8.1.7.3 Отверстие диафрагмы должно быть цилиндрическим, а его ось должна быть перпендикулярна к входному торцу диафрагмы в пределах ± 0,5 °.
Результаты отдельных измерений диаметра отверстия не должны отличаться от среднего значения более чем на 0,05 %. Шероховатость поверхности Ra отверстия не должна быть более 10-5d.
8.1.8 Симметричные диафрагмы
8.1.8.1 Если диафрагма предназначена для измерений расхода сред, текущих в прямом и обратном направлениях, то выполняют следующие требования:
а) отверстие диафрагмы не должно иметь конической части;
б) оба торца диафрагмы должны соответствовать требованиям, приведенным для входного торца в 8.1.2;
в) толщина Ед диафрагмы должна быть равна длине цилиндрической части отверстия е согласно 8.1.4;
г) обе кромки отверстия должны соответствовать требованию для входной кромки, приведенному в 8.1.6.
8.1.8.2 Для диафрагмы с трехрадиусным отбором давления (8.2) предусматривают перед и за ней две группы отверстий для отбора давления, каждую из которых используют в соответствии с направлением потока.
8.2 Отверстия для отбора давления
8.2.1 Форма и диаметр отверстий для диафрагм с фланцевым и трехрадиусным отбором давления
8.2.1.1 Ось отверстия для отбора давления должна быть расположена на расстоянии l от плоскости соответствующего торца диафрагмы.
Расстояние до оси отверстия для отбора давления измеряют по образующей трубы с учетом толщины уплотнительных прокладок и (или) уплотнительного материала.
8.2.1.2 Диафрагма с трехрадиусным отбором давления (рисунок 4, а)
Рисунок 4 - Расположение отверстий для трехрадиусного и фланцевого способов отбора давления
Номинальное расстояние l1 до оси отверстия для отбора давления перед диафрагмой равно D и может находиться в пределах от 0,9D до 1,1D. Коэффициент истечения при этом не изменяется.
Номинальное расстояние l2 до оси отверстия для отбора давления за диафрагмой равно 0,5D и может находиться в следующих пределах, не вызывая изменения коэффициента истечения:
от 0,48D до 0,52D при ?? ?? 0,6;
от 0,49D до 0,5D при ?? > 0,6.
Расстояния l1 и l2 измеряют от входного торца диафрагмы.
8.2.1.3 Диафрагма с фланцевым отбором давления (рисунок 4, б)
Номинальное расстояние l1 перед диафрагмой от ее входного торца до оси отверстия для отбора давления равно .
Номинальное расстояние от выходного торца диафрагмы до отверстия для отбора давления за диафрагмой равно .
Расстояния l1 и должны находиться в следующих пределах, не вызывая изменения коэффициента истечения:
а) (25,4±0,5) мм при одновременном выполнении условий:
?? >0,6 и D < ;
б) (25,4±1) мм в остальных случаях, т.е. при ?? ?? 0,6 или
?? > 0,6 но ?? D ?? .
8.2.1.4 Оси отверстия для отбора давления и ИТ должны пересекаться под прямым углом в пределах ±3??.
8.2.1.5 В месте выхода в ИТ отверстие должно иметь круглое сечение. Кромки его должны быть заподлицо с внутренней поверхностью ИТ и, насколько возможно, острыми. Для исключения заусенцев на внутренних кромках отверстий допускается их притупление радиусом не более 1/10 диаметра отверстия для отбора давления.
Не допускаются неровности на внутренней поверхности соединительного отверстия, на кромках отверстия, просверленного в стенке ИТ, или на стенке ИТ вблизи отверстия для отбора давления.
8.2.1.6 Выполнение требований 8.2.1.4 и 8.2.1.5 может быть установлено внешним осмотром.
8.2.1.7 Диаметр отверстий для отбора давления должен быть не более 0,13D и не более . При определении диаметра отверстия учитывают возможность его засорения и необходимость обеспечения удовлетворительных динамических характеристик.
