利用Turbo C 2.0编程软件实现孔板流量计的计算

2006年11月16日 13:19来源：烟台勾股通信技术有限公司 >>进入该公司展台人气：1607

一、 C语言的起源
C 语言是1972年由美国的Dennis Ritchie设计发明的, 并在UNIX操作系统的 DEC PDP-11 计算机上使用。它由早期的编程语言 BCPL( Basic Combind Programming Language) 发展演变而来。在1970年, AT&T 贝尔实验室的 Ken Thompson根据BCPL语言设计出较*的并取名为 B的语言, zui后导了C 语言的问世。随着微型计算机的日益普及, 出现了许多C 语言版本。由于没有统一的标准, 使得这些C 语言之间出现了一些不一致的地方。为了改变这种情况, 美国国家标准研究所(ANSI)为C 语言制定了一套ANSI标准, 成为现行的C语言标准[1]。
二、C 语言的特点
C 语言发展如此迅速, 而且成为的语言之一, 主要因为它具有强大的功能。许多的系统软件, 如DBASE Ⅲ PLUS、DBASE Ⅳ 都是由C 语言编写的。用C 语言加上一些汇编语言子程序, 就更能显示C 语言的优势了, 象PC- DOS 、WORDSTAR等就是用这种方法编写的。归纳起来C 语言具有下列特点:
1. C是中级语言
它把语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。C 语言可以象汇编语言一样对位、字节和地址进行操作, 而这三者是计算机zui基本的工作单元。
2. C是结构式语言
结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化, 即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰, 便于使用、维护以及调试。C 语言是以函数形式提供给用户的, 这些函数可方便的调用, 并具有多种循环、条件语句控制程序流向, 从而使程序*结构化。
3. C语言功能齐全
C 语言具有各种各样的数据类型, 并引入了指针概念, 可使程序效率更高。另外C 语言也具有强大的图形功能, 支持多种显示器和驱动器。而且计算功能、逻辑判断功能也比较强大, 可以实现决策目的。
4. C语言适用范围大
C 语言还有一个突出的优点就是适合于多种操作系统, 如DOS、UNIX,也适用于多种机型[1]。
三、 Turbo C 2.0集成编程环境
Turbo C 2.0安装在硬盘特定的目录下，如“D：\ TC(下依次为例)，可再以章为单位建立下级目录，如D1、D2。DOS下键入TC↙（回车）*次运行。

进入 Turbo C 2.0集成编程界面。（注：*次进入Turbo C 2.0集成编程界面时，需要对Turbo C 2.0集成编程界面进行必要的设置。按下F10键激活菜单，进入Options子菜单，有7项。第4项Directories中。修改3处：“Include directories:：D：\ TC \ TC20 \ INCLUDE”，“Library directories：D：\ TC \ TC20 \ LIB”，“Turbo C directory：D：\ TC \ TC20 ”。按ESC键退回。选择“Save options”，在“Config File”窗口中选择“D：\ TC \ TC20 \ TCCONFIG.TC “，覆盖存盘。zui后还提醒一点：FILES中的Change dir(改变当前目录)中应设置为当前程序所在目录。）
四、利用Turbo C 2.0编程软件编写孔板流量计孔径的计算程序
求：20℃情况下孔板节流孔直径d20
已知条件：
质量流量Qmax,Qcom,Qmin(kg/h)；操作密度M (kg/m3)；动力黏度N (mPa•s)； 20℃情况下工艺管道内径D20（m）；正常操作压力P MPa(G)；正常操作温度T (℃)；管道材质的线膨胀系数rD；孔板材质的线膨胀系数rd ；
通过计算后所得的数据：
正常操作温度T情况下工艺管道内径D（m）；雷诺数ReD；计算差压上限值CPcom 和CPmax；
计算A2[2] ；计算孔板流量计的流出系数C[2]
在知道了相应的工艺条件后，下面我就利用Turbo C 2.0编程软件编写孔板流量计孔径的计算程序。首先，在开始前，我还要先介绍一下Turbo C 2.0相关的几个基本函数，然后通过应用这些函数来编写孔板流量计孔径的计算程序。
1 数学函数

