В.3.2 Поправочный коэффициент на шероховатость внутренней поверхности ИТ при относительной шероховатости Rш/D £ 30×10-4 определяют в соответствии с [11] по формуле
Кш = 1 + b4r0ARe. (В.27)
где
при 104 < Re < 106, (В.28)
ARe = 1 при Re ³ 106, (В.29)
для сопел ИСА 1932 и сопел Вентури
(В.30)
для диафрагм
(В.31)
Значение коэффициента Кш принимают равным единице при Re £ 104 или для диафрагм при выполнении условия (8.6), а для сопел ИСА 1932 и сопел Вентури - условия (9.4), а также при Кш £ 1,0005.
В.3.3 Шероховатость внутренней поверхности ИТ зависит от материала ИТ, способа его производства, свойства транспортируемой среды, продолжительности эксплуатации. По форме, размерам и распределению на внутренней поверхности ИТ шероховатость, с которой встречаются на практике, нерегулярна.
В.3.4 Для ИТ с естественной шероховатостью определяют эквивалентную шероховатость Rш через коэффициент гидравлического трения в ИТ l и число Рейнольдса Re по формуле Коулбрука
. (В.32)
Коэффициент гидравлического трения в ИТ определяют экспериментально из уравнения
(В.33)
где Dpt - перепад давления в ИТ на длине lDp перед сужающим устройством;
и - скорость движения среды, определяемая по формуле
(В.34)
В.3.5 Если погрешность определения коэффициента гидравлического трения в ИТ составляет не более ±10 %, то погрешность определения поправочного коэффициента на шероховатость рассчитывают по формуле
dш = 0,5(Kш - 1) × 100. (В.35)
В.3.6 Если экспериментально определить коэффициент гидравлического трения в ИТ невозможно, то определять шероховатость допускается по таблице Б.1. В этом случае погрешность определения поправочного коэффициента на шероховатость рассчитывают по формуле
dш = (Kш - 1) × 100. (В.36)
В.4 Острота входной кромки диафрагмы
В.4.1 Контроль остроты входной кромки диафрагмы (далее - кромка) по 8.1.6.2 путем наблюдения невооруженным глазом отражения светового луча от се (кромки) поверхности позволяет выявить закругление кромки радиусом более 0,05 мм. При диаметре отверстия диафрагмы более 125 мм такой контроль вполне достаточен, поскольку радиус закругления кромки не превышает 0,0004d.
Однако при существующих методах обработки диафрагм сложно получить кромку острее чем 0,05 мм. Это обстоятельство не позволяет удовлетворить требования 8.1.6.2 при диаметрах отверстий диафрагм менее чем 125 мм.
В.4.2 Увеличение относительного радиуса закругления кромки (rк / d) приводит к увеличению коэффициента истечения диафрагмы. Отношение коэффициента истечения диафрагмы с притупленной кромкой (rк / d > 0,0004) к коэффициенту истечения диафрагмы с острой кромкой (rк / d £ 0,0004) называют поправочным коэффициентом на притупление входной кромки Kп. Влияние притупления входной кромки диафрагмы на значения расхода учитывают путем умножения коэффициента Kп на коэффициент истечения, рассчитанный в соответствии с настоящим стандартом.
В.4.3 Поправочный коэффициент на притупление входной кромки при d < 125 мм (а при d ³ 125 мм Kп = 1) определяют по формуле
(В.37)
где - средний за межповерочный интервал радиус закругления входной кромки диафрагмы. Эта формула определена по данным [11].
В.4.4 Исследованиями [12] установлено, что кромка диафрагмы в различных средах притупляется в процессе непрерывной эксплуатации по закону
rk = 0,195 - (0,195 - Rн) (В.38)
где tп.п - межповерочный интервал, годы;
t - относительное время эксплуатации диафрагмы
(В.39)
tт - текущее время эксплуатации диафрагмы, годы;
rн - начальное значение радиуса закругления входной кромки диафрагмы, определяемое путем измерений или устанавливаемое равным 0,05 при t = 0 (см. также В.4.5 и В.4.6), мм.
