Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине "проектирование автоматизированных систем управления непрерывными технологическими процессами" Часть I (стр. 10 из 10)
Выбор сужающего устройства выполняется исходя из свойств измеряемой среды (агрессивность, наличие взвешенных частиц, вызывающих повышенный износ сужающего устройства), чисел Рейнольдса для максимального и минимального расходов, допустимой потери давления в сужающем устройстве.
При выборе типа сужающего устройства учитываются следующие ограничения:
а) диафрагмы применяются для трубопроводов диаметром не менее 50 мм при условии 0,05
0,7 (m- модуль сужающего устройства) для незагрязненной среды;б) нормализованные сопла применяются для трубопроводов диаметром 50 мм при условии 0,05
0,65 для агрессивных и загрязненных сред;в) сопла Вентури применяются для трубопроводов Д
50 мм при 0,05 
0,6 когда необходима минимальная потеря давления в сужающем устройстве.При диаметре трубопровода менее 50 мм и малых расходах продуктов используются расходомеры постоянного перепада (ротаметры) и счетчики.
Расчет сужающих устройств выполняется на основании исходных данных, характеризующих измеряемый поток: максимального и минимального расходов, давления, температуры, плотности и вязкости измеряемого вещества, относительной влажности (для газа), внутреннего диаметра трубопровода, допустимой потери давления в сужающем устройстве при максимальном расходе, длины прямых участков трубопровода до и после сужающего устройства.
Для определения числа Рейнольдса (Re), характеризующего степень турбулентности потока, используются различные расчетные соотношения в зависимости от размерности физических величин, через которые вычисляется число Re. Так, если задан объемный расход Q0 [м3/ч], внутренний диаметр трубопровода Д [мм] и кинематическая вязкость
Основные расчетные формулы для определения диаметра отверстия сужащих устройств приведены в [22, с. 440-443] .
Так, например, для измерения расхода жидкости Q0 [м3/ч] диафрагмой с внутренним диаметром d в комплексе c мембранным дифманометром используются следующие расчетные соотношения:
где
- коэффициент расхода, зависящий от геометрической формы модуля сужающего устройства m и числа Рейнольдса Re измеряемого потока; 
- номинальный перепад давления дифманометра [кгс/м2]; 
- плотность измеряемой среды в рабочих условиях.Методика расчета сужающих устройств достаточно подробно изложена в [7, с. I25-I43; 45, с. 435-466 ], где показаны графики и номограммы для определения m=f(Re), =f(m ), приведены различные поправочные коэффициенты и примеры расчетов всех видов сужающих устройств для различных измеряемых сред.
Регулирующие органы (клапаны и заслонки) предназначены для поддержания заданного значения расходов различных сред (жидкостей, пара, газов). Для регулирования расходов твердых сред используются различного типа шиберы, вибропитатели и др.
Регулирующие клапаны подразделяются на одно- и двухседельные, шланговые клапаны средних расходов, односедельные клапаны малых расходов. Для регулирования больших расходов пара и газов используются поворотные заслонки.
Двухседельные клапаны применяют для регулирования жидкостей, паров и газов при относительно больших перепадах давлений в клапане. Вследствие того, что перепад давлений протекающего вещества в равной мере воздействует на верхнюю и нижнюю части затворного устройства клапана, возникающие усилия на штоке клапана уравновешиваются, что обеспечивает разгрузку клапана от одностороннего воздействия статического давления, что характерно для односедельн ых клапанов. Шланговые регулирующие клапаны применяют для регулирования расходов пульпы и веществ, содержащих твердые примеси, так как прямолинейность потока и отсутствие мертвых полостей предохраняет клапан этого типа от оседания в нем твердых частиц.
В задачу расчета регулирующих органов входит определение их пропускной способности, выбор диаметра условного прохода и определение пропускной характеристики, выражающей зависимость относительной пропускной способности от относительного хода штока регулирующего органа.
Методы расчета регулирующих органов в соответствии с ГОCT I6443-70 базируются на определении коэффициента пропускной способности
регулирующего органа, физический смысл которого может быть выяснен из зависимости расхода протекающей жидкости или газа G от перепада давления 
р в регулирующем органе; 
(П.2.1)(П.2.2)
где G - расход жидкости, кг/ч; Q - расход жидкости, м3/ч;
-удельный вес жидкости, г/см3.Коэффициент Кv численно равен расходу несжимаемой жидкости
= I гс/см3 при 
= 1 кг/см3. Значения условной пропускной способности Кv регулирующих клапанов и заслонок в зависимости от их типов и диаметров условных проходов Dy , а также максимально допустимые перепады давлений в регулирующих клапанах и заслонках приведены в [45, с. 470-472, табл. ХП-2 и ХП-3].Методика расчета регулирующих клапанов и заслонок [45, 0.467-491] предполагает определение Кvmax расчетного перепада давления в регулирующем проведение расчетов регулирухщих органов на кавитацию и вскипание. В [45, с. 486-491] приведены примеры расчета регулирующих органов для регулирования расходов воды, органе
р, учет вязкости жидкости на пропускную способность регулирующего органа, вязкой жидкости, водяного пара и пароводяной смеси.Программой курсового проекта предусматривается разработка алгоритмов и программ расчета регулирующих органов для различных сред и выполнение вручную контрольных примеров расчета.