2 由上面的已知条件和Turbo C 2.0的数学函数，通过Turbo C 2.0编程软件编写孔板流量计孔径的计算程序如下：
#Include
main()
{ int n;
const float pai=3.141592653289;
const float b0=0.500000;
const float C0=0.606000;
float Qmax,Qcom,Qmin,M,N,D20,rD,rd,T=0.0,b,D,ReD,CPmax,CPcom,A2,
L,C,C1,b1,b2,d,d20;
printf("Qmax,Qcom,Qmin,M,N,D20,rD,rd,T=\n");
scanf("%f%f%f%f%e%f%e%e%f",&Qmax,&Qcom,&Qmin,&M,&N,&D20,&rD,&rd,&T);
/*输入已知的工艺参数*/
D=D20*(1+rD*(T-20));
ReD=4*Qcom/(3600*pai*N*D);
CPcom=pow(4*Qcom*sqrt(1-pow(b0,4))/(3600*pai*b0*b0*D*D*C0),2)*1/(2*M);
CPmax=CPcom*pow((Qmax/Qcom),2);
A2=4*Qcom/(3600*pai*D*D*sqrt(2*25e3*M));
printf("CPcom=%6.10f\n",CPcom);
printf("CPmax=%6.10f\n",CPmax);
if(ReD>2e5) /*利用Turbo C的if判断语句对雷诺数进行判断计算*/
{b=pow(1+pow((0.60/A2),2),-0.25);}
if(ReD<2e5)
{b=pow(1+pow((0.60/A2+0.06),2),-0.25);}
L=0.0254/D;
C=0.5961+
0.0261*pow(b,2)-
0.216*pow(b,8)+
0.000521*pow(((pow(10,6)*b)/ReD),0.7)+
((0.0188+0.0063*pow((19000*b/ReD),0.8)))*pow(b,3.5)*pow((pow(10,6)/ReD),0.3)+
(0.043+0.080*exp(-10*L)-0.123*exp(-7*L))*(1-0.11*pow((19000*b/ReD),0.8))*
(pow(b,4)/(1-pow(b,4)))-
0.031*(2*L/(1-b)-0.8*pow(2*L/(1-b),1.1))*pow(b,1.3);
b1=pow(1+pow((C/A2),2),-0.25);
C1=0.5961+
0.0261*pow(b1,2)-
0.216*pow(b1,8)+
0.000521*pow(((pow(10,6)*b1)/ReD),0.7)+
((0.0188+0.0063*pow((19000*b1/ReD),0.8)))*pow(b1,3.5)*pow((pow(10,6)/ReD),0.3)+
(0.043+0.080*exp(-10*L)-0.123*exp(-7*L))*(1-0.11*pow((19000*b1/ReD),0.8))*
(pow(b1,4)/(1-pow(b1,4)))-
0.031*(2*L/(1-b1)-0.8*pow(2*L/(1-b1),1.1))*pow(b1,1.3);
b2=pow(1+pow((C1/A2),2),-0.25);
for(n=2;fabs(b2-b1)>1.0e-10;n++) /*利用Turbo C的for循环语句进行迭代计算*/
{
b=b1;
C=0.5961+
0.0261*pow(b,2)-
0.216*pow(b,8)+
0.000521*pow(((pow(10,6)*b)/ReD),0.7)+
((0.0188+0.0063*pow((19000*b/ReD),0.8)))*pow(b,3.5)*pow((pow(10,6)/ReD),0.3)+
(0.043+0.080*exp(-10*L)-0.123*exp(-7*L))*(1-0.11*pow((19000*b/ReD),0.8))*
(pow(b,4)/(1-pow(b,4)))-
0.031*(2*L/(1-b)-0.8*pow(2*L/(1-b),1.1))*pow(b,1.3);
b1=pow(1+pow((C/A2),2),-0.25);
C1=0.5961+
0.0261*pow(b1,2)-
0.216*pow(b1,8)+
0.000521*pow(((pow(10,6)*b1)/ReD),0.7)+
((0.0188+0.0063*pow((19000*b1/ReD),0.8)))*pow(b1,3.5)*pow((pow(10,6)/ReD),0.3)+
(0.043+0.080*exp(-10*L)-0.123*exp(-7*L))*(1-0.11*pow((19000*b1/ReD),0.8))*
(pow(b1,4)/(1-pow(b1,4)))-
0.031*(2*L/(1-b1)-0.8*pow(2*L/(1-b1),1.1))*pow(b1,1.3);
b2=pow(1+pow((C1/A2),2),-0.25);
}
printf("C1=%6.10f\n",C1); /*输出计算孔板流量计的流出系数C1*/
printf("b2=%6.10f\n\n",b2); /*输出计算孔板流量计的直径比b2*/
d=D*b2;
d20=d/(1+rd*(T-20));
printf("d20=%6.10f\n\n",d20);
/*输出计算孔板流量计在20℃情况下孔板节流孔直径d20*/
}
以上就是计算孔板流量计孔径的计算程序。通过此程序可以很快的计算出孔板流量计在20℃情况下孔板节流孔孔径的大小。
五应用
实例一：
① 被测流体：水；
② 流体流量：zui大流量Qmax＝500t/h;正常流量Qcom＝400t/h;zui小流量Qmin＝200t/h

