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. ГОСТ 8.566).
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 ГОСТ 8.586.5 (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 илирассчитана с помощью эмпирических или теоретических уравнений или определена графоаналитическим методом.
Требования к методам определения и СИ плотности газа при стандартных условиях приведены в ГОСТ В.5В6.5 (пункт 6.4.2).
Определение давления среды и перепада давления на сужающем устройстве
Давление среды, а также перепад давления на сужающем устройстве измеряют методами и СИ, соответствующими требованиям ГОСТ 8.586.5.
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. ГОСТ 8.586.2 (подраздел 5.2); ГОСТ 8.586.3 (пункты 5.1.5 и 5.3.3); ГОСТ 8.586.4 (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.к-А
В-В
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. ——і
Требования к СИ давления среды и перепада давления и их монтажу приведены в ГОСТ В.586.5 (подраздел 6.2).
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. ——і
Требования 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 ГОСТ 8.586.5 (подраздел 6.3).
Расчет диаметра отверстия сужающего устройства и измерительного трубопровода в рабочих условиях
Значения диаметров d и D рассчитывают по формулам:
tfe<Wcy'.
В = ад; (5-5)
^у= і + а/су('--2&); <5-6)
Kj.= 1 + o/T(r-20), ts.7)
где а,су — температурный коэффициент линейного расширения материала СУ;
а, т — температурный коэффициент линейного расширения материала ИТ.
Значения температурного коэффициента линейного расширения для различных материалов рассчитывают по формуле (Г.1), приведенной в приложении Г.
Общие требования к условиям измерений
Требования к сужающему устройству
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.
СУ должно быть изготовлено из коррозионно-эрозионно-стойкого по отношению к среде материала, температурный коэффициент линейного расширения которого известен в диапазоне изменения температуры среды.
Требования к свойствам среды
Среда может быть либо сжимаемой (газ, в том числе сухой насыщенный и перегретый пар), либо несжимаемой (жидкость).
Среда должна быть однофазной и однородной по физическим свойствам. Коллоидные растворы с высокой степенью дисперсности (например, молоко) допускается считать однофазными.
Примечания
Среда считается однородной, если ее свойства (состав, плотность, давление и др.) изменяются в пространстве непрерывно.
Среда считается однофазной, если все ее составляющие части принадлежат к одному и тому же жидкому или газообразному состоянию.
.3 Требования к параметрам потока
Расход среды должен быть постоянным или медленноизменяющимся во времени.
Допускаются пульсации потока, если выполняется условие [8] и (9):
P-£tM-4p)2'l <р 1 (6-1)
Др
где л — число измерений перепада давления за интервал времени, принятый для оценки пульсаций потока;
номер измерения;
bp,- — значение перепада давления на СУ при /-м измерении;
j «
△/> =—Удр,-— среднее значение перепада давления на СУ.
" м ___
Проверку данного условия выполняют в соответствии с ГОСТ 8.588.5 (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 ГОСТ 8.586.5 (приложение Ж).
Примечание — Основные положения измерения количества среды нестационарных потоков приве- дены в ГОСТ В.588.5 (приложение Ж).
При течении среды через СУ ее фазовое состояние не должно изменяться.
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.
При измерении расхода газа его температура в отверстии СУ должна быть выше температуры точки росы по влаге и температурь! конденсации газа.
Температуру газа в отверстии СУ 7q по температуре газа Т, измеренной в ИТ, рассчитывают по формуле
Т0.Г^_^“5Г, (6.2)
При наличии опасности нарушения данного условия следует повысить температуру газа и (или) понизить его давление. Если среда является газом, то отношение перепада давления на СУ к давлению среды должно быть не более 0,25.
Значения чисел Re должны находиться в диапаэонегустановленном в ГОСТ8.5В6.2 (пункт 5 3.1), ГОСТ В.586.3 (подпункты 5.1.6.1,5.2.6.1,5.3.4.1), ГОСТ 8.5В6.4 (пункты 5.5.2, 5.5.3, 5.5.4), для соответствующего типа СУ.
3.5 Скорость среды должна быть меньше скорости звука в этой среде.
Требования к измерительному трубопроводу и его оснащению
Общие положення
ИТ должен быть круглого сечения по всей длине прямолинейных участков. Выполнение данного требования контролируют визуально, за исключением участков в непосредственной близости от СУ (длиной 2Р), где такая оценка может быть дана только по результатам измерений геометрическиххарак- теристик сечения трубопровода, выполненных в соответствии стребованиями, зависящими от типа СУ.
ИТ может быть расположен горизонтально, вертикально и наклонно. При этом ИТ должен быть полностью заполнен средой.
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, отпрямой линии налюбом отрезке участка ИТ не превышаете,4 % длины отрезка.
Участок ИТ между двумя МО до СУ считают прямолинейным, если отклонение от прямолинейности визуальноне обнаруживается.
