ГОСТ 8.563.1-97
Группа Т86
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА И КОЛИЧЕСТВА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
МЕТОДОМ ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ
ДИАФРАГМЫ, СОПЛА ИСА 1932 И ТРУБЫ ВЕНТУРИ, УСТАНОВЛЕННЫЕ
В ЗАПОЛНЕННЫХ ТРУБОПРОВОДАХ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ
Технические условия
State system for ensuring the uniformity of measurements.
Measurement of liquids and gases flow rate and quantity by differential
pressure method. Orifice plates, nozzles ISA 1932 and Venturi tubes inserted
in circular cross-section filled conduits. Specifications
ОКСТУ 0008
Дата введения 1999-01-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Фирмой "Газприборавтоматика" РАО "Газпром", Всероссийским научно-исследовательским институтом расходометрии (ВНИИР) Госстандарта России, Научно-производственным объединением "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева" (НПО "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева") Госстандарта России
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 11-97 от 25 апреля 1997 г.)
За принятие проголосовали
Наименование государства | Наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджанская Республика
Республика Армения
Республика Белоруссия
Грузия
Республика Казахстан
Киргизская Республика
Республика Молдова
Российская Федерация
Республика Таджикистан
Туркменистан
Республика Узбекистан | Азгосстандарт
Армгосстандарт
Госстандарт Белоруссии
Грузстандарт
Госстандарт Республики Казахстан
Киргизстандарт
Молдовастандарт
Госстандарт России
Таджикгосстандарт
Главная государственная инспекция Туркменистана Узгосстандарт |
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 11 декабря 1997 г. № 410 межгосударственный стандарт ГОСТ 8.563.1-97 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1999 г.
4 ВЗАМЕН ГОСТ 23720-79, ГОСТ 26969-86, РД 50-213-80, МИ 2204-92, МИ 2346-95
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1 Настоящий стандарт распространяется на измерение расхода и количества жидкостей и газов (далее - среда) методом переменного перепада давления с использованием стандартных сужающих устройств (далее - СУ) в качестве первичных измерительных преобразователей.
1.2 Стандарт распространяется на измерение расхода и количества текучих сред:
- стационарных или медленно изменяющихся во времени;
- скорость которых в отверстии СУ меньше скорости распространения звука в них;
- находящихся в одной фазе;
1.3 Стандарт устанавливает требования к геометрическим размерам и условиям применения СУ (диафрагм, сопел ИСА 1932, труб Вентури), установленных в трубопроводах круглого сечения, полностью заполненных средой.
1.4 Стандарт устанавливает требования к параметрам и условиям применения СУ, для которых коэффициенты истечения были определены экспериментально.
1.5 Стандарт соответствует международным стандартам [1], [2], [3], [4].
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8.563.2-97 ГСИ. Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления. Методика выполнения измерений с помощью сужающих устройств
ГОСТ 2939-63 Газы. Условия для определения объема
ГОСТ 14249-89 (СТ СЭВ 1040-88, СТ СЭВ 1041-88) Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность
ГОСТ 15528-86 Средства измерений расхода, объема или массы протекающих жидкости и газа. Термины и определения
ГОСТ 24856-81 (СТ СЭВ 1572-79, ИСО 6552-80) Арматура трубопроводная промышленная. Термины и определения
ГОСТ 30319.0-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Общие положения
ГОСТ 30319.1-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение физических свойств природного газа, его компонентов и продуктов его переработки
ГОСТ 30319.2-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение коэффициента сжимаемости
ГОСТ 30319.3-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение физических свойств по уравнению состояния
3 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Термины, используемые в стандарте, соответствуют [4] и ГОСТ 15528.
3.1 Измерения давления и перепада давления
3.1.1 Отверстие для отбора давления - круглое отверстие в стенке измерительного трубопровода (далее - ИТ) или корпуса камеры СУ, служащее для передачи давления к средству измерений. Отверстие для отбора давления располагают на входе СУ (далее - перед СУ) и на выходе СУ (далее - за СУ).
3.1.2 Давление среды в ИТ - давление, измеренное в месте расположения отверстия для отбора давления перед СУ.
3.1.3 Перепад давления на СУ - разность между статическими давлениями среды, измеренными через отверстия для отбора давления перед и за СУ, если они расположены на одной высоте. Если отверстия для отбора давления расположены на разных высотах, то учитывают и статическое давление, обусловленное разностью высот расположения этих отверстий.