Отверстия для отбора давления перед СУ и за ним должны отличаться друг от друга не более чем на .
8.2.1.8 Отверстие для отбора давления должно быть круглым и цилиндрическим на длине, превышающей в 2,5 раза диаметр этого отверстия. Длину измеряют от внутренней стенки ИТ. Округлость и цилиндричность отверстия могут быть установлены внешним осмотром.
8.2.1.9 Для каждого СУ предусматривают, как минимум, одно отверстие для отбора давления перед СУ и одно - за ним.
Допускается применять несколько способов отбора давления на одной стандартной диафрагме.
Для исключения взаимного влияния не допускается располагать в одной осевой плоскости (на одной образующей поверхности трубы) несколько отверстий с одной стороны диафрагмы.
В горизонтальных трубопроводах отверстия для отбора давления размещают в верхней части трубопровода или камеры с отклонением от вертикальной плоскости, проходящей через ось трубы, не более 45?? для влажных газов и не более 90?? для сухих газов. В трубопроводах с жидкой средой отверстия для отбора давления располагают в горизонтальной осевой плоскости с отклонением от нее не более 45??. Если жидкость содержит газовые включения, то отверстия располагают ниже горизонтальной плоскости, а для горячей жидкости (t > 120 °С) и пара - в горизонтальной плоскости.
В вертикальных трубопроводах отверстия для отбора давления могут быть расположены в любой плоскости, проходящей через ось ИТ.
Подсоединять средства измерений к отверстиям для отбора давления следует в соответствии с 6.2 ГОСТ 8.563.2.
8.2.1.10 Оси отверстий для отбора давления перед СУ и за ним могут быть расположены в разных плоскостях, проходящих через ось ИТ (см. также 3.1.3 и 7.2.7).
8.2.2 Диафрагма с угловым отбором давления (рисунок 5)
Рисунок 5 - Угловой отбор давления
1- корпус кольцевой камеры, 2 - ось диска диафрагмы; 3 - диск диафрагмы, 4 - отверстия для отбора давления
8.2.2.1 Расстояние между осями отверстий для отбора давления и соответствующими торцами диафрагмы равно половине диаметра или половине ширины самих отверстий. В месте выхода во внутреннюю полость ИТ отверстие касается торца диафрагмы.
8.2.2.2 Отбор давления может быть проведен как через отдельные отверстия, так и через кольцевые щели.
Отдельные отверстия для отбора давления могут быть выполнены как в трубопроводе, так и в его фланцах. Местом отбора давления при наличии кольцевой щели является отверстие в корпусе кольцевой камеры.
8.2.2.3 Значения наименьшего диаметра а отдельных отверстий или ширины а кольцевых щелей определяются требованиями предотвращения засорения и обеспечения удовлетворительных динамических характеристик. Эти значения находят из условий:
0,005D ?? а ?? 0,03D при ?? ?? 0,65;
0,01D ?? а ?? 0,02D при ?? > 0,65.
Независимо от значения ?? значение диаметра а должно удовлетворять следующим требованиям:
- для жидкостей и газов ?? а ?? ;
- для паров в случае применения кольцевых камер ?? а 1??0 мм;
- для паров и сжиженных газов в случае применения
отдельных отверстий для отбора давления ?? а ?? .
8.2.2.4 Кольцевые щели выполняют сплошными или прерывистыми по всему периметру поперечного сечения ИТ. Каждая кольцевая камера должна сообщаться с внутренней полостью ИТ с помощью не менее четырех отверстий, оси которых образуют равные углы между собой. Площадь каждого отверстия должна составлять не менее 12 мм2.
8.2.2.5 Если имеется несколько отдельных отверстий для отбора давления в одном поперечном сечении ИТ перед и за диафрагмой, их оси должны образовать между собой равные углы.
8.2.2.6 Внутренний диаметр b корпуса кольцевой камеры должен быть равен (или более) внутреннему диаметру D ИТ. Кроме того, значение b должно находиться в пределах:
D ?? b ?? 1,01D.
