4.2 Индексы условных обозначений величин
|
#G0Индексы в условных обозначениях величин обозначают следующее:
в - верхний предел измерений;
н - нижний предел измерений;
с - стандартные условия;
max - максимальное значение величины;
min - минимальное значение величины.
Знак "-" (черта над обозначением величины) - среднее значение величины или значение величины, рассчитанное по средним значениям величин.
4.3 Сокращения
В настоящем стандарте применены следующие сокращения:
ИТ - измерительный трубопровод;
СУ - сужающее устройство;
МС - местное сопротивление;
УПП - устройство подготовки потока;
ПТ - измерительный преобразователь температуры или термометр;
СИ - средства измерений.
|
|
#G0 4.4 Единицы величин
В настоящем стандарте применены единицы Международной системы единиц (международное сокращенное наименование - SI).
Наряду с единицами Международной системы единиц по #M12291 1200031406ГОСТ 8.417#S допускается применять другие единицы, нашедшие широкое применение на практике, их сочетания с единицами SI, а также десятичные кратные и дольные единицы SI.
|
5 Метод определения расхода среды
5.1 Принцип метода
5.1.1 Расход среды определяют методом переменного перепада давления.
Метод основан на создании в ИТ с помощью СУ местного сужения потока, часть потенциальной энергии которого переходит в кинетическую энергию, средняя скорость потока в месте его сужения повышается, а статическое давление становится меньше статического давления до СУ. Разность давления (перепад давления) тем больше, чем больше расход среды, и, следовательно, она может служить мерой расхода.
Массовый расход среды при этом рассчитывают по формуле
. (5.1)
Вывод формулы (5.1) приведен в приложении А.
|
#G05.1.2 Коэффициент истечения СУ зависит от шероховатости внутренних стенок ИТ. Влияние шероховатости ИТ, выходящей за границы, установленные международными стандартами [2] и [3], учитывают с помощью поправочного коэффициента .
5.1.3 Коэффициент истечения диафрагмы зависит от радиуса входной кромки ее отверстия. Влияние радиуса входной кромки диафрагмы, превышающего границу, установленную международным стандартом [2], учитывают с помощью поправочного коэффициента .
5.1.4 Массовый расход среды в общем случае с учетом поправочных коэффициентов и рассчитывают по формуле
. (5.2)
Примечание - В отличие от международных стандартов [2] и [3] введение поправочных коэффициентов и в #M12291 1200047567ГОСТ 8.586.2#S и #M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S позволяет расширить возможность измерения расхода жидкостей и газов при применении стандартных СУ.
5.1.5 Связь массового расхода среды, объемного расхода среды при рабочих условиях и объемного расхода среды, приведенного к стандартным условиям, устанавливает следующая формула
. (5.3)
|
|
#G0 5.2 Выбор сужающего устройства
Тип СУ выбирают, используя рекомендации, приведенные в приложении Б. Основные принципы расчета внутреннего диаметра ИТ и СУ, относительного диаметра СУ, а также перепада давления на СУ приведены в приложении В.
|
5.3 Основной принцип расчета расхода среды
Расчет массового расхода среды выполняют в соответствии с формулой (5.2) при известных значениях ее составляющих, часть из которых получают путем непосредственных измерений, другую часть - расчетным путем.
Уравнение расхода среды является неявным, т.к. коэффициент (для СУ кроме сопел Вентури) и поправочный коэффициент (для СУ кроме труб Вентури) зависят от числа , которое, в свою очередь, зависит от значения расхода среды. Такое уравнение решается итерационным методом. Руководство по выбору процедуры итераций и начальных приближений приведено в приложении В и #M12291 1200047570ГОСТ 8.586.5#S (раздел 8).
5.4 Определение физических свойств, давления и температуры среды, перепада давления на сужающем устройстве
|
#G05.4.1 Определение физических свойств среды
5.4.1.1 При измерении расхода и количества жидкости необходимо знать значения ее плотности и вязкости.
При измерении расхода и количества газа определяют его плотность, вязкость и показатель адиабаты, а в случае измерений расхода и количества газа, приведенных к стандартным условиям, дополнительно - плотность при стандартных условиях.
