5Л.6 Коэффициенты сопел ИСА 1932
Границы применения
Сопла ИСА 1932 применяют при следующих условиях:
0,05 м < D < 0,50 м;
0,3 <р <0,8;
7 • 104 < Re < 107 при 0,30 2 ₽ < 0,44;
2 • 104 < Re 2107 при 0,44 2 р <0,80.
Коэффициент истечения
Коэффициент истечения сопел ИСА 1932 определяют по формуле
Ґ 6Ў15
С = 0,99 — 0,2262 р4-1 — (0,00175 р2 — 0,0033 р4'15) — . (5.1)
I Re j
Коэффициент расширения
Коэффициент расширения сопел ИСА 1932 рассчитывают по формуле
к"V <_n4 Vf—'і
є = Л П— - 2_А L_2 I (5.2)
К к-! Д1-₽4такЛ 1~т )
где т = 1-Др/р.
Формулу (5.2) применяют только для значений р, D и Re, указанных в 5.1.6.1, при условии:
Д р/р 20,25.
Поправочный коэффициент, учитывающий шероховатость внутренней поверхности измерительного трубопровода
Если значение среднеарифметического отклонения профиля шероховатости Ra на участке ИТ длиной не менее 10D до сопла не более значения, указанного в таблице 1, то поправочный коэффици- ент /Сш принимают равным единице.
Таблица 1 — Значения относительной шероховатости ИТ для сопел ИСА 1932, превышение которых требует расчета значения Кш
|
₽ |
<0,35 |
0,36 |
0,38 |
0,40 |
0,42 |
0,44 |
0,46 |
0,48 |
0,50 |
0,60 |
0,70 |
0,77 |
0,80 |
|
10* Ra ID |
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 Ra — в соответствии с ГОСТ 8.556.1 (пункт 7.1.5).
|
Для промежуточных значений р, не указанных в таблице 1, значения На определяют путем линей- |
|
ной интерполяции табличных данных по формуле |
|
1 Q<Ra/D = ^..-^2 ф_р ) +Ra•, |
|
Р,-Р2 |
|
где р,, Ло,—ближайшее большее к величине р значение относительного диаметра сопла и со- |
|
ответствующее ему значение 104Ra/D, указанные в таблице 1; |
|
р2, Ла2 — ближайшее меньшее к величине р значение относительного диаметра сопла и соответ- |
|
ствующее ему значение 104Ra/D, указанные в таблице 1. |
|
Если значение среднеарифметического отклонения профиля шероховатости Ra превышает зна- |
|
чение, указанное в таблице 1, а значение эквивалентной шероховатости /?ш не более 30D/104, то по- |
|
правочный коэффициент Кш рассчитывают по формуле |
|
= Q045lg^104 }-Д025 , (5’3) |
|
где ARb = при ю4 < Re < 105; |
|
АНв = 1 при Re £1O6; |
|
Rw— эквивалентная шероховатость, определяемая в соответствии с ГОСТ 8.586.1 (пункт 7.1.5). |
Неопределенности коэффициентов
Неопределенность коэффициента истечения
Неопределенность коэффициента истечения сопел ИСА 1932 при условии, что неопределенности ри Re равны нулю, имеет следующие значения;
U'c =0,8 — для р<0,6;
и'с°о = (2 р-0,4) — для р> 0,6.
Неопределенность коэффициента расширения
Неопределенность коэффициента расширения сопел ИСА 1932 при условии, что неопределенности р. д р/р и к равны нулю, рассчитывают по формуле
U'ta=2лр/р.
Неопределенность поправочного коэффициента, учитывающего шероховатость внутренней поверхности измерительного трубопровода
Неопределенность поправочного коэффициента Кш для сопел ИСА 1932 рассчитывают по формулам:
К — 1
прикш>1;
I'llj
t^=0 приКш=1,
где 1А — неопределенность результата определения Яш.
