важнейший параметр, по кото­рому определяют ход разработки нефтяного месторождения и геолого-техническое состояние данной скважины. Режим эксплуатации газокомпрессорной скважины определяется объемом вещества и давлением, под которым в нее подается рабочий агент.
Технологический процесс подготовки нефти на промыслах (обезвоживание, обессоливание и стабилизация) протекает при определенных расходах сырой нефти, воды и химического реагента, значение которых необходимо контролировать и регулировать. Метод поддержания пластового давления нефтяного месторождения законтурным и внутриконтурным заводнением предусматривает закачку в пласт через нагнетательные скважины больших объемов воды, учет которых для контроля процесса заводнения обязателен. Технологический процесс гидравлического разрыва пласта возможен только при непрерывном контроле расхода и объема жидкости, закачиваемой в пласт.
Измерение расхода сырья, полуфабрикатов, реагентов и целевых продуктов является важнейшим условием управления технологическим процессом переработки нефти и газа.

1. 
   Т еоретическая часть
   
   1. 
      Определение и классификация методов расхода
      

Большое разнообразие и сложность требований, предъявляемых к расходомерам и счетчикам, явилось причиной разработки и создания значительного числа разновидностей этих приборов. При выборе надо исходить из свойств измеряемого вещества, его параметров, а также обоснованности требований к точности измерения, учитывая при этом как степень важности удовлетворения тем или другим требованиям, ток и сложность измерительного устройства и условия его эксплуатации и поверки.
Приборы, основанные на гидродинамических методах:
- переменного перепада давления (с сужающими устройствами и напорные трубки);
- обтекания (ротаметры, поплавковые, поршневые, и с поворотным крылом);
- вихревые (струйные, вихревые).
Приборы с непрерывно движущимся телом:
- тахометрические (турбинные, камерные, барабанные, ротационные, мембранные объемные счетчики и др.);
- силовые (массомеры, в работе которых используется Кориолисов эффект, непосредственного взвешивания- щелевые или расходомеры постоянного уровня).
Приборы, основанные на различных физических явлениях:
-тепловые (калориметрические, с внешним нагревом, и термоанемометрические);
- акустические (ультразвуковые);
- электромагнитные;
- оптические (лазерно-доплеровские анемометры).
П риборы, основанные на особых методах:
- меточные;
- концентрационные.
Среди приборов, основанных на гидродинамических методах, исключительно широкое применение получили расходомеры с СУ, относящиеся к приборам переменного перепада давления. Для малых расходов жидкостей и газон служат ротаметры и поплавковые приборы, относящиеся к расходомерам обтекания. Весьма перспективны вихревые расходомеры.
Из приборов с непрерывно движущимся телом значительное применение находят различные разновидности тахометрических расходомеров: турбинные, шариковые и камерные (роторные, с овальными шестернями и др.), последние — в качестве счетчиков газа, нефтепродуктов и других жидкостей.
Среди разнообразных приборов, основанных на различных физических явлениях, чаще других применяют электромагнитные расходомеры для измерения расхода электропроводных жидкостей и ультразвуковые (разновидность акустических) для измерения жидкостей и частично газа. Реже встречаются тепловые для измерения малых расходов жидкостей и газов. [1]
1 .2. Расходомеры Переменного перепада давления
Одним из наиболее распространенных средств измерений расхода жидкостей и газов (паров), протекающих по трубопроводам, являются расходомеры переменного перепада давления, состоящие из стандартного сужающего устройства, дифманометра, приборов для измерения параметров среды и соединительных линий. В комплект расходомерного устройства также входят прямые участки трубопроводов до и после сужающего устройства с местными сопротивлениями.
Сужающее устройство расходомера является первичным измерительным преобразователем расхода, в котором в результате сужения сечения потока измеряемой среды (жидкости, газа, пара) образуется перепад (разность) давления, зависящий от расхода. В качестве стандартных (нормализованных) сужающих устройств, применяются измерительные диафрагмы, сопла, сопла
Вентури и трубы - Вентури. В качестве измерительных приборов применяются различные дифференциальные манометры, снабженные показывающими, записывающими, интегрирующими, сигнализирующими и другими устройствами, обеспечивающими выдачу измерительной информации о расходе в соответствующей форме и виде.[2]
Измерительная диафрагма представляет собой диск, установленный так, что центр его лежит на оси трубопровода. При протекании потока жидкости или газа (пара) в трубопроводе с диафрагмой сужение его начинается до диафрагмы. На некотором расстоянии за ней под действием сил инерции поток сужается до минимального сечения, а далее постепенно расширяется до полного сечения трубопровода. Перед диафрагмой и после нее образуются
зоны завихрения. Давление струи около стенки вначале возрастает из-за подпора перед диафрагмой. За диафрагмой оно снижается до минимума, затем снова повышается, но не достигает прежнего значения, так как вследствие трения и завихрений происходит потеря давления .
Таким образом, часть потенциальной энергии давления потока переходит в кинетическую. В результате средняя скорость потока в суженном сечении повышается, а статическое давление в этом сечении становится меньше статического давления перед сужающим устройством. Разность этих давлений (перепад давления) служит мерой расхода протекающей через сужающее устройство жидкости, газа или пара.



Давление по оси трубопровода, показанное штрихпунктирной линией, несколько отличается от давления вдоль стенки трубопровода только в средней части графика. Через отверстия производится измерение статических давлений до и после сужающего устройства.
В состав расходомера входят: преобразователь расхода, создающий перепад давления, дифференциальный манометр, измеряющий этот перепад, и соединительные трубки между преобразователем и дифманометром. В зависимости от принципа действия преобразователя расхода данные расходомеры подразделяются на шесть самостоятельных групп, внутри которых имеются конструктивные разновидности преобразователей (рис. 1).