多功能动态模拟实验装置检测方法设计

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1、过程检测技术及仪表课程设计目录第一章绪论11.1工程背景11.2设计目的2第二章检测方法设计及依据32.1检测和控制的主要参数32.2污垢测量方法与测量原理32.2.1污垢测量方法32.2.2污垢测量原理3第三章参数检测与控制53.1实验管流体进出口温度以及水浴温度测量53.1.1仪表选用53.1.2仪表选用依据53.1.3产品参数及结构图63.1.4测量注意事项63.1.5误差分析63.2实验管壁温度测量73.2.1仪表选用73.2.2仪表选用依据73.2.3产品参数及结构图83.2.4测量注意事项93.2.5误差分析93.3水

2、位测量93.3.1仪表选用93.3.2仪表选用依据9II过程检测技术及仪表课程设计3.3.3产品参数及结构图103.3.4测量注意事项103.3.5误差分析113.4流量测量113.4.1仪表选用113.4.2仪表选用依据113.4.3产品参数及结构图123.4.4测量注意事项123.4.5误差分析123.5差压测量133.5.1仪表选用133.5.2仪表选用依据133.5.3产品参数及结构图133.5.4测量注意事项143.5.5误差分析14第四章课程设计新的体会15参考文献16II过程检测技术及仪表课程设计第一章绪论1.1工程

3、背景换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失，因而污垢问题成为传热学界和工业界十分关注而又至今未能解决的难题之一。污垢热阻可以通过清洁状态和受污染状态下总传热系数的测量而间接测量出来。实验研究或实际生产则常常要求测量局部污垢热阻，这可通过测量所要求部位的壁温表示。如图1-1所示的实验装置是东北电力大学节能与测控研究中心杨善让教授为首的课题组基于测量新技术—软测量技术开发的多功能实验装置。基于本实验装置，先后完成国家、东北电力公司、省、市多

4、项科研项目并获奖，鉴定结论为国际领先。目前承担国家自然科学基金、973项目部分实验工作。图1-1多功能动态模拟实验装置外形图本实验装置的模拟换热器是由恒温水浴作为热源加热实验管段（约2m），水浴温度由温控器、电加热管以及保温箱体构成。水浴中平行放置两实验管，独自拥有补水箱和集水箱，构成两套独立的实验系统。可以做平行样实验和对比实验。为获取水处理药剂的效果、强化换热管的污垢特性、污垢状态下强化管的换热效果等等，管内流体一般为人工配制的易结垢的高硬度水或是含有固体微粒等致垢物质。-18-过程检测技术及仪表课程设计1-恒温槽体；2-试验

5、管段；3-试验管入口压力；4-管段出口温度测点；5-管壁温度测点；6-管段出口温度测点；7-试验管出口压力；8-流量测量；9-集水箱；10-循环水泵；11-补水箱；12-电加热管图1-2试验装置流程图1.2设计目的能源对于一个国家的经济发展具有决定性的影响。在我国，火力发电是电力工业的主要组成部分，火力发电量约占总发电量的70%左右，而换热器是火力发电厂的重要设备之一。换热器污垢的存在给广泛应用于火力发电厂的换热器造成极大的经济损失，因此对污垢的监测就显得尤为重要。1、测出管道换热面有垢一侧的污垢热阻，能够方便监视管道状态、发现危

6、险和及时报警，使系统运行更可靠，同时也能推算出工质含杂质量，为除杂质提供参考。2、通过对各种测量方法的思考及各种资料的查阅，加深对本门课程的认识。3、在设计过程中使学习能力、思维能力、动手能力、工程创新能力和承受挫折能力都得到综合提高，增强就业竞争力和工作适应力。-18-过程检测技术及仪表课程设计第二章检测方法设计及依据2.1检测和控制的主要参数温度：包括实验管流体进口（20~40℃）、出口温度（20~80℃），实验管壁温（20~80℃）以及水浴温度（20~80℃）。水位：补水箱上位安装，距地面2m，其水位要求测量并控制循环水泵，

7、以适应不同流速的需要，水位变动范围200mm~500mm。流量：实验管内流体流量需要测量，管径Φ25mm，流量范围0.5~。差压：由于结垢导致管内流动阻力增大，需要测量流动压降，范围为0~50mm水柱。2.2污垢测量方法与测量原理2.2.1污垢测量方法按对沉积物的监测手段分有：热学法和非传热量的污垢监测法。热学法中又可分为热阻表示法和温差表示法两种；非传热量的污垢监测法又有直接称重法、厚度测量法、压降测量法、放射性技术、时间推移电影法、显微照相法、电解法和化学法。这些监测方法中，对换热设备而言，最直接而且与换热设备性能联系最密切的

8、莫过于热学法。2.2.2污垢测量原理表示换热面上污垢沉积量的特征参数有：单位面积上的污垢沉积质量，污垢层平均厚度和污垢热阻。这三者之间的关系由下式表示：（2-1）-18-过程检测技术及仪表课程设计图2-1清洁和有污垢时温度分布及热阻通常测量污垢热阻