1 - отсекаемая часть сопла
Рисунок 1 - Сопло ИСА 1932
Часть сопла, расположенная в трубе, является круглой. Сопло состоит из сужающейся секции с закругленным профилем и цилиндрической горловины.
5.1.2 Профиль сопла
5.1.2.1 Профиль сопла (см. рисунок 1) образован:
- входной торцевой плоскостью , перпендикулярной к осевой линии сопла;
- плоскостью сужающейся части сопла, образующей которой является пиния, состоящая из дуг окружностей и ;
- внутренней цилиндрической поверхностью горловины ;
- внутренней поверхностью кольцевого выступа , предохраняющего выходную кромку от повреждения.
5.1.2.2 Входная торцевая плоскость ограничена окружностями диаметром 1,5 и диаметром .
При радиальная ширина входной торцевой плоскости равна нулю.
При сопло не имеет плоской части в пределах окружности диаметром . В данном случае сопло изготовляют, как если бы был больше чем 1,5, а затем отсекают часть сопла таким образом, чтобы плоская торцевая часть сопла имела внутренний диаметр, равный (см. 5.1.2.7 и рисунок 1б).
5.1.2.3 Дуга окружности касается плоскости при . Радиус равен при и при . Центр окружности находится на расстоянии 0,2 от входного торца и на расстоянии 0,75 от оси сопла.
5.1.2.4 Дуга окружности касается дуги окружности и горловины . Ее радиус равен при и для . Центр окружности расположен на расстоянии от оси сопла и на расстоянии от входного торца .
5.1.2.5 Горловина имеет диаметр и длину .
Значение рассчитывают в соответствии с #M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S [формула (5.4)]. За значение диаметра принимают среднее значение результатов измерений диаметра не менее чем в четырех направлениях, расположенных под равными (визуально контролируемыми) углами друг к другу. При этом относительная неопределенность результата измерения диаметра, обусловленная измерительным инструментом, не должна превышать 0,02%.
Горловина должна быть цилиндрической. Значение любого диаметра в любом поперечном сечении горловины сопла не должно отличаться от среднего значения диаметра более чем на 0,05%.
5.1.2.6 Кольцевой выступ имеет диаметр , равный 1,06 и глубину не более 0,03.
Отношение к глубине расточки выходного торца должно быть не более 1,2.
Кромка сопла не должна иметь фаски и повреждений типа заусенцев, вмятин, забоин, царапин и т.п.
5.1.2.7 Полная длина сопла (см. рисунок 1), исключая глубину , в зависимости от равна:
при ;
при .
5.1.2.8 Профиль сужающейся части сопла проверяют шаблоном.
Значения любых двух диаметров сужающейся части сопла, измеренные в одной плоскости, перпендикулярной к оси сопла, не должны отличаться друг от друга более чем на 0,1% их среднего значения.
5.1.2.9 Внутренняя поверхность сопла должна быть отполирована до значения .
5.1.3 Толщина и профиль внешней части сопла
5.1.3.1 Толщина стенки сопла (см. рисунок 1) не должна превышать 0,1.
5.1.3.2 Кроме условия, указанного в 5.1.3.1, профиль и чистоту обработки поверхности внешней части сопла не регламентируют (см. 5.1.1).
5.1.4 Материал и изготовление
Сопло ИСА 1932 может быть изготовлено из любого материала [см. #M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S (пункт 6.1.2)] и любым способом при условии, что оно соответствует установленным техническим требованиям.
5.1.5 Отверстия для отбора давления
5.1.5.1 До сопла ИСА 1932 отбор статического давления выполняют с помощью либо отдельных отверстий в стенках ИТ или фланцах, либо нескольких взаимно соединенных отверстий, либо с помощью кольцевой щели (сплошной или прерывистой), выполненной в камере усреднения. В месте выхода во внутреннюю полость ИТ отверстие должно касаться поверхности , как приведено на рисунке 1.
Если используются одиночные отверстия (см. рисунок 1), то осевые линии отверстий должны пересекаться с осью трубы под углом, как можно более близким к 90°.
Значение диаметра (см. рисунок 1а) отдельного отверстия или ширины кольцевых щелей (см. рисунок 1а) определяют из условий:
при ;
при .