При определении по ГОСТ 8.586.1 (таблица Д.1 приложения Д) неопределенность U'Ruj принимают равной значению, указанному в таблице.
При определении по уравнению Коулбрука-Уайта (см. ГОСТ 8.586.1 (формула 7.1)] неопределенность определяют на основе нормы неопределенности результатов измерений применяе- мой методики выполнения измерений.
Потери давления
Потери давления на сопле ИСА 1932 рассчитывают по формуле
(5.4)
Потеря давления соответствует разности значений статического давления, измеренного на расстоянии приблизительно 1D до сопла и 6D после него.
К
(5-5)
оэффициент гидравлического сопротивления для сопла рассчитывают по формулеКщСр2
5.2 Эллипсное сопло
Общий вид
Существуют две разновидности эллипсных сопел, отличающихся требованиями к изготовлению их внутренней профильной части:
сопла с большим относительным диаметром горловины (0,25 2 р s 0,8);
сопла с малым относительным диаметром горловины (0,20 < р 0,5).
Для значений р между 0,25 и 0,5 профильную часть сопла можно изготовлять в соответствии стре- бованиями 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.
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.
Рисунок 2 — Эллипсное сопло
0,25 < Р £ 0,8
0,2 р £0,5
Профиль эллипсного сопла большого относительного диаметра горловины
Профиль сопла (см. рисунок 2) образован:
сужающейся частью сопла А;
внутренней цилиндрической поверхностью горловины В;
поверхностью выходного торца сопла С.
Внутренний контур сужающейся части сопла А в осевом сечении имеет форму дуги в «четверть эллипса».
Центр эллипса расположен на расстоянии DI2 от оси сопла. Больший радиус эллипса параллелен оси сопла и равен DI2. Меньший радиус эллипса равен (D — d)/2. Профиль сужающейся часть сопла А 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.
Горловина В имеет диаметр d и длину 0,6с/.
Значение d рассчитывают в соответствии с ГОСТ 8.586.1 [формула (5.4)]. За значение диаметра с/20 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 %.
Расстояние между стенкой ИТ и внешней лицевой стороной горловины должно быть не менее 3 мм.
Толщина /-/должна быть не менееЗ мм и не более 0.15D. Толщина стенки горловины Гдол- жна быть не менее Змм при D> 0,065 м. Если D <0,065 м, то F должна быть не менее 2 мм и достаточной для предотвращения деформации сопла.
.Є Внутренняя поверхность сопла должна быть отполирована до значения Ra < 10~*d.
.7 Форму внешней части сопла и чистоту ее обработки не регламентируют, но обеспечивают выполнение требований, изложенных в 5.2.2.4, 5.2.2.5 и в последнем абзаце 5.2.1.
Профиль эллипсного сопла малого относительного диаметра горловины
Требования, приведенные в 5.2.2 к соплу большого относительного диаметра горловины, следует применять также к соплу малого относительного диаметра горловины, за исключением требований к форме эллипса, которые указаны в 5.2.3.2.
Сходящаяся часть А сопла имеет форму четверти эллипса. Центр эллипса находится на расстоянии (7/6) d от оси сопла. Больший диаметр эллипса параллелен оси сопла. Значение большего радиуса эллипса равно d. Значение меньшего радиуса эллипса равно (2/3) d.
Материал и изготовление
Эллипсное сопло изготовляют из любого материала [см. ГОСТ 8.586.1 (пункт 6.1.2)], любым способом при условии, что оно соответствует установленным требованиям.
Отверстия для отбора давления
Отбор статического давления до и после эллипсного сопла выполняют с помощью либо отдельных отверстий, либо нескольких взаимно соединенных отверстий.
Отверстие для отбора давления до сопла располагают таким образом, чтобы ось отверстия располагалась от входной торцевой поверхности сопла на расстоянии .
