МУ КИП № 3 Расход 20 стр. Методические указания к выполнению расчетов по дисциплине

• Название: Методические указания к выполнению расчетов по дисциплине
• Дата: 06.05.2023
• Размер: 455.08 Kb.
• Имя файла: МУ КИП № 3 Расход 20 стр.docx
• Тип: Методические указания; #1112327
• страница: 1 из 5

Федеральное агентство по рыболовству

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Астраханский государственный технический университет»

Система менеджмента качества в области образования, воспитания, науки и инноваций

сертифицирована DQS по международному стандарту ISO 9001:2015


ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА

Кафедра «Технологические машины и оборудование»
ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА

Методические указания к выполнению расчетов
по дисциплине

«Измерительные приборы нефтегазовых производств»

для бакалавриата направления 21.03.01 - Нефтегазовое дело

Астрахань 2019

Составили:
Путилин Сергей Анатольевич, к.т.н., доцент кафедры «Технологические машины и оборудование»;

Петровичев Олег Александрович, к.т.н., доцент кафедры «Технологические машины и оборудование»;

Бочкова Наталья Александровна, старший преподаватель кафедры «Технологические машины и оборудование»


Рецензент:
Семенов Александр Евгеньевич, к.т.н., доцент кафедры «Теплоэнергетика и холодильные машины».

Методические указания предназначены студентам всех форм обучения по направлению подготовки 21.03.01 - Нефтегазовое дело, профили подготовки:

- Бурение нефтяных и газовых скважин;

- Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти;

- Эксплуатация и обслуживание объектов транспорта и хранения нефти,

и содержат: краткие теоретические сведения, задания к расчету, его содержание и оформление, а также порядок отчетности.


Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Технологические машины и оборудование» 21.01.19, протокол № 1

СОДЕРЖАНИЕ


1. Вводная часть…………………..….…………..……………….…...….….4

2. Измерение расхода………………………………………………….…….4

3. Расходомеры переменного перепада давления ………………….……6

4. Расходомеры постоянного перепада давления………………………..9

5. Электромагнитные расходомеры………………………………………12

6. Ультразвуковые расходомеры..…………………………………....…..14

7. Тахометрические расходомеры………………..…………………..…..16

8. Контрольные вопросы………………………….……………..………..18

9. Требования к оформлению работы……………………………………..18

10. Отчетность………………………………………………………….….18

11. Список рекомендуемой литературы………………………………….19
Наименование раздела стр
1. Вводная часть

В промышленности и, в частности, нефтяной и газовой зачастую необходимо измерять количество вещества, проходящего через объект. Количество вещества, проходящее через определенное сечение можно измерять в кг/с (массовый расход) и м³/с (объемный расход).
2. Измерение расхода.

Расходом вещества обычно называют количества вещества (массы или объёма), проходящее через определенное сечение канала (трубопровода) в единицу времени. Единицы измерения расхода могут быть объёмные (м³/ч, м³/мин) и массовые (кг/ч, т/ч). Объёмный расход можно найти из формулы: ,

а массовый, соответственно .

Перепад давления ΔP, образующийся в комбинированной напорной трубке, равен динамическому напору. Скорость , соответствующая этому перепаду, определяется из уравнения

(1)

В зависимости от принципа действия прибора для измерения расхода вещества их можно разделить на следующие группы: расходомеры переменного перепада давления; расходомеры постоянного перепада давления;

- электромагнитные расходомеры; тахометрические расходомеры; ультразву-ковые расходомеры.
Задача* 1.

По трубе диаметром D(мм) движется поток жидкости со средней скоростью υ (м/с). Определите массовый расход жидкости, если ее плотность – (кг/м³).Варианты индивидуальных заданий приведены в табл. 1.