Средний радиус закругления входной кромки диафрагмы за межповерочный период рассчитывают по формуле
(В.40)
При этом следует иметь в виду, что при tп.п = 0
при tп.п = 1 год
(В.41)
В.4.5 При экспериментальном определении начального радиуса закругления входной кромки диафрагмы с погрешностью ±10 % погрешность определения поправочного коэффициента на притупление входной кромки диафрагмы dк рассчитывают по формуле
dк = 0,5(Kп - 1) × 100. (В.42)
В.4.6 Если экспериментальное определение начального радиуса закругления не представляется возможным, то его принимают равным 0,05 мм. В этом случае погрешность определения поправочного коэффициента на притупление входной кромки диафрагмы рассчитывают по формуле
dк =(Kп - 1) × 100. (В.43)
В.5 Физические свойства материала диафрагмы
В таблицах В.2 и В.3 приведены физические свойства сталей, чаще всего применяемых для изготовления диафрагмы, принимаемые во внимание при расчете се толщины (см. также ГОСТ 14249 и [9]).
Приведенные в таблицах В.2 и В.3 значения параметров зависят от температуры и процесса термообработки материала, поэтому для конкретных расчетов толщины диафрагмы рекомендуется эти данные получить от изготовителя.
Таблица В.2 - Предел текучести материалов
|
Марка стали |
Предел текучести s- при температуре 20 °С, МПа |
Марка стали |
Предел текучести s- при температуре 20 °С, МПа |
|
ВСт3 |
250 |
15ХМ |
233 |
|
08 |
196 |
15Х5М |
220 |
|
10 |
195 |
12Х17 |
245 |
|
15 |
225 |
15Х11МФ |
490 |
|
20 и 20К |
220 |
14Х17Н2 |
834 |
|
30 |
294 |
12Х18Н9Т |
196 |
|
35 |
314 |
12Х18Н10Т |
240 |
|
12МХ |
220 |
15Х12ВНМФ |
588 |
|
12ХМ |
220 |
08Х18Н10Т |
210 |
|
20Х23Н13 |
294 |
36Х18Н25С2 |
343 |
Таблица В.3- Модуль упругости материалов
|
Сталь |
Модуль упругости, 10-3 МПа, при температуре, °С |
||||||||||||
|
20 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
700 |
|
|
Углеродистая и низколегированная |
199 |
191 |
186 |
181 |
176 |
171 |
164 |
155 |
140 |
- |
- |
- |
- |
|
Теплоустойчивая и коррозионно-стойкая хромистая |
215 |
215 |
205 |
198 |
195 |
190 |
184 |
178 |
171 |
163 |
154 |
140 |
- |
|
Жаропрочная и жаростойкая аустенитная |
200 |
200 |
199 |
197 |
194 |
190 |
185 |
180 |
174 |
167 |
160 |
152 |
132 |
(информационное)
1 ISO 5167-1:1991 (Е) Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices. Part 1: Orifice plates, nozzles and Venturi tubes inserted in circular cross-section conduits running full
2 ISO/TR 3313:1992 (Е) Measurement of pulsating fluid flow in a pipe by means of orifice plates, nozzles or Venturi tubes
3 ISO/TK 30/SC2/8 N6 P: 1990 Code of practice of ISO 5167
4 ISO 4006:1991 Measurement of fluid flow in glosed conduits - Vocabulary and symbols
5 РД 50-213-80. Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами. - М.: Изд-во стандартов, 1982
6 Нестеренко Б.Н. и др. Расчет погрешности измерения расхода при сокращенной длине прямого участка трубопровода перед расходомером // Сб. трудов ВНИИФТРИ / Метрологические исследования в области измерения расхода и количества веществ. - М., 1984
7 Правила 28-64. Измерения расхода жидкостей, газов и паров стандартными диафрагмами и соплами. - М.: Изд-во стандартов, 1980
8 Kothari K. M., Brennan J. A., Corter J. The Effect of Tube Bundle Flow Conditioners on Orifice Meter Discharge Coefficients. International gas research conference. - 1989
9 Правила, устройства безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. - М.: Изд-во Госнадзор, 1989
10 Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.: Машиздат, 1975
11 VDI 2040, Blatt 1.1971. Berehnungsgrundlagen fur die Durchflußmessung mit Drosselgeraten. Durchflußzahlen und Expansionszahlen genormter Drosselgeräte und Abweichungen von den Normvorschriften
12 Расчет и конструирование расходомеров / Под редакцией П. П. Кремлевского. - Л.: Машиздат, 1978
Ключевые слова: расход, количество, среда, перепад давления, диафрагмы, сопла, трубы Вентури, сечение