Ось отверстия для отбора давления после сопла должна находиться на расстоянии (0,50 ± 0,01 )D от входной торцевой поверхности сопла. Если сходящаяся часть А сопла изготовлена в соответствии с требованиями 5.2.3.2, то при₽< 0,3188 ось отверстия располагают от входной торцевой поверхности сопла на расстоянии 1,6сСцо2о-
При измерении расстояния между осью отверстия и входной торцевой поверхностью сопла учитывают толщину прокладок и(или) уплотнительного материала.
Оси отверстия для отбора давления и ИТ должны пересекаться под прямым углом в пределах ± 3°.
В месте выхода в ИТ отверстие должно иметь круглое сечение. Кромки отверстия должны быть заподлицо с внутренней поверхностью ИТ. Для ликвидации заусенцев на кромке отверстия допускается ее притупление радиусом не более одной десятой диаметра отверстия.
Не допускаются какие-либо неровности на поверхности отверстия и на внутренней поверхности ИТ вблизи от отверстия. Соответствие отверстий для отбора давлений установленным требованиям проверяют визуально.
Диаметр отверстий для отбора давления должен быть не более 0.13D и не более 13 мм. При выборе диаметра отверстия учитывают необходимость исключения его случайного засорения.
Отверстия, расположенные до и после сопла, должны иметь одинаковый диаметр с допускаемым отклонением не более 0,1 мм.
Отверстие должно быть круглым и цилиндрическим на глубине не менее 2,5 внутренних диаметров этого отверстия.
Оси отверстий для отбора давления до и после сопла могут быть расположены в различных осевых плоскостях, проходящих через ось ИТ.
Коэффициенты эллипсных сопел
Границы применения
Эллипсные сопла применяют при следующих условиях:
0,05 м £D £0,63 м;
0,2 sp £ 0,8;
104 £ Re £ Ют;
Ra/D £3,2-10-’.
Значение Ra определяют s соответствии с требованиями, изложенными в ГОСТ 8.586.1 (пункт 7.1.5).
Коэффициент истечения
Коэффициент истечения эллипсных сопел с большим и малым относительным диаметром рассчитывают по формуле
( 5.6)
Коэффициент расширения
Коэффициент расширения эллипсных сопел определяют по 5.1.6.3.
Є.4 Поправочный коэффициент, учитывающий шероховатость внутренней поверхности измерительного трубопровода
При Ra/D <3,2 ■ 10й поправочный коэффициент Кы для эллипсных сопел равен единице.
5.2.7 Неопределенности коэффициентов
Неопределенность коэффициента истечения
Неопределенность коэффициента истечения U'Ca эллипсных сопел при условии, что неопределенности р и Re равны нулю, имеет значение 2,0 % для всех значений р от 0,2 до 0,8.
Неопределенность коэффициента расширения
Неопределенность коэффициента расширения эллипсных сопел рассчитывают по формуле
14 = 2Др/р.
5.2.8 Потери давления
Потери давления на эллипсном сопле определяют в соответствии с 5.1.8.
5.3 Сопла Вентури
Общий вид
Профиль сопла Вентури приведен на рисунке 3. Он состоит из входной торцевой поверхности, перпендикулярной к осевой линии сопла, сужающейся части с закругленным профилем, цилиндрической горловины и диффузора.
1
d < 2D/3 а
d > 2D13 б
— укороченное сопло Вентури; 2 — неукороченное сопло Вентури1.2 Входная торцевая поверхность и сужающаяся часть сопла Вентури аналогичны торцевой поверхности и сужающейся части сопла ИСА 1932 (см. рисунок 1).
Входная торцевая плоскость А ограничена окружностями диаметром 1,5с/и диаметром D.
При d = 20/3 радиальная ширина этой плоской части сопла равна нулю.
При d > 2D/3 сопло не имеет плоской части в пределах окружности диаметром D. В этом случае сопло изготовляют, как если бы D был больше чем 1,5с/, а затем отсекают часть сопла таким образом, чтобы плоская торцевая часть сопла имела внутренний диаметр, равный D (см. 5.1.2.7 и рисунок 16).