3.2 Стандартные сужающие устройства
3.2.1 Отверстие или горловина СУ - круглое отверстие в СУ, имеющее минимальное поперечное сечение, соосное ИТ.
3.2.2 Стандартная диафрагма (далее - диафрагма) - диск с круглым отверстием, имеющий острую прямоугольную входную кромку.
3.2.3 Сопло ИСА 1932 - СУ с круглым отверстием, имеющее на входе плавно сужающийся участок с профилем, образованным двумя сопрягающимися дугами, переходящий в цилиндрический участок на выходе, называемый "горловиной".
3.2.4 Расходомерная труба Вентури (далее - труба Вентури) - СУ с круглым отверстием, имеющее на входе конический сужающийся участок, переходящий в цилиндрический участок, соединенный на выходе с расширяющейся конической частью, называемой "диффузором".
Сопло Вентури - труба Вентури с сужающимся входным участком в виде сопла ИСА 1932.
3.2.5 Относительный диаметр отверстия СУ - отношение диаметра отверстия (или горловины) СУ к внутреннему диаметру ИТ перед СУ при рабочей температуре среды
_______________
* Перечень и пояснения условных обозначений параметров, используемых в разделе 3, приведены в разделе 4 настоящего стандарта
Относительный диаметр отверстия (или горловины) трубы Вентури - отношение диаметра горловины к диаметру входного цилиндрического участка в сечении, проходящем через оси отверстий для отбора давления перед СУ.
Относительная площадь СУ - относительный диаметр отверстия СУ, возведенный в квадрат.
3.3 Параметры потока
3.3.1 Расход среды (далее - расход) - количество среды, протекающей через отверстие или горловину СУ в единицу времени.
Массовый расход выражают массой среды в единицу времени, объемный расход при рабочих условиях измерений - действительным объемом среды в единицу времени, стандартный объемный расход - приведенным к стандартным условиям в соответствии с требованиями ГОСТ 2939 объемом среды в единицу времени.
3.3.2 Число Рейнольдса характеризует отношение силы инерции к силе вязкости потока
3.3.3 Показатель изоэнтропии (адиабаты) является термодинамической характеристикой потока сжимаемых сред, отображающей термодинамический процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой. Показатель изоэнтропии равен отношению относительного изменения давления к соответствующему относительному изменению плотности при обратимом адиабатическом (изоэнтропическом) процессе.
В общем случае коэффициент истечения зависит от типа СУ (потери энергии на нем), места расположения отверстий для отбора давления, от относительного диаметра отверстия СУ, числа Рейнольдса, неравномерности распределения скоростей по сечению (вызванной местными сопротивлениями и шероховатостью трубопровода), остроты входной кромки (у диафрагм) и т. д.
Геометрическое подобие различных СУ характеризуют равенством отношений одних и тех же геометрических размеров СУ к диаметру ИТ.
Гидродинамическое подобие потоков (независимо от рода среды) характеризуют равенством чисел Рейнольдса.
3.3.5 Формула (3.3) дает различные значения коэффициентов истечения для несжимаемых и сжимаемых сред.
Коэффициент расширения зависит от отношения перепада давления к давлению на входе в СУ, показателя изоэнтропии, типа СУ и относительного диаметра отверстия СУ.
Коэффициент расширения равен единице для несжимаемой среды и меньше единицы для сжимаемой среды
Приведенные в разделах 8, 9 и 10 уравнения, по которым определяют коэффициенты расширения, представляют собой для диафрагм результат аппроксимации экспериментальных данных, а для сопел - результат решения уравнения, выведенного из общего уравнения энергии потока в случае изоэнтропийного процесса.
3.4 Параметры шероховатости
Значения этого параметра могут быть измерены с помощью выпускаемой промышленностью аппаратуры (например, профилометров или образцов шероховатости).
4 ОБОЗНАЧЕНИЯ
4.1 Обозначения параметров
Основные условные обозначения параметров приведены в таблице 1.