Список литературы
1. Общеотраслевые руководящие методические материалы по созданию АСУТП. - М.: Финансы и статистика, 1982. - 86 с.
2. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической технологии. - М.: Химия, 1975. - 576 с.
3. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. Учебник для вузов- М.: Химия, 1985. - 448 с.
4. Ордынцев В.М. Математическое описание объектов автоматизации,
- М.: Машиностроение, 1965. - 360 с.
5. Скурихин В.И., Савустьяненко Э.И., Мекинян Ю.Г. Управление производственными процессами с непрерывным характером производства: Учеб. пособ. - К.: КПИ, 1986. - 108 с.
6. Ротач В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования. - М.: Энергия, 1973. - 440 с.
7. Глинков Г.М., Маковский В.А., Лотман С.Л. Проектирование систем контроля и автоматического регулирования металлургических процессов, - М.: Металлургия, 1970. - 412с.
8. Балакирев B.C., Дудников Е.Г., Цирлин A.M. Экспериментальное определение динамических характеристик промышленных объектов управления. - М.: Энергия, 1967. - 232 с.
9. Стефани Е.П. Основы расчета настройки регуляторов теплоэнергетических процессов. - М.: Энергия, 1972. - 376 с.
10. Мекинян Ю.Г., Адарюкова Н.Н. Труды НИИАвтоматика, № 4, I960.— С. 14-21.
11. Методические указания по моделированию систем автоматического управления на аналоговых вычислительных машинах, /Сост. Н.И.Голубни-чий, - К.; КПИ, 1979. - 64 с.
12. Статистические методы в инженерных исследованиях. /Под ред. Г.К.Круга.-М.: Высш. шк. - 1983. - 216 с.
13. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. - М.: Наука, 1965. - 340 с.
14. Емельянов С.В. Системы автоматического управления с переменной структурой. - М.: Наука, 1967. - 336 с.
15. Нетушил А.В. и др. Теория автоматического управления. - М.: Высш. шк., 1983. - 432 с.
16. Куропаткин П.В. Оптимальные и адаптивные системы. - М,: Высш. шк. I960. - 287 с.
17. Сборник задач и примеров по ТАУ / Под ред. А.В.Фатеева. - М.: Высш. ж. 1969. - 200 с.
18. Кубрак А.И. Расчет автоматических систем регулирований на микро-ЭВМ (расчет переходных процессов). Сб.: Химическая промыышлен-ность.-К.: Тэхника, 1987, вып. 46. с. 70-88.
19. Кубрак А.И. Расчет автоматических систем регулирования (аппроксимация динамических объектов путем обработки переходных процессов), Сб.: Химическая промышленность. Вып. 47,-К.: Тэхника. С.73-99.
20. Методические указания к лабораторной работе "Выбор комплекса технических средств локальной автоматики при проектировании АСУНТП/Сост. Ю.Г. Мекинян, В.А.Гомов, В.Т.Ткаленко. - К.: КПИ, 1989.
21. Клюев А. С., Глазов Б.В., Дубровский АД. Проектирование систем автоматизации технологических процессов Справ. пособ.—М.: Энергия. 1980. - 512 с.
22. Классификация АСУТП. Приборы и системы управления, 1970, №4. с. 10,11.
23. Захаров В.Н. Системы управления. - М.; Энергия, 1972, -344 с.
24. АСУ ТП /Под ред. Ю.С.Вадьденберга. - М.: Статистика. - I974,— 180 с.
25. Управляющие вычислительные машины в АСУ ТП, /Под ред. Т.Харрисона. -М.: Мир, 1975. - 530 с.
26. Аверин В.И., Иванов А.П. Выбор комплекса технических средств АСУ. - М.: Статистика, 1973. - 208 с.
27. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы Справ. пособ. / Под ред.Б.Д.Кошарского. - Л.: Машиностроение, 1976. -488 с.
28. Техника проектирования систем автотизации технологических процесоов. / Под ред. Л.И. Шипетина. -М.: Машиностроение, 1976.-496 с.
29. Расчет расходомеров по РД 50-213-80. Инструкция по заполнению входного документа. Госстандарт СССР, 1987. - 38 с.
30. Справочник проектировщика автоматизированных систем управления технологическими процессами. / Под. ред. Г.Л.Смилянского.
-М.: Машиностроение, 1983. - 527 с.