При этом выполняют условие
(8.5)
Длина корпуса c кольцевой камеры перед диском диафрагмы и длина за диафрагмой должны быть не более 0,65D (рисунок 5).
Толщина f стенки камеры должна быть равна или более 2a.
Площадь сечения gh кольцевой камеры должна быть равна (или более) половине общей площади щели, соединяющей эту камеру с внутренней полостью ИТ.
8.2.2.7 Все поверхности корпуса кольцевой камеры, соприкасающиеся со средой, должны быть чистыми.
8.2.2.8 Отверстия для отбора давления из кольцевых камер к соединительным линиям измерительных приборов выполняют в стенке корпуса камеры. В месте выхода из стенки отверстие должно иметь круглое сечение диаметром j от 4 до (8.2.1.5).
8.2.2.9 Взаимное расположение кольцевых камер перед диафрагмой и за ней необязательно должно быть симметричным. Однако обе камеры должны соответствовать вышеприведенным требованиям.
8.2.2.10 Диаметр ИТ, используемый при расчете относительного диаметра отверстия СУ и, следовательно, расхода, измеряют в соответствии с 7.5.1.2. При этом корпус кольцевой камеры считают частью СУ. При наличии уступа выполняют требование 7.5.1.4. Расстояние lh, (рисунок 5) измеряют от расточки для корпуса кольцевой камеры перед СУ.
8.3 Коэффициенты истечения диафрагм и расширения газа
8.3.1 Условия применения диафрагм
Стандартные диафрагмы применяют при следующих условиях:
- диафрагмы с угловым отбором давления:
d ?? 12,5;
50 ?? D ?? 1000;
0,2 ?? ?? ??0,75;
5000 ?? Re ?? 108 при 0,2 ?? ?? ?? 0,45;
10000 ?? Re ?? 108 при 0,2 ?? ?? ??0,45;
- диафрагмы с фланцевым и трехрадиусным отбором давления:
d ?? 12,5;
50 ?? D ?? 1000;
0,2 ?? ?? ?? 0,75;
1260 ?? 2 D ?? Re ?? 108,
где d и D выражены в миллиметрах.
Значения относительной эквивалентной шероховатости стенки ИТ перед диафрагмой на длине не менее 10D должны удовлетворять следующему условию:
(8.6)
Значение Rш определяют экспериментально по потере давления на базовой длине конкретного ИТ при расходах, соответствующих верхнему пределу измерений (см. В.3).
Приближенные значения Rш для различных материалов допускается определять по таблице Б.1.
Приведенные в таблице Б.1 значения эквивалентной шероховатости для различных материалов рассчитаны по формуле Коулбрука по экспериментальным данным.
Допускается применение ИТ с относительной шероховатостью до 3??10-3, если ее влияние на значение коэффициента истечения учтено поправочным коэффициентом на шероховатость внутренней поверхности ИТ.
8.3.2 Коэффициенты
8.3.2.1 Коэффициент истечения определяют по уравнению Штольца:
С = С- КRe,(8.7)
где
С- = 0,5959 + 0,0312 ??2,1 - 0,1840 ??8 + 0,090 L1??4 ( 1 - ??4 )-1 - 0,0337 L2 ??3(8.8)
(8.9)
1,426 = a / b - 1 = 1,70049 / 0,70091 - 1;
64,28=0,0029 ( 106 )0,75 b = 0,0029( 106 )0,75??0,70091 (в соответствии с 5.2);
L1 = l1/D) - отношение расстояния от входного торца диафрагмы до оси отверстия для отбора давления перед диафрагмой к диаметру ИТ;
L2 = l2D - отношение расстояния от выходного торца диафрагмы до оси отверстия для отбора давления за диафрагмой к диаметру ИТ.
Кроме того, в уравнении (8.8) коэффициент 0,090 L1 = 0,039 при
В уравнении (8.8) значения L1 и L2 принимают равными:
- для углового отбора давления
L1 = L2 = 0;
- для трехрадиусного отбора давления
L1= l,
L2 = 0,47;
- для фланцевого отбора давления
L1 = L2 = 25,4 / D
где D выражен в миллиметрах.