Таблица 1
Условные обозначения параметров
Условное обозна- чение |
Наименование параметра | Размерность:  - масса,  - длина,  - время,  - температура |
Единица физической величины |
|
Коэффициент истечения |
Безразмерная величина | - |
 | Коэффициент истечения, рассчитанный при числе Рейнольдса, стремящемся к бесконечности | Безразмерная величина | - |
 | Диаметр отверстия или горловины СУ при рабочей температуре среды | | м |
 | Диаметр отверстия или горловины СУ при температуре 20 °С | | м |
| Внутренний диаметр ИТ на входе в СУ или входного цилиндрического участка классической трубы Вентури при рабочей температуре среды | | м |
 | Внутренний диаметр ИТ на входе в СУ или входного цилиндрического участка трубы Вентури при температуре 20 °С | | м |
 | Коэффициент скорости входа | Безразмерная величина | - |
 | Поправочный коэффициент на притупление входной кромки отверстия диафрагмы | Безразмерная величина | - |
 | Поправочный коэффициент на шероховатость внутренней поверхности ИТ | Безразмерная величина | - |
 | Поправочный коэффициент на число Рейнольдса | Безразмерная величина | - |
 | Абсолютная длина | | м |
 | Относительная длина  | Безразмерная величина | - |
 | Абсолютное давление среды перед СУ |  | Па |
 | Массовый расход |  | кг/с |
 | Объемный расход при рабочих условиях |  | м  /с |
 | Объемный расход, приведенный к стандартным условиям | | м /с |
 | Радиус закругления входной кромки диафрагмы | | м |
| Абсолютная шероховатость | | м |
| Эквивалентная шероховатость | | м |
 | Число Рейнольдса, определенное относительно диаметра ИТ | Безразмерная величина | - |
 | Температура среды | | °С |
| Термодинамическая температура среды | | К |
 | Скорость среды |  | м/с |
 | Коэффициент расхода | Безразмерная величина | - |
 | Относительный диаметр отверстия СУ | Безразмерная величина | - |
 | Относительная погрешность результата измерений | % | % |
 | Перепад давления на СУ | | Па |
 | Температурный коэффициент линейного расширения |  | ° С  |
| Коэффициент расширения | Безразмерная величина | - |
 | Плотность среды |  | кг/м |
 | Потеря давления | | Па |
| Показатель изоэнтропии (адиабаты) | Безразмерная величина | - |
 | Динамическая вязкость среды |  | Па · с |
Остальные обозначения указаны непосредственно в тексте.
4.2 Индексы обозначений параметров
Индексы, соответствующие обозначениям параметров, относят к величинам, характеризующим эти параметры.
Следующие индексы относят к обозначениям:
в - верхнего предела измерений или(и) изменения контролируемого параметра;
н - нижнего предела измерений или(и) изменения контролируемого параметра;
с - стандартных условий;
"-" (черта над обозначением параметра) - среднего значения параметра.
5 МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА
5.1 Принцип метода
Расход среды определяют методом переменного перепада давления. Принцип метода состоит в том, что в ИТ, по которому протекает среда, устанавливают СУ, создающее местное сужение потока. Вследствие перехода части потенциальной энергии потока в кинетическую средняя скорость потока в суженном сечении повышается, в результате чего статическое давление в этом сечении становится меньше статического давления перед СУ. Разность этих давлений тем больше, чем больше расход протекающей среды, и, следовательно, она может служить мерой расхода.
Из закона сохранения энергии для стационарного потока следует
Использование в решении этого уравнения условия неразрывности потока несжимаемой среды
приводит к теоретическому уравнению расхода несжимаемой среды
Наличие местных гидравлических сопротивлений (трубопроводной арматуры, отводов и т.д.) и применение шероховатых трубопроводов приводит к искажению распределения скорости по их сечению.
Таким образом, уравнение массового расхода в общем случае примет вид
где
Международный стандарт [1] не рассматривает случаи влияния на коэффициент истечения шероховатости внутренней поверхности ИТ и степени притупления входной кромки диафрагмы.
Введение коэффициентов, учитывающих влияние шероховатости внутренней поверхности ИТ и степени притупления входной кромки диафрагмы, расширяет область применения СУ.
Значение объемного расхода, приведенного к стандартным условиям, может быть определено из уравнения
Значение объемного расхода в рабочих условиях может быть определено из уравнения
5.2 Расчет коэффициента истечения
В общем случае коэффициент истечения представляют уравнением
Поправочный коэффициент на число Рейнольдса представляет собой уравнение
тогда
Решение уравнений расхода для СУ, значение коэффициента истечения которых зависит от числа Рейнольдса, может быть найдено методом последовательных приближений. Такой метод рекомендует [1].