Независимо от значения и должны удовлетворять следующим условиям:
- - для чистых жидкостей;
- - для паров, в случае применения кольцевых камер усреднения;
- - для паров и для сжиженных газов, в случае применения отдельного отверстия.
При выборе значения или из указанных диапазонов учитывают необходимость исключения случайного засорения отверстия или щели.
Если отверстия для отбора давления выполнены в виде прерывистой щели, то камера усреднения должна соединяться с внутренней полостью ИТ не менее чем четырьмя отверстиями, оси которых находятся под равными углами друг к другу, а площадь каждого отверстия - не менее 12 мм.
Внутренний диаметр корпуса камеры усреднения (см. рисунок 1) и ее длина до сопла ИСА 1932 должны удовлетворять условию:
.
При этом внутренний диаметр корпуса камеры должен находиться в пределах от до 1,04, а длина корпуса кольцевой камеры (см. рисунок 1) должна быть не более 0,65.
Толщина стенки корпуса камеры (см. рисунок 1) должна быть не менее 2. Площадь сечения камеры должна быть не менее половины общей площади щели, соединяющей эту камеру с внутренней полостью ИТ.
Все поверхности корпуса камеры, находящиеся в контакте со средой, должны быть чистыми.
Отверстия для отбора давления и передачи его на соответствующие СИ выполняют в стенке корпуса камеры. Отверстие должно иметь круглое сечение диаметром в пределах от 4 до 10 мм.
5.1.5.2 После сопла ИСА 1932 отверстия для отбора статического давления выполняют в соответствии с требованиями 5.1.5.1.
Камера усреднения, расположенная после сопла, может быть несимметрична камере усреднения до сопла, но должна соответствовать требованиям 5.1.5.1.
Допускается для отбора статического давления после сопла ИСА 1932 применять отдельные отверстия, оси которых расположены на расстоянии от поверхности :
- - для ;
- - для .
При измерении расстояния учитывают толщину прокладок и (или) уплотнительного материала.
Оси отверстия для отбора давления и ИТ должны пересекаться под прямым углом в пределах ±3°.
Кромки отверстия в месте выхода в ИТ должны быть заподлицо с внутренней поверхностью ИТ и насколько возможно острыми. Для ликвидации заусенцев на кромке отверстия допускается ее притупление радиусом не более одной десятой диаметра отверстия.
Не допускаются неровности на поверхности и кромках отверстий, а также на поверхности ИТ вблизи отверстий. Соответствие отверстий для отбора давлений установленным требованиям проверяют визуально.
Диаметр отверстий для отбора давления должен быть не более 0,13 и не более 13 мм. При выборе диаметра отверстия необходимо исключить возможность его случайного засорения. Отверстия, расположенные до и после сопла, должны иметь одинаковый диаметр с допускаемым отклонением не более 0,1 мм.
Одиночное отверстие должно быть круглым и цилиндрическим на глубине не менее 2,5 диаметров этого отверстия. Глубину отверстия измеряют от внутренней стенки ИТ
Оси отверстий для отбора давления до и после сопла могут быть расположены в различных осевых плоскостях, проходящих через ось ИТ.
5.1.6 Коэффициенты сопел ИСА 1932
5.1.6.1 Границы применения
Сопла ИСА 1932 применяют при следующих условиях:
;
;
при ;
при .
5.1.6.2 Коэффициент истечения
Коэффициент истечения сопел ИСА 1932 определяют по формуле
(5.1)
5.1.6.3 Коэффициент расширения
Коэффициент расширения сопел ИСА 1932 рассчитывают по формуле
, (5.2)
где .
Формулу (5.2) применяют только для значений , и , указанных в 5.1.6.1, при условии:
.
|
#G05.1.6.4 Поправочный коэффициент, учитывающий шероховатость внутренней поверхности измерительного трубопровода
Если значение среднеарифметического отклонения профиля шероховатости на участке ИТ длиной не менее 10 до сопла не более значения, указанного в таблице 1, то поправочный коэффициент принимают равным единице.