При применении составной конструкции ИТ, уступ на стыке его секций не должен превышать установленных пределов, зависящих от типа СУ и расстояния от уступа до СУ.
Если для изготовления ИТ использованы прямошовные трубы и для отбора статического давления применяют одно отдельное отверстие, то шов трубы на участке длиной не менее 0,5 Д расположенном непосредственно перед отверстием дляотбора давления, недолжен располагаться в секторе поперечного сечения ИТ суглом±30* от оси данного отверстия. Если для отбора статического давления используют кольцевую щель или несколько взаимно соединенных отверстий, то шов может быть расположен в любом секторе.
При применении труб со спиральным сварным швом должна быть обеспечена гладкая внутренняя поверхность ИТ на длине 1ОД до СУ (или на всем участке между СУ и ближайшим до него МС, если длина этого участка не более 1DD) и не менее 4D после СУ (после трубы Вентури — не менее Ad), путем ее механической обработки (внутренний валик должен быть сточен).
Высота внутреннего шва прямошовной трубы, а также внутреннего валика сварного шва соединения секций ИТ не должна превышать допуска на уступ, установленного для каждого типа СУ в соответствующих ему частях комплекса стандартов.
На внутренней поверхности ИТ не должны скапливаться осадки в виде п еска, пыли, металлической окалины и других загрязнений. Внутренняя поверхность ИТ должна быть чистой в течение всего времени измерений, все дефекты поверхности должны быть устранены на длине не менее 102)до СУ (или на всем участке между СУ и ближайшим до него МС, если длина этого участка не более ЮР) и не менее 4Dпосле СУ (после трубы Вентури — не менее Ad). Для обеспечения возможности очистки внутренней поверхности ИТ рекомендуется соединенна участков ИТ выполнять разъемными. Разъемное соединение должно располагаться не ближе 2D до СУ.
Допускаемые значения Ra для каждого типа СУ приведены в ГОСТ 8.586.2 ^подпункт 5.3.2.3), ГОСТ 8.586.3 (подпункты 5.1.6.4,5.2.6.4), ГОСТ 8,586.4 (пункт 6.4.2). Шероховатость внутренней поверхности ИТ следует измерять приблизительно на тех же участках трубопровода, которые использовались для определения и проверки внутреннего диаметра ИТ. При определении Ra следует использовать прибор для измерения шероховатости поверхности с электронным усреднением, имеющий шаг отсечки не менее 0,75 мм и диапазон измерений, достаточный для измерения значений Ra внутренней поверхности ИТ. В качестве результата измерений Ла принимают среднее значение результатов не менее четырех измерений.
Шероховатость может изменяться со временем, что следует учитывать при выборе частоты чистки ИТ или проверки значений Ra,
Значение Ra допускается рассчитывать по формуле
= (7 1)
где — эквивалентная шероховатость согласно диаграмме Моуди [10]
Значение 7?ш рассчитывают, используя уравнение Коулбрука — Уайта, по значению измеренного коэффициента гидравлического трения по формуле
1?'2)
D * Re Л
Коэффициент гидравлического трения в ИТ рассчитывают по формуле
?. - 2A?1jP , (7-3)
CwP*2 ’
где Др, — перепад давления в ИТ на длине прямолинейного участка 1„ до СУ.
Значение w рассчитывают по формуле
- _ _ 4gcPc _ 4?, (7.4)
pnD1рл£>г яЛ1
Допускается значения определять по таблице Д.1 (приложение Д).
Дополнительная информация о шероховатости внутренней поверхности ИТ приведена в [11]
ИТ может быть оснащен дренажными и (или) продувочными отверстиями. Дренажные отвер- сгия предназначены для удаления твердых отложений и накопившихся жидкостей, а продувочные — для удаления газовыхпробокв жидкой среде. В процессе выполнения измерений не допускаются утечки среды через дренажные и продувочные отверстия.
Диаметр дренажных и продувочных отверстий должен быть не более 0,08.0.
При применении для отбора статического давления отдельных отверстий дренажные и продувочные отверстия размещают на расстоянии более 0.5Д от отверстия для отбора давления. Расстояние определяютпо прямой линии между центрами каждого из этих отверстий и центром отверстия для отбора давления, расположенного с той же стороны СУ. Плоскости, каждая из которых проходит через ось одного из указанных отверстий и ось трубопровода, должны находиться по отношению друг к другу под углом не менее 30*.
При применении кольцевых щелей для отбора статического давления, ограничение на расстояние между каждым из отверстий и кольцевой щелью не накладывается.
Допускается дренажные и (или) продувочные отверстия выполнять в корпусе камер усреднения. На рисунке 2 приведен вариант размещения дренажных или продувочных отверстий в корпусе камер усреднения.
1 — отвар давления до СУ, 2 — направленна потока; 3— отвод давления после СУ; диафрагма; 5— дренажные и (или) продувочные отверстия
