В.3 Расчет диаметра отверстия СУ

Расчет диаметра отверстия СУ может быть выполнен по следующим исходным данным:

- q_{m min}, q_{m max} ∆ p_в , p, T, ρ, μ, для газа дополнительно - к;

- D, R _ш, для диафрагм - начальное значение радиуса входной кромки диафрагмы и межконтрольный интервал диафрагмы [см. ГОСТ 8.586.2 (подпункт 5.3.2.4)].

Расчет выполняют в следующей последовательности:

а) для газов проверяют выполнение неравенства:

∆ p _в = 0, 25 p. (B.10)

Если неравенство (В.10) не выполняется, то расчет прекращают, так как измерение расхода среды при таком режиме невозможно, или выбирают другой верхний предел измерений перепада давления, удовлетворяющий неравенству (В. 10);

б) по данным соответствующей части комплекса стандартов [см. ГОСТ 8.586.2 (пункт 5.3.1), ГОСТ 8.586.3 (подпункты 5.1.6.1, 5.2.6.1, 5.3.4.1), ГОСТ 8.586.4 (пункты 5.5.2, 5.5.3, 5.5.4)] определяют значения верхней границы Re_B и нижней границы Re_в диапазона допускаемых значений Re для выбранного типа СУ;

в) рассчитывают значения верхней границы Re_max и нижней границы Re_min рабочего диапазона значений Re по формулам:

и проверяют выполнение неравенств:

Re_в ≥ Re_max; (B.11)

Re_н ≤ Re_min. (B.12)

Если неравенства (В.11) и (В.12) не выполняются, то расчет прекращают или выбирают другой тип СУ, для которого неравенства (В.11) и (В.12) выполняются;

г) рассчитывают значение вспомогательной величины А по формуле

(B.13)

д) используя соответствующую часть комплекса стандартов [см. ГОСТ 8.586.2 (пункт 5.3.1), ГОСТ 8.586.3 (подпункты 5.1.6.1, 5.2.6.1, 5.3.4.1), ГОСТ 8.586.4 (пункты 5.1.2, 5.1.3, 5.1.4)], определяют значения верхней границы β _в и нижней границы β _н диапазона допускаемых значений β для выбранного типа СУ;

е) рассчитывают значения вспомогательных величин В₁ и В₂ по формулам:

B₁ = E₁ C₁ K_ш1 K_п1 β ²_в ε ₁; (B.14)

В₂ = E₂ C₂ K_ш2 K_п2 β ²_нε ₂, (B.15)

где Е₁, Е₂ - коэффициенты скорости входа при β _в и β _н, соответственно;

С₁, - коэффициент истечения при Re_max и β _в;

С₂ - коэффициент истечения при Re_max и β _н;

К_п1 - поправочный коэффициент К_п для диафрагм при β _в (для остальных СУ К_п1 = 1);

К_п2 - поправочный коэффициент К_п для диафрагм при р_н (для остальных СУ К_п2 = 1);

К_ш1 - поправочный коэффициент К_ш при Re_max и β _в (для труб Вентури К_ш1 = 1);

К_ш2 - поправочный коэффициент К_ш при Re_max и β _н (для труб Вентури К_ш2 = 1);

ε ₁ - коэффициент расширения при β _в, ∆ р_в, к и р;

ε ₂ - коэффициент расширения при β _н> ∆ р_в> к и р.

Рассчитывают значения вспомогательных величин δ ₁ и δ ₂ по формулам:

δ ₁ = (B₁ - A)/A;

δ ₂ = (B₂ - A)/A;

Если величины δ ₁ и δ ₂ имеют одинаковый знак, то расчет прекращают, так как в диапазоне допускаемых значений δ не существует значения, удовлетворяющего исходным данным.

Если величины δ ₁ и δ ₂ имеют разные знаки, то расчет продолжают;

ж) относительно неизвестной величины δ решают следующее уравнение:

A = ECK _ш K _п β ²ε. (B.16)

Решение уравнения (В.16) может быть выполнено любым итерационным методом. При применении метода бисекции решение уравнения выполняют в следующей последовательности:

- рассчитывают значение р по формуле

Β = (β _в + β _н)/2; (B.17)

- для значения β рассчитывают значение вспомогательной величины В по формуле

В = Е С К_ш К_п, β ² ε, (B.18)

где расчет С и К _ш выполняют при Re_max, а значение е вычисляют при ∆ р _в, к и р;

- проверяют выполнение неравенства:

(B.19)

Если неравенство (В. 19) не выполняется, то рассчитывают новое значение β по формуле (В. 17), в которой, если выполняется неравенство В < А принимают β _н = β, рассчитанное на первом шаге итерации, в другом случае принимают β _в = β.

Для нового значения β по формуле (В.18) рассчитывают значение В и проверяют неравенство (В.19). Если неравенство не выполняется, то продолжают выбор новых значений β, используя для замены β _в и β _н в формуле (В.17) значение β, рассчитанное на предыдущем шаге итерации.

Выбор значений β осуществляют до выполнения неравенства (В.19);

и) для найденного значения β, используя соответствующую часть комплекса стандартов [см. ГОСТ 8.586.2 (пункт 5.3.1), ГОСТ 8.586.3 (подпункты 5.1.6.1, 5.2.6.1, 5.3.4.1), ГОСТ 8.586.4 (пункты 5.5.2, 5.5.3, 5.5.4)], определяют верхнее (Re_в) и нижнее (Re_н) значения допускаемого диапазона значений чисел Re и проверяют неравенства (В.11) и (В.12). Если неравенства выполняются, то значение р, рассчитанное в соответствии с перечислением ж), принимают как окончательное, в другом случае расчет диаметра отверстия СУ при заданных исходных данных невозможен;

к) используя значение β, найденное по перечислению ж), вычисляют диаметр отверстия СУ по формуле

d₂₀ = β D/K_су. (B.20)

Примечание - При расчете внутреннего диаметра отверстия диафрагмы дополнительно проверяют, что d ₂₀ находится в диапазоне допустимых значений [см. ГОСТ 8.586.2 (пункт 5.3.1)]. Если данное условие выполняется, то значение d ₂₀ считается найденным.