③ 正常操作压力：P＝14.6 MPa(G)；
④ 正常操作温度：T＝220 ℃；
⑤ 20℃情况下工艺管道内径：D20＝233㎜；
⑥ 管道材质的线膨胀系数：rD＝11.16e-6㎜/㎜•℃；
⑦ 孔板材质的线膨胀系数:rd=16.60e-6 ㎜/㎜•℃；
⑧ 操作密度：M＝850.9082 (kg/m3)；
⑨ 动力黏度：N＝0.124 (mPa•s) ；
按下Ctrl+F9运行计算程序：（注意单位换算）
要求输入已知的工艺参数：Qmax, Qcom, Qmin, M, N, D20, rD, rd, T =
500000 400000 200000 850.9082 124e-6 .233 11.16e-6 16.60e-6 233↙(回车)
经过程序的运算得到如下的结果：（按下Alt+F5查看结果）
CPcom=166259.4432591512
CPmax=257980.3725675625
C1=0.6023605334
b2=0.5024122240
d20=0.116966338
实例二：
① 测流体：汽油；
② 流体流量：zui大流量Qmax＝40000 kg/h;正常流量Qcom＝31250 kg/h;
zui小流量Qmin＝20000 kg/h

③ 正常操作压力：P＝0.80 MPa(G)；
④ 正常操作温度：T＝40 ℃；
⑤ 20℃情况下工艺管道内径：D20＝102㎜；
⑥ 管道材质的线膨胀系数：rD＝11.16e-6㎜/㎜•℃；
⑦ 孔板材质的线膨胀系数:rd=16.60e-6 ㎜/㎜•℃；
⑧ 操作密度：M＝720 (kg/m3)；
⑨ 动力黏度：N＝0.3000 (mPa•s) ；
按下Ctrl+F9运行计算程序：（注意单位换算）
要求输入已知的工艺参数：Qmax, Qcom, Qmin, M, N, D20, rD, rd, T =
40000 31250 20000 720 300e-6 .102 11.16e-6 16.60e-6 40↙(回车)
经过程序的运算得到如下的结果：（按下Alt+F5查看结果）
CPcom=31982.3496093750
CPmax=52399.8828125000
C1=0.6041094065
b2=0.5007327199
d20=0.051069240
实例三：
① 测流体：碱液；
② 流体流量：zui大流量Qmax＝6000 kg/h;正常流量Qcom＝5000 kg/h;
zui小流量Qmin＝3000 kg/h

③ 正常操作压力：P＝0.65 MPa(G)；
④ 正常操作温度：T＝40 ℃；
⑤ 20℃情况下工艺管道内径：D20＝52㎜；
⑥ 管道材质的线膨胀系数：rD＝11.16e-6㎜/㎜•℃；
⑦ 孔板材质的线膨胀系数:rd=16.60e-6 ㎜/㎜•℃；
⑧ 操作密度：M＝1112 (kg/m3)；
⑨ 动力黏度：N＝2.0000 (mPa•s) ；
按下Ctrl+F9运行计算程序：（注意单位换算）
要求输入已知的工艺参数：Qmax, Qcom, Qmin, M, N, D20, rD, rd, T =
6000 5000 23000 1112 2000e-6 .052 11.16e-6 16.60e-6 40↙(回车)
经过程序的运算得到如下的结果：（按下Alt+F5查看结果）
CPcom=7848.1137695312
CPmax=11301.2841796875
C1=0.6153961420
b2=0.5284164548
d20=0.027457322
六：结束语
通过上述实例对孔板流量计孔径的计算程序进一步的做了验证，可以得到如下结论：一，利用此程序可以的计算出不同介质、不同温度、不同流量等条件下的孔板流量计孔径的大小；二：利用此程序计算孔板流量计孔径的特点是快速，简单、计算量小；三：利用此程序为今后的设计提供了一套有序的计算方法。

关键词：操作系统显示器

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