6.4.2 Определение плотности газа при стандартных условиях
6.4.2.1 Для определения плотности среды при стандартных условиях допускается применение прямых методов с применением плотномеров любого типа, не изменяющих структуру потока и косвенных методов измерений.
6.4.2.2 При отборе проб для лабораторного определения плотности газа при стандартных условиях руководствуются требованиями #M12291 1200003310ГОСТ 18917#S.
Если применяется прямой метод отбора проб, когда проба отбирается из потока и непосредственно передается аналитическому прибору, то рекомендуется руководствоваться требованиями [4].
Точка отбора пробы может быть размещена на ИТ до СУ или после него.
При размещении точки отбора проб на ИТ после СУ расстояние между СУ и заборной трубкой должно быть не менее 4 при 0,2 и не менее значения , округленного до большего целого числа, при 0,2.
При размещении точки отбора на ИТ до СУ расстояние между СУ и заборной трубкой должно быть не менее 20.
6.4.2.3 Допускается определять плотность при стандартных условиях пикнометрическим методом в соответствии с #M12291 1200031490ГОСТ 17310#S.
6.4.2.4 Рекомендуется частоту измерений плотности при стандартных условиях устанавливать исходя из неопределенности результатов измерений и возможных изменений значения плотности за заданный период времени (например, сутки, месяц). Число измерений за заданный период времени рассчитывают по формуле
, (6.6)
где - необходимое число проб;
;
-8,04445;
2,50960;
2,82837;
- расширенная неопределенность результата измерений ;
- оценка среднеквадратического отклонения результата измерений , рассчитываемая по формуле
, (6.7)
где - число проб (4), равномерно отобранных за заданный период времени;
- значение плотности при стандартных условиях, полученное в результате анализа -й пробы.
Примечание - Формула (6.6) получена на основе положений, изложенных в [4].
6.4.2.5 Плотность при стандартных условиях смесей газов допускается определять по компонентному составу в соответствии с требованиями нормативных документов (например, для природного газа по #M12291 1200002061ГОСТ 30319.1#S).
6.4.3 Определение компонентного состава
6.4.3.1 Для определения компонентного состава среды применяют хроматографы любого типа, не изменяющие состав среды.
6.4.3.2 При определении места отбора проб руководствуются требованиями 6.4.2.2.
6.4.3.3 Компонентный состав определяют в соответствии с требованиями #M12291 1200001408ГОСТ 23781#S, #M12291 1200002057ГОСТ 10679#S.
6.4.4 Определение влажности газа
6.4.4.1 Для определения влажности газа применяют влагомеры любого типа, измеряющие температуру конденсации паров влаги (температуру точки росы), массовое и (или) объемное содержание водяных паров в единице объема газа.
6.4.4.2 При определении места отбора проб руководствуются требованиями 6.4.2.2.
6.4.4.3 Влажность природных газов определяют в соответствии с требованиями #M12291 1200001868ГОСТ 20060#S.
6.4.5 Дополнительная рекомендация
Для определения плотности при стандартных условиях, состава и влажности газа пробы рекомендуется отбирать из одной точки.
6.5 Вычислительные устройства
6.5.1 Вычислительное устройство должно автоматически вычислять значения параметров потока и среды, а также значение расхода среды в соответствии с 5.2 и количество среды в соответствии с 5.3.
При расчете расхода и количества среды допускается применение упрощенных формул. Дополнительный вклад в неопределенность результатов вычисления от введенных упрощений определяют относительно результатов вычислений, выполненных в соответствии с требованиями подраздела 8.2 и 8.3 настоящего стандарта.
6.5.2 Вычислительное устройство должно контролировать соблюдение методических ограничений на применение СУ и технологических ограничений на значения измеряемых величин.
6.5.3 Вычислительное устройство должно формировать архивные базы данных о результатах измерений и вычислений, нештатных ситуациях и вмешательствах оператора (изменение данных, влияющих на результаты измерений и вычислений).
6.5.4 Вычислительное устройство должно представлять результаты измерений и вычислений, а также данные о конфигурировании вычислительного устройства на внутреннее и(или) внешние устройства отображения информации.
6.5.5 Вычислительное устройство должно обеспечивать возможность распечатки архивной и итоговой информации на принтере непосредственно или с применением устройств приема/передачи информации (переносного устройства сбора информации, компьютера и т.п.).