Физические свойства среды могут быть определены путем прямых измерений или косвенным методом на основе данных, аттестованных в качестве стандартных справочных данных категорий СТД или СД (см. #M12291 1200010190ГОСТ 8.566#S).
5.4.1.2 Плотность среды, показатель адиабаты и вязкость среды определяют для условий (температуры и давления) в плоскости отверстий, предназначенных для измерения статического давления до СУ.
Требования к методам определения и средствам определения плотности среды приведены в #M12291 1200047570ГОСТ 8.586.5#S (пункт 6.4.1).
При отсутствии справочных данных о значениях показателя адиабаты или методов его расчета вместо показателя адиабаты может быть использовано значение отношения удельной теплоемкости при постоянном давлении к удельной теплоемкости при постоянном объеме.
Вязкость среды может быть непосредственно измерена или рассчитана с помощью эмпирических или теоретических уравнений или определена графоаналитическим методом.
Требования к методам определения и СИ плотности газа при стандартных условиях приведены в #M12291 1200047570ГОСТ 8.586.5#S (пункт 6.4.2).
|
5.4.2 Определение давления среды и перепада давления на сужающем устройстве
5.4.2.1 Давление среды, а также перепад давления на сужающем устройстве измеряют методами и СИ, соответствующими требованиям #M12291 1200047570ГОСТ 8.586.5#S.
5.4.2.2 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 [см. #M12291 1200047567ГОСТ 8.586.2#S (подраздел 5.2); #M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S (пункты 5.1.5 и 5.3.3); #M12291 1200047569ГОСТ 8.586.4#S (подраздел 5.4)].
При применении нескольких взаимно соединенных отверстий для отбора статического давления до СУ, после СУ или в горловине СУ их рекомендуется соединять по схеме (на примере стандартной диафрагмы), представленной на рисунке 1.
а) Сечение А-А (до СУ) и сечение В-В (после СУ).
Рисунок 1 - Схема соединения нескольких отверстий для отбора статического давления
При измерении расхода газа давление среды рекомендуется измерять через отдельное отверстие в ИТ или в камере усреднения давления до СУ при ее наличии.
Допускается применение одного и того же отверстия для отбора статического давления с целью измерения перепада давления на СУ и измерения давления среды.
|
#G0Требования к СИ давления среды и перепада давления и их монтажу приведены в #M12291 1200047570ГОСТ 8.586.5#S (подраздел 6.2).
|
5.4.3 Определение температуры среды
Для расчета физических свойств среды необходима информация о ее температуре до СУ в сечении ИТ, предназначенном для отбора статического давления. Для исключения влияния ПТ или его защитной гильзы (при ее наличии) на распределение скоростей потока в этом сечении его размещают до или после СУ на некотором расстоянии от СУ.
|
#G0Требования к СИ температуры и размещению ПТ на ИТ с учетом обеспечения малой разности температуры в сечении для отбора давления и сечении, выбранном для ее измерения, приведены в #M12291 1200047570ГОСТ 8.586.5#S (подраздел 6.3).
|
|
#G05.5 Расчет диаметра отверстия сужающего устройства и измерительного трубопровода в рабочих условиях
Значения диаметров и рассчитывают по формулам:
, (5.4)
; (5.5)
; (5.6)
, (5.7)
где - температурный коэффициент линейного расширения материала СУ;
- температурный коэффициент линейного расширения материала ИТ.
Значения температурного коэффициента линейного расширения для различных материалов рассчитывают по формуле (Г.1), приведенной в приложении Г.
|
6 Общие требования к условиям измерений
6.1 Требования к сужающему устройству
6.1.1 СУ должно быть изготовлено, установлено и применено в соответствии с требованиями соответствующей ему части комплекса стандартов.
Если характеристики СУ или условия их применения выходят за пределы, указанные в соответствующей ему части комплекса стандартов, то следует экспериментально определить коэффициент истечения данного СУ при фактических условиях его эксплуатации.
6.1.2 СУ должно быть изготовлено из коррозионно-эрозионно-стойкого по отношению к среде материала, температурный коэффициент линейного расширения которого известен в диапазоне изменения температуры среды.
