qm = (ттсґ 2/4)КшК. CEz (2рДр)0Л "(5 2)
Примітка. На відміну від міжнародних стандартів [2] і [3], введення поправкових коефіцієнтів К* і Кп в ГОСТ 8.58S.2 і ГО.СТ 8.586.3 дає змогу розширити можливість вимірювання витрати рідин і і азів за допомогою стандартних ЗП.
Зв'язок масової витрати середовища, об’ємної витрати середовища за робочих умов і об'ємної витрати середовища, приведеної до стандартних умов, встановлює така формула:
qm= q,p~qcрй (5.3)
Вибір звужувального пристрою
Тип ЗП вибирають, використовуючи рекомендації, наведені в додатку Б. Основні принципи розрахунку внутрішнього діаметра ВТ і ЗП, відносного діаметра ЗП, а також перепаду тиску на ЗП наведено в додатку В.
Основний принцип обчислення витрати середовища
Розрахунок масової витрати середовища qm виконують відповідно до формули (5.2) за відомих значень її складників, частину з яких отримують безпосередніми вимірюваннями, іншу частину - розрахунком за відповідними рівняннями.
Рівняння витрати середовища є неявним, оскільки коефіцієнт С (для ЗП, крім сопел Вентурі) і поправковий коефіцієнт Кш (для ЗП, крім труб Вентурі) залежать від числа Re, яке, своєю чергою, залежить від значення витрати. Таке рівняння розв'язують ітераційним методом. Вказівки щодо вибору процедури ітерацій і початкових наближень наведено в додатку В і ГОСТ 8.586.5 (розділ 8).
Визначення фізичних характеристик, тиску й температури середовища, перепаду тиску на звужувальному пристрої
Визначення фізичних характеристик середовища
Вимірюючи витрату та кількість рідини, необхідно знати значення її густини та в’язкості.
Вимірюючи витрату та кількість газу, визначають його густину, в'язкість і показник адіабати, а під час вимірювань витрати та кількості газу, приведених до стандартних умов, додатково - густину за стандартних умов.
«Фізичні характеристики середовища може бути визначено прямими вимірюваннями або непрямим методом на основі даних, атестованих як стандартні довідкові дані категорій СТД або СД (див. ГОСТ 8.566).
Густину середовища, показник адіабати і в'язкість середовища визначають для умов (температури й тиску) в площині отворів, призначених для вимірювання статичного тиску до ЗП.
Вимоги до методів визначення І засобів визначення густини середовища наведено в ГОСТ 8.586.5(6.4.1).
За відсутності довідкових даних про значення показника адіабати або методів його розрахунку замість показника адіабати може бути використано значення відношення питомої теплоємності за сталого тиску до питомої теплоємності за сталого об'єму.
В'язкість середовища може бути безпосередньо виміряно або розраховано за допомогою емпіричних або теоретичних рівнянь чи визначено графоаналітичним методом.
Вимоги до методів визначення і 38 густини газу за стандартних умов наведено в ГОСТ 8.586.5 (6.4.2).
3.4.2 Визначення тиску середовища та перепаду тиску на звужувальному пристрої
5.4-2.1 Тиск середовища, а також перепад тиску на ЗП вимірюють методами і ЗВ, які відповідають вимогам ГОСТ 8.586.5.
5.4.2.2 Відбір статичного тиску виконують за допомогою або окремих отворів в стінках ВТ чи у фланцях, або декількох взаємно з’єднаних отворів, або за допомогою кільцевої щілини (суцільної або переривчастої), виконаної в камері усереднення (див. ТОСТ 8.586.2 (5.2); ГОСТ 8,586.3 (5.1.5 і 5.3.3); ГОСТ 8.586.4 (5)4)].
У разі застосування декількох взаємно з’єднаних отворів для відбирання статичного тиску до ЗП, після ЗП або в горловині ЗП, їх рекомендовано з'єднувати за схемою (на прикладі стандартної діафрагми), яку зображено на рисунку 1.
Рисунок 1 — Схема з'єднання декількох отворів для відбирання
статичного тиску
Під час вимірювання витрати газу тиск середовища рекомендовано вимірювати через окремий отвір у ВТ або в камері усереднення тиску до ЗП, за її наявності.
Допускається застосовувати той самий отвір для відбирання статичного тиску, щоб виміряти перепад тиску на ЗП і тиск середовища.
Вимоги до ЗВ тиску середовища й перепаду тиску та їх монтажу наведено в ГОСТ 8.586.5 (6,2).
5.4.3 Визначення температури середовища
Для розрахунку фізичних характеристик середовища необхідна інформація про його температуру до ЗП в перерізі ВТ, призначеному для відбирання статичного тиску. Для виключення впливу ПТ або його захисної гільзи (за її наявності) на розподіл швидкості потоку в цьому перерізі його розміщують до або після ЗП на деякій відстані від ЗП.