6.5.6 В вычислительном устройстве должна быть предусмотрена защита хранящейся в нем информации от возможности ее искажения.
6.5.7 Детализацию перечисленных в 6.5.1-6.5.6 функций вычислительного устройства и необходимость в дополнительных его функциях устанавливают заинтересованные стороны или соответствующий нормативный документ (при его наличии).
7 Подготовка к измерениям
7.1 Перед вводом в эксплуатацию технических средств проверяют соответствие требованиям:
- прямолинейных участков ИТ - #M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S (раздел 7);
- монтажа соединительных трубок - раздела 6;
- конструкции СУ - #M12291 1200047567ГОСТ 8.586.2#S, или #M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S, или #M12291 1200047569ГОСТ 8.586.4#S;
- монтажа СИ параметров потока и среды - раздела 6 и монтажно-эксплуатационной документации;
- условий применения СУ - #M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S (раздел 6).
Периодически, не реже одного раза в год, начиная с момента ввода в эксплуатацию комплекта СИ и технических средств, проверяют:
- СИ на соответствие требованиям раздела 4;
- наличие документации или соответствующих отметок, допускающих СИ к эксплуатации;
- корректность конфигурирования вычислительного устройства в составе СИ расхода и количества среды при его наличии.
Периодически, не реже одного раза в месяц (если иная периодичность не установлена требованиями безопасности), начиная с момента ввода в эксплуатацию комплекта СИ и технических средств, проверяют герметичность всех узлов соединений, в которых находится среда.
7.2 Допускается по договоренности между заинтересованными сторонами проверку комплекта СИ и технических средств проводить чаще, чем это указано в 7.1.
8 Обработка результатов измерений
8.1 Расчет расхода среды
8.1.1 Исходные данные и применяемые формулы
8.1.1.1 Исходные данные
Для расчета расхода среды необходимы следующие исходные данные:
- тип СУ;
- способ отбора перепада давления (для диафрагм);
- диаметр отверстия СУ ;
- внутренний диаметр ИТ ;
- среднеарифметическое отклонение профиля шероховатости или эквивалентная шероховатость внутренней поверхности ИТ ;
- материал, из которого изготовлено СУ;
- материал, из которого изготовлен прямолинейный участок ИТ непосредственно перед СУ;
- при применении диафрагм начальный радиус входной кромки диафрагмы и время эксплуатации диафрагмы с момента определения значения или межконтрольный интервал СУ - ;
- для смеси газов (в т.ч. природного газа) - полный ее состав или (для природного газа) - молярные доли диоксида углерода и азота в газе и его плотность при стандартных условиях ;
- плотность среды в рабочих условиях (при наличии плотномера);
- перепад давления на СУ ;
- абсолютное давление среды или избыточное давление среды и атмосферное давление ;
- температура среды .
Примечание - Некоторые из перечисленных параметров или характеристик в зависимости от конкретного вида применяемых основных расчетных формул могут не использоваться.
8.1.1.2 Определение значений исходных величин
Значения параметров и характеристик СУ и ИТ (, , , и или , а также марки материалов, из которых изготовлены ИТ и СУ) - в соответствии с сертификатами или с актами измерений геометрических параметров СУ и ИТ.
Значения физико-химических параметров смеси газов - полный состав смеси или (для природного газа) , , , а также значения параметров потока - , , (или и ) измеряют в соответствии с требованиями настоящего стандарта.
8.1.1.3 Применяемые формулы для расчета расхода среды
Для расчета расхода среды применяют формулы, указанные в таблице 6.