Таблица 1

Варианты индивидуальных заданий

№ варианта	D, мм
1	150	10	850
2	32	1,5	1505
3	500	24	1020
4	100	3	780
5	200	5	791
6	25	0,85	730

См. продолжение таблицы 1

______________________________________________

*Примечание. Задачи (здесь и далее) разработаны Ю.К. Атрошенко, Е.В. Ивановой (Томский политехнический университет).
Продолжение таблицы 1

№ варианта	D, мм
7	800	44	875
8	1200	50	3120
9	50	1	1010
10	160	2,3	1060
11	80	1,8	1000
12	300	18	72
13	225	15	861
14	65	6	147
15	600	21	1260
16	110	4	1150
17	40	0,9	820
18	250	17	8550
19	1000	41	925
20	400	22	1065

Задача 2

Определите расход дымовых газов через цилиндрический трубопровод, если перепал давления на напорной трубке (кгс/м²). Диаметр трубопровода – D(мм), коэффициент трубки - , плотность газов - (кг/м³). Варианты индивидуальных заданий приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Варианты индивидуальных заданий

№ варианта	, кгс/м2	D, мм
1	50	300	0,98	1,25
2	49,5	225	0,97	1,98
3	50,5	65	0,96	1,3042
4	51	600	0,95	2,9
5	49	110	0,94	2,57
6	50,2	40	0,975	0,77
7	49,8	250	0,965	1,78
8	50,9	1000	0,955	1,17
9	49,1	400	0,945	2,99
10	50,1	150	0,6	2,67
11	49,7	32	0,7	2,7
12	50,6	500	0,8	0,09
13	49,3	100	0,65	3,66
14	50,8	200	0,75	5,79
15	49,2	25	0,942	3,48
16	50,25	800	0,972	3,66
17	49,4	1200	0,72	1,54
18	49,9	50	0,62	5,81
19	50,3	160	0,947	1,53
20	49,6	80	0,64	1,29

3. Расходомеры переменного перепада давления

Метод измерения расхода по перепаду давления на сужающих устройствах(СУ) основан на зависимости перепада давления на неподвижных сужающем устройстве, устанавливаемом в трубопроводе, от расхода измеряемой среды. Создаваемый перепад давления измеряется преобразователем разности давлений. Такой метод используется для измерения расхода пара, газа и жидкостей в трубопроводах диаметром свыше 300 мм.

Уравнение, связывающее перепад давления и величину расхода, называется уравнением расхода и имеет вид:

, (2)

где: K - постоянный для данной диафрагмы коэффициент;

– перепад давления на сужающем устройстве, кгс/м².

Основные расчетные уравнения расхода вещества, протекающего через сужающее устройство, имеет вид:

-для объёмного расхода, м³/ч:

(3)

- для массового расхода, кг/ч:

(4)

где: - коэффициент расхода; -поправка на расширение измеряемой среды; m- модуль сужающего устройства; D - внутренний диаметр трубопровода, мм; - плотность измеряемой среды, кг/м³.

Широкое распространение получили стандартные сужающие устройства -диафрагмы, сопла, сопла Вентури. Такие СУ нормализованы и могут применяться в комплекте с преобразователями разности давлений по результатам расчета без индивидуальной градуировки. При этом в процессе установки и эксплуатации сужающих устройств должны наблюдаться требования к месту их установки.

При выборе места установки СУ необходимо, чтобы участки трубопровода до и после СУ были прямыми, так как различные местные гидравлические сопротивления (колена, тройники, вентили, задвижки) приводят в искажение профиля скоростей по сечению потока и, следовательно, влияют на коэффициент расхода. Поэтому проверяют соблюдение требований к установке СУ – достаточность длины прямых участков трубопроводов перед СУ L₁ иL₂. Необходимые длины прямых участков трубопроводов перед СУ приведены в табл. 3.

Таблица 3

Необходимые длины прямых участков для местных сопротивлений, установленных перед сужающим устройством

m	Значение L1/D для местных сопротивлений
	Группы колен		Задвижки	Шаровые клапана	Расши- рения	Колена, тройники
	в разных плоскостях	в одной плоскости
0,05	34	14	12	18	16	10
0,10	34	16	12	18	16	10
0,12	36	18	12	20	16	14
0,20	38	18	12	20	17	14
0,25	40	20	12	22	18	14
0,30	44	22	14	24	20	16
0,35	48	26	14	26	22	18
0,40	54	32	16	28	25	22
0,50	62	36	20	32	30	28
0,55	70	42	24	36	38	36
0,64	80	50	30	44	54	46

При измерении расхода всяких жидкостей, загрязненных жидкостей и газов, а также при малых значениях числа Рейнольдса используются специальные СУ – сдвоенные диафрагмы, сопло с профилем в четверть круга, сегментные диафрагмы и др.