|
Таблица 1 - Значения относительной шероховатости ИТ для сопел ИСА 1932, превышение которых требует расчета значения
|
|
#G00,35
|
0,36
|
0,38
|
0,40
|
0,42
|
0,44
|
0,46
|
0,48
|
0,50
|
0,60
|
0,70
|
0,77
|
0,80
|
|
|
8,0
|
5,9
|
4,3
|
3,4
|
2,8
|
2,4
|
2,1
|
1,9
|
1,8
|
1,4
|
1,3
|
1,2
|
1,2
|
Примечание - Определение - в соответствии с #M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S (пункт 7.1.5).
|
#G0Для промежуточных значений , не указанных в таблице 1, значения определяют путем линейной интерполяции табличных данных по формуле
,
где , - ближайшее большее к величине значение относительного диаметра сопла и соответствующее ему значение , указанные в таблице 1;
, - ближайшее меньшее к величине значение относительного диаметра сопла и соответствующее ему значение , указанные в таблице 1.
Если значение среднеарифметического отклонения профиля шероховатости превышает значение, указанное в таблице 1, а значение эквивалентной шероховатости не более , то поправочный коэффициент рассчитывают по формуле
, (5.3)
где при ;
при ;
- эквивалентная шероховатость, определяемая в соответствии с #M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S (пункт 7.1.5).
|
5.1.7 Неопределенности коэффициентов
5.1.7.1 Неопределенность коэффициента истечения
Неопределенность коэффициента истечения сопел ИСА 1932 при условии, что неопределенности и равны нулю, имеет следующие значения:
- - для ;
- - для .
5.1.7.2 Неопределенность коэффициента расширения
Неопределенность коэффициента расширения сопел ИСА 1932 при условии, что неопределенности , и равны нулю, рассчитывают по формуле
.
|
#G05.1.7.3 Неопределенность поправочного коэффициента, учитывающего шероховатость внутренней поверхности измерительного трубопровода
Неопределенность поправочного коэффициента для сопел ИСА 1932 рассчитывают по формулам:
при ;
при ,
где - неопределенность результата определения .
При определении по #M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S (таблица Д.1 приложения Д) неопределенность принимают равной значению, указанному в таблице.
При определении по уравнению Коулбрука-Уайта [см. #M12291 1200047566ГОСТ 8.586.1#S (формула 7.1)] неопределенность определяют на основе нормы неопределенности результатов измерений применяемой методики выполнения измерений.
|
5.1.8 Потери давления
Потери давления на сопле ИСА 1932 рассчитывают по формуле
. (5.4)
Потеря давления соответствует разности значений статического давления, измеренного на расстоянии приблизительно 1 до сопла и 6 после него.
Коэффициент гидравлического сопротивления для сопла рассчитывают по формуле
. (5.5)
5.2 Эллипсное сопло
5.2.1 Общий вид
Существуют две разновидности эллипсных сопел, отличающихся требованиями к изготовлению их внутренней профильной части:
- сопла с большим относительным диаметром горловины ();
- сопла с малым относительным диаметром горловины ().
Для значений между 0,25 и 0,5 профильную часть сопла можно изготовлять в соответствии с требованиями к соплам, как большого, так и малого относительного диаметра горловины.
На рисунке 2 приведен разрез эллипсного сопла в плоскости, проходящей через ось горловины. Обозначения элементов и геометрических параметров эллипсного сопла, приведенные на рисунке 2, применяют в настоящем разделе.
Рисунок 2 - Эллипсное сопло
Обе разновидности эллипсных сопел состоят из сужающегося входа, который имеет в осевом сечении форму дуги в "четверть эллипса", и цилиндрической горловины.
Часть сопла, расположенная внутри ИТ, должна быть круглой.
5.2.2 Профиль эллипсного сопла большого относительного диаметра горловины
5.2.2.1 Профиль сопла (см. рисунок 2) образован:
- сужающейся частью сопла ;
- внутренней цилиндрической поверхностью горловины ;
- поверхностью выходного торца сопла .
5.2.2.2 Внутренний контур сужающейся части сопла в осевом сечении имеет форму дуги в "четверть эллипса".
Центр эллипса расположен на расстоянии от оси сопла. Больший радиус эллипса параллелен оси сопла и равен . Меньший радиус эллипса равен . Профиль сужающейся часть сопла проверяют шаблоном.
Значения любых двух диаметров сужающейся части сопла, измеренные в одной плоскости, перпендикулярной к оси сопла, не должны отличаться друг от друга более чем на 0,1% их среднего значения.