Вимоги до ЗВ температури та розміщення ПТ на ВТ, з врахуванням забезпечення малої різниці температури в перерізі для відбирання тиску І перерізі, вибраному для її вимірювання, наведено в ГОСТ 8,586.5 (б.З).
*> Переріз А - А (до ЗП) і nspspis В - В (після ЗП)5.5 Розрахунок діаметр?® отвору звужувального пристрою та вимірювального трубопроводу в робочих умовах
Діаметри р і D обчислюють за формулами:
d= d^-, (5.4)
D= О20Кт; (5.5)
Kty= 1+aIey(f —20); (5.6)
XT = 1 +oqT(t— 20), (5 7)
де cQey - температурний коефіцієнт лінійного розширення матеріалу ЗП;
а(т - температурний коефіцієнт лінійного розширення матеріалу ВТ.
Температурний коефіцієнт лінійного розширення для різних матеріаліз обчислюють за формулою (Г.1), наведеною в додатку Г.
6 ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ ДО УМОВ ВИМІРЮВАННЯ
Вимоги до звужувального пристрою
ЗП має бути виготовлено, встановлено й застосовано згідно з внмогамк відповідної йому частини комплексу стандартів.
Якщо характеристики ЗП або умови їх застосування виходять за межі, зазначені у відповідній йому частині комплексу стандартів, то слід експериментально визначити коефіцієнт витікання даного ЗП у фактичних умовах його експлуатації,
ЗП має бути виготовлено з ерозісстійкого і корозієстійкого щодо середовища матеріалу, температурний коефіцієнт лінійного розширення якого є відомий в діапазоні зміни температури середовища.
Вимоги до характеристик середовища
Середовище може бути або стискуваним (газ, зокрема суха насичена і перегріта пара), або нестискуваним (рідина).
Середовище повинно бути однофазним і однорідним за фізичними характеристиками. Колоїдні розчини з високим ступенем дисперсності (наприклад, молоко) допускається вважати однофазними. *
Примітка 1. Середовище вважають однорідним, якщо його характеристики (склад, густина, тиск тощо) змінюються в просторі неперервно.
Примітка 2. Середовище вважають однофазним, якщо всі його складники належать до того самого рідинного або газоподібного стану.
Вимоги до параметрів потоку
Витрата середовища повинна бути сталою або повільно змінною в часі. Допускаються пульсації потоку, якщо виконано умову [8] і [9]:
ґї " — 2Ї'5
-£Хла-др)
, (6.1)
де п - кількість вимірювань перепаду тиску за проміжок часу, прийнятий для оцінки пульсацій потоку,
і - номер вимірювання;
Ар, - значення перепаду тиску на ЗП за 1-го вимірювання;
J. л
Ар = — V Ар. - середнє значення перепаду тиску на ЗП. » і-1
Цю умову перевіряють згідно з ГОСТ 8.588.5 (додаток Ж).
Якщо умову (6.1) не виконано, то, за необхідності, яка визначається зацікавленими сторонами, вводять відповідні поправки до показів витратоміра або розраховують оцінку додаткового складника невизначеності результату вимірювань кількості середовища, зумовлену наявністю пульсацій потоку, згідно з ГОСТ 8.586.5 (додаток Ж).
Примітка. Основні положення вимірювання кількості середовища нестаціонарних потоків
наведено в ГОСТ 8 586 5 (додаток Ж}.
Б.3.2 Під час протікання середовища через ЗП його фазовий стан на повинен змінюватися.
Під час вимірювання витрати рідини мінімальний статичний тиск середовища в отворі ЗП повинен бути більшим за тиск насиченої пари середовища.
За наявності небезпеки зміни фазового стану слід збільшити діаметр отвору ЗП і/або робочий тиск.
Під час вимірювання витрати газу його температура в отворі ЗП повинна бути
6.3.5 Швидкість середовища повинна бути меншою за швидкість звуку в цьому середовищі.
7 ВИМОГИ ДО ВИМІРЮВАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДУ ТА ЙОГО ОСНАЩЕННЯ
Загальні положения
ВТ повинен бути круглого перерізу по всій довжині прямолінійних ДІЛЯНОК. Виконання цієї вимоги контролюють візуально, за винятком ділянок у безпосередній близькості від ЗП (довжиною 2D), де таку оцінку може бути дано лише за результатами вимірювань геометричних характеристик перерізу трубопроводу, виконаних відповідно до вимог, які залежать від типу ЗП.
ВТ може бути розташовано горизонтально, вертикально та похило. При цьому ВТ має бути повністю заповнено середовищем.
ЗП має бути встановлено між двома прямолінійними ділянками ВТ, мінімальну довжину яких для кожного типу ЗП наведена у відповідних частинах комплексу стандартів.
Ділянки ВТ, які розташовано безпосередньо до ЗП І після нього, вважають прямолінійними, якщо відхили лінії, утвореної зовнішньою поверхнею трубопроводу і будь- яким повздовжнім перерізом, від прямої лінії на будь-якому відрізку ділянки ВТ не перевищує 0,4 % від довжини відрізка.