6.2 Требования к свойствам среды
6.2.1 Среда может быть либо сжимаемой (газ, в том числе сухой насыщенный и перегретый пар), либо несжимаемой (жидкость).
6.2.2 Среда должна быть однофазной и однородной по физическим свойствам. Коллоидные растворы с высокой степенью дисперсности (например, молоко) допускается считать однофазными.
|
#G0Примечания
1 Среда считается однородной, если ее свойства (состав, плотность, давление и др.) изменяются в пространстве непрерывно.
2 Среда считается однофазной, если все ее составляющие части принадлежат к одному и тому же жидкому или газообразному состоянию.
|
6.3 Требования к параметрам потока
6.3.1 Расход среды должен быть постоянным или медленно изменяющимся во времени.
Допускаются пульсации потока, если выполняется условие [8] и [9];
, (6.1)
где - число измерений перепада давления за интервал времени, принятый для оценки пульсаций потока;
- номер измерения;
- значение перепада давления на СУ при -м измерении;
- среднее значение перепада давления на СУ.
|
#G0Проверку данного условия выполняют в соответствии с #M12291 1200047570ГОСТ 8.586.5#S (приложение Ж).
Если условие (6.1) не выполняется, то при необходимости, определяемой заинтересованными сторонами, вводят соответствующие поправки к показаниям расходомера или рассчитывают оценку дополнительной составляющей неопределенности результата измерений количества среды, обусловленной наличием пульсаций потока, в соответствии с #M12291 1200047570ГОСТ 8.586.5#S (приложение Ж).
Примечание - Основные положения измерения количества среды нестационарных потоков приведены в #M12291 1200047570ГОСТ 8.586.5#S (приложение Ж).
|
6.3.2 При течении среды через СУ ее фазовое состояние не должно изменяться.
6.3.2.1 При измерении расхода жидкости минимальное статическое давление среды в отверстии СУ должно быть больше давления насыщенного пара среды.
При наличии опасности изменения фазового состояния следует увеличить диаметр отверстия СУ и (или) рабочее давление.
6.3.2.2 При измерении расхода газа его температура в отверстии СУ должна быть выше температуры точки росы по влаге и температуры конденсации газа.
|
#G0Температуру газа в отверстии СУ по температуре газа , измеренной в ИТ, рассчитывают по формуле
. (6.2)
При наличии опасности нарушения данного условия следует повысить температуру газа и (или) понизить его давление.
|
6.3.3 Если среда является газом, то отношение перепада давления на СУ к давлению среды должно быть не более 0,25.
|
#G06.3.4 Значения чисел должны находиться в диапазоне, установленном в #M12291 1200047567ГОСТ 8.586.2#S (пункт 5.3.1), #M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S (подпункты 5.1.6.1, 5.2.6.1, 5.3.4.1), #M12291 1200047569ГОСТ 8.586.4#S (пункты 5.5.2, 5.5.3, 5.5.4), для соответствующего типа СУ.
|
6.3.5 Скорость среды должна быть меньше скорости звука в этой среде.
7 Требования к измерительному трубопроводу и его оснащению
7.1 Общие положения
7.1.1 ИТ должен быть круглого сечения по всей длине прямолинейных участков. Выполнение данного требования контролируют визуально, за исключением участков в непосредственной близости от СУ (длиной 2), где такая оценка может быть дана только по результатам измерений геометрических характеристик сечения трубопровода, выполненных в соответствии с требованиями, зависящими от типа СУ.
7.1.2 ИТ может быть расположен горизонтально, вертикально и наклонно. При этом ИТ должен быть полностью заполнен средой.
7.1.3 СУ должно быть установлено между двумя прямолинейными участками ИТ, минимальная длина которых для каждого типа СУ приведена в соответствующих частях комплекса стандартов.
Участки ИТ, расположенные непосредственно до и после СУ, считают прямолинейными, если отклонение линии, образуемой наружной поверхностью трубопровода и любым продольным сечением, от прямой линии на любом отрезке участка ИТ не превышает 0,4% длины отрезка.