Уравнение (8.8) может быть использовано только при указанных в 8.2.1.2, 8.2.1.3 или 8.2.2 способах отбора давления.
Уравнение (8.7) и приведенные ниже формулы погрешностей (8.3.3) справедливы при соблюдении требований 8.3.1 и общих требований установки диафрагм (раздел 6).
В таблицах А.1-А.11 приведены в качестве справочных данных значения С как функции ??, Re и D.
8.3.2.2 При использовании любого из трех стандартных способов отбора давления коэффициент расширения определяют по эмпирической формуле
?? = 1 - (0,41 + 0,35 ??4) ??p / (kp).(8.10)
Условия применения формулы (8.10) должны отвечать требованиям 6.3.3 и 8.3.1. В таблице А. 14 приведены в качестве справочных данных значения коэффициента расширения как функции k, ( 1 - ?? р / р) и ??.
8.3.3 Погрешности
8.3.3.1 Погрешность определения коэффициента истечения С при условии, что погрешности определения ??, Re, D и Rш / D равны нулю, имеет значения:
для ?? ?? 0,6,
для ?? > 0,6.
8.3.3.2 Погрешность определения коэффициента расширения ?? при условии, что погрешности определения ?? , ?? р / р и k равны нулю, имеет значения:
при ?? ?? 0,75
8.4 Потеря давления
8.4.1 Потерю давления ???? на диафрагме определяют по формуле
(8.11)
Потеря давления представляет собой разность статических давлений у стенки ИТ:
- измеренного перед СУ в месте, где становится пренебрежимо малым влияние давления (приблизительно 1D), обусловленного торможением входящего потока непосредственно у диафрагмы, и
- измеренного за СУ в месте, где можно считать полностью законченным процесс восстановления статического давления, обусловленного расширением струи (приблизительно 6D за СУ).
8.4.2 Допускают применение упрощенной формулы для определения потери давления
(8.12)
9 СОПЛА ИСА 1932
9.1 Общий вид
На рисунке 6 показан разрез общего вида сопла в плоскости, проходящей через ось горловины. Буквенные обозначения, приведенные на рисунке 6, использованы далее в настоящем разделе.
Рисунок 6 - Сопло ИСА 1932
Часть сопла, расположенная внутри ИТ, имеет круглое сечение. Сопло состоит из сужающейся части с закругленным профилем и цилиндрической части - горловины.
9.2 Профильная часть сопла
9.2.1 Профильная часть сопла имеет:
- входную торцовую плоскость А, перпендикулярную к осевой линии сопла;
- сужающуюся часть, профиль которой образован дугами окружностей В и С;
- цилиндрическую часть - горловину Е;
- кольцевой выступ F, предохраняющий выходную кромку от повреждения.
9.2.2 Входная торцовая плоскость А ограничена окружностью диаметром 3d/2 и внутренним периметром трубопровода, диаметр которого равен D (рисунок 6, а).
При d < 2D/3 радиальная ширина торцовой плоскости равна нулю.
При d > 2D/3 верхняя часть сопла не имеет торцовой плоскости в трубопроводе. В этом случае сопло изготовляют таким образом, как если бы D был больше 3d/2, а плоскую входную часть делают усеченной, чтобы ее больший диаметр был равен D (9.2.7 и рисунок 6, б).
9.2.3 Дуга окружности В касается плоскости А при d ?? 2D/3. Радиус R1 равен 0,2d ± 10 % при ?? < 0,5 и 0,2d ± 3 % при ?? ?? 0,5. Центр этой окружности находится на расстоянии 0,2d от входного торца и на расстоянии 0,75d от оси сопла.
9.2.4 Дуга окружности С касается дуги окружности В и горловины Е. Ее радиус R2 равен d/3 ± 10 % при ?? < 0,5 и d/З ± 3 % при ?? ?? 0,5.