Ділянку' ВТ між двома МО до ЗП вважають прямолінійною, якщо відхили від прямолінійності візуально не виявляється.
У разі застосування збірної конструкції ВТ, уступ на стику його секцій не повинен перевищувати встановлених меж, які залежать від типу ЗП і відстані від уступу до ЗП.
- Якщо для виготовлення ВТ використано прямбшовні труби і для відбирання статичного тиску застосовують один окремий отвір, то шов труби на ділянці завдовжки не менше ніж 0,5D, яка міститься безпосередньо перед отвором для відбирання тиску, не повинен бути розташований в секторі поперечного перерізу ВТ з кутом ±30° від осі цього отвору. Якщо для відбирання статичного тиску використовують кільцеву, щілину або декілька взаємно з’єднаних отворів, то шов можабути розташовано в будь-якому секторі.
У разі застосування труб із спіральним зварним швом має бути забезпечено гладку внутрішню поверхню ВТ на доажині 10D до ЗП (або на всій ділянці між ЗП і найближчим донього МО, якщо довжина цієї ділянки не більше 10D) і не менше 4D після ЗП (після труби Бентурі - ке менше 4d), за допомогою її механічного оброблення (внутрішній валик має бути сточено).
Висота внутрішнього шва прямошовної труби, а також внутрішнього валика зварного шва з'єднання секцій ВТ не повинна перевищувати допуску на уступ, встановленого для кожного типу ЗП у відповідних йому частинах комплексу стандартів.
На внутрішній поверхні ВТ не повинні накопичуватися осади у вигляді піску, пилу, металевої. окалини та інших забруднень. Внутрішня поверхня ВТ повинна бути чистою впродовж всього часу вимірювань, всі дефекти поверхні має бути усунено на довжині не менше ніж 10D до ЗГі (або на всій ділянці між ЗП і найближчим до нього МО, якщо довжина цієї ділянки не більше ніж 1OD) і не менше ніж 4D після ЗП (після труби Вентурі - не менше ніж 4с/). Для забезпечення можливості очищення внутрішньої поверхні ВТ рекомендовано з’єднання ділянок ВТ виконувати рознімним. Рознімне з'єднання мас бути не ближче ніж 2D до ЗП.
Допустимі значення Ra для кожного типу ЗП наведено в ГОСТ 8.586.2 (5.3.2.3), ГОСТ 8.586.3 (5.1.6.4, 5.2.6.4), ГОСТ 8.586.4 (6.4.2). Шорсткість внутрішньої поверхні ВТ слід вимірювати приблизно на тих самих ділянках трубопроводу, які використовували для визначення та перевірки внутрішнього діаметра ВТ. Під час визначення Ra слід використовувати прилад для вимірювання шорсткості поверхні з електронним усередненням, що має крок відсічки не менше ніж 0,75 мм і діапазон вимірювання, достатній для вимірювання Ra внутрішньо! поверхні ВТ. Результатом вимірювання Ra вважають середнє значення результатів не менше чотирьох вимірів.
Шорсткість може змінюватися з часом, що слід враховувати під час вибору частоти очищення ВТ або під час перевірки значень Ra.
Середній арифметичний відхил профілю шорсткості Ra допускається обчислювати за формулою:
Ra = RJn. (7.1)
де Ry~ еквівалентна шорсткість згідно з діаграмою Моуді {10).
Еквівалентну шорсткість Ru обчислюють, застосовуючи рівняння Коулбрука-Уайта, за значенням виміряного коефіцієнта гідравлічного тертя за формулою:
-^-=3,71-10’tad—. (7.2)
D ReVk
Коефіцієнт гідравлічного тертя у ВТ обчислюють за формулою:
(7-3)
4нР^~
де - перепад тиску у ВТ на довжині прямолінійної ділянки Іт до ЗП.
w обчислюють за формулою:
ряО;рпР2пР!’ '
Допускається визначати за таблицею Д.1 (додаток Д),
Додаткову інформацію про шорсткість внутрішньої поверхні ВТ наведено в )11).________ 7.1.6 ВТ може бути оснащено дренажними і/або продувними отворами. Дренажні отвори призначено для видалення твердих відкладень і накопичених рідин, а продувні - для видалення газових пробок у рідинному середовищі. Під час виконання вимірювань не допускаються витікання середовища через дренажні та продувні отвори.
Діаметр дренажних та продувних отворів повинен бути не більшим, ніж 0.08D.
У разі застосування окремих отворів для відбирання статичного тиску, дренажні та продувні отвори розміщують на відстані, більшій, ніж 0,50 від отвору для відбирання тиску, відстань вимірюють по прямій лінії між центрами кожного з цих отворів і центром отвору для відбирання тиску, розташованого з тієї самої сторони ЗП. Площини, кожна з яких проходить