Таблица 6 - Формулы, применяемые при расчете расхода среды
|
#G0 |
Обозначение стандарта и номер формулы или пункта для следующих типов СУ
|
||||||
|
Наименование рассчитываемого параметра
|
Диа- фрагма
|
Сопло ИСА 1932
|
Эллипсное сопло
|
Сопло Вентури
|
Труба Вентури с литой необрабо- танной входной конической частью
|
Труба Вентури с обрабо- танной входной конической частью
|
Труба Вентури со сварной входной конической частью из листовой стали
|
|
Коэффициенты и
|
#M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S [формулы (5.6), (5.7)]
|
||||||
|
Диаметр отверстия СУ
|
#M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S [формула (5.4)]
|
||||||
|
Внутренний диаметр ИТ
|
#M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S [формула (5.5)]
|
||||||
|
Относительный диаметр отверстия СУ
|
#M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S [формула (3.1)]
|
||||||
|
Коэффициент скорости входа
|
#M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S [формула (3.6)]
|
||||||
|
Поправочный коэффициент |
#M12291 1200047567ГОСТ 8.586.2#S (подпункт 5.3.2.4)
|
Значение принимают равным единице
|
|||||
|
Коэффициент расширения
|
#M12291 1200047567ГОСТ 8.586.2#S [формула (5.7)]
|
#M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S [формула (5.2)]
|
|||||
|
Число Рейнольдса |
формулы (5.9)-(5.11)
|
||||||
|
Коэффициент истечения
|
#M12291 1200047567ГОСТ 8.586.2#S [формула (5.6)]
|
#M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S [формула (5.1)]
|
#M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S [формула (5.6)]
|
#M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S [формула (5.7)]
|
#M12291 1200047569ГОСТ 8.586.4#S [формулы (5.1), (5.2)]
|
#M12291 1200047569ГОСТ 8.586.4#S [формулы (5.3)-(5.6)]
|
#M12291 1200047569ГОСТ 8.586.4#S [формулы (5.7)-(5.8)]
|
|
Поправочный коэффициент
|
#M12291 1200047567ГОСТ 8.586.2#S [формула (5.11)]
|
#M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S [формула (5.3)]
|
#M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S (подпункт 5.2.6.4)
|
#M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S (подпункт 5.3.4.4)
|
Значение принимают равным единице
|
||
|
Расход среды
|
Формулы (5.2)-(5.4), (5.6)-(5.8)
|
Для расчета физических свойств среды - плотности (для жидкостей и водяного пара), плотности при стандартных условиях (для смесей газов с известным полным составом), коэффициента сжимаемости и показателя адиабаты (для газов), динамической вязкости применяют формулы или таблицы из соответствующих нормативных документов [см. #M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S (пункт 5.4.1)].
Данные формулы дополняют условиями ограничений действия метода переменного перепада давления, приведенными в следующих стандартах:
- #M12291 1200047567ГОСТ 8.586.2#S (пункт 5.3.1, подпункт 5.3.2.2) - для диафрагм;
- #M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S (подпункты 5.1.6.1 и 5.1.6.3) - для сопел ИСА 1932;
- #M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S (подпункты 5.2.6.1 и 5.1.6.3) - для эллипсных сопел;
- #M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S (подпункты 5.3.4.1, 5.1.6.3) - для сопел Вентури;
- #M12291 1200047569ГОСТ 8.586.4#S (подразделы 5.1 и 5.6) - для труб Вентури.
8.1.2 Порядок расчета расхода среды
8.1.2.1 Расчет значений промежуточных величин
В зависимости от марки материала СУ по #M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S [формула (5.4)] рассчитывают .
В зависимости от марки материала ИТ по #M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S [формула (5.5)] рассчитывают .
По #M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S [формулы (3.1) и (3.6)] рассчитывают, соответственно, значения и .
Для диафрагм по #M12291 1200047567ГОСТ 8.586.2#S [формула (5.14)] для времени рассчитывают значение , и по #M12291 1200047567ГОСТ 8.586.2#S [формула (5.13)] - находят значение .
Если значение определяют по значению среднего радиуса за межконтрольный интервал , то рассчитывают среднее значение по #M12291 1200047567ГОСТ 8.586.2#S [формула (5.15)], и значение - по #M12291 1200047567ГОСТ 8.586.2#S [формула (5.16)].
Для других СУ 1.
При измерении избыточного и атмосферного давления среды рассчитывают абсолютное давление среды по формуле (6.2).
По формуле (6.3) вычисляют термодинамическую температуру среды.
Рассчитывают следующие параметры среды:
- - для жидкостей и водяного пара;
- - для смеси газов при заданном полном составе;
- - для смеси газов;
- - для газообразных сред (смеси газов, водяного пара);
- - для всех сред.
При применении плотномера расчет значений плотности среды и (или) не выполняют.
Значение (при расчете расхода газа, водяного пара) рассчитывают по #M12291 1200047567ГОСТ 8.586.2#S [формула (5.7)] - для диафрагм и по #M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S [формула (5.2)] - для других СУ.