5.3 Порядок определения массового расхода
Порядок определения массового расхода сводится к следующей процедуре:
- определяют число Рейнольдса по уравнению
5.4 Определение физических свойств контролируемой среды
Физические свойства среды могут быть определены путем непосредственных измерений (ГОСТ 8.563.2) или косвенным путем по нормативным документам, утвержденным Госстандартом России (ГОСТ 30319.0-ГОСТ 30319.3 и др.) или Государственной службой стандартных справочных данных (ГСССД).
6 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ИЗМЕРЕНИЙ
6.1 Условия применения стандартных сужающих устройств
6.1.1 СУ должно быть изготовлено, установлено и применено в соответствии с настоящим стандартом.
Если СУ изготовляют и применяют с нарушениями требований настоящего стандарта, следует выполнить индивидуальную калибровку этого СУ в условиях, соответствующих условиям его эксплуатации.
6.1.2 Соответствие геометрических параметров СУ требованиям стандарта проверяют периодически через установленные интервалы времени. При выборе межповерочного интервала руководствуются условиями эксплуатации, а при наличии статистических данных - надежностью работы в условиях эксплуатации.
Настоящий стандарт не учитывает прогрессирующие погрешности, вызванные изменением коэффициента истечения вследствие образования осадков на СУ и стенках ИТ.
6.1.3 СУ изготовляют из коррозионно-эрозионно-стойкого по отношению к среде материала, температурный коэффициент линейного расширения которого известен в рабочем диапазоне температур.
6.2 Контролируемая среда
6.2.1 Среда может быть сжимаемой (газ, пар) или 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.
6.3 Условия течения контролируемой среды
6.3.1 Условия течения среды должны соответствовать требованиям 1.2. Измерения пульсирующих, переменных и нестационарных потоков рассмотрены в приложении Д ГОСТ 8.563.2.
6.3.3 Для сжимаемой среды отношение перепада давления к абсолютному давлению должно быть не более 0,25.
7 УСТАНОВКА СТАНДАРТНЫХ СУЖАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
7.1 Общие требования
7.1.1 Применяемый метод измерений предусматривает протекание контролируемой среды только по трубопроводам круглого сечения.
7.1.2 Конструкция и способ монтажа СУ должны обеспечивать его периодический осмотр.
7.1.3 Условия течения потока непосредственно перед СУ должны соответствовать требованиям 7.4. Такие условия могут быть реализованы, если при установке СУ выполнены требования раздела 7.
7.1.4 Местные сопротивления (МС), установленные в ИТ, искажают кинематическую структуру потока. Поэтому СУ устанавливают между двумя прямыми участками ИТ постоянного сечения необходимой длины, не содержащими МС и ответвления (независимо от того, подводят или отводят поток через эти ответвления в процессе измерения).
Необходимые минимальные длины прямых участков ИТ зависят от вида МС, их размещения на ИТ, типа СУ и относительного диаметра его отверстия (7.2).
7.1.5 Допускается применение сварных труб при условии, что внутренний сварной шов параллелен оси трубы. Шов не должен располагаться в секторе с углом ±30° поперечного сечения трубы от оси отдельного отверстия для отбора давления.
7.1.6 Значение внутреннего диаметра ИТ следует выбирать из диапазонов допустимых значений, приведенных для СУ каждого типа в 8.3.1; 9.6.1; 10.1.1.1-10.1.1.3 и 10.2.4.1.
7.1.8 В ИТ с газовой средой предусматривают дренажные и (или) продувочные отверстия для удаления твердых осадков и жидкостей. В процессе измерения расхода не допускаются утечки среды через эти отверстия.
7.1.9 Прямые участки ИТ должны иметь термоизоляцию.
При измерении температуры перед СУ допускается термоизолировать только участок ИТ от места размещения чувствительного элемента термометра до СУ.
Допускается не термоизолировать ИТ, если разность температур среды перед и за СУ не превышает 1/3 погрешности измерения температуры
Устанавливать чувствительный элемент термометра или его гильзу при отсутствии термоизоляции ИТ следует на участке между точками измерения разности температур при одновременном соблюдении требований 6.3 ГОСТ 8.563.2.
7.2 Длины прямых участков измерительных трубопроводов
Требования составлены на основе требований [1], [5] - [8] (см. также В.2).
Таблица 2
(кроме труб Вентури) и местными сопротивлениями
Местное сопротивление | Коэффициенты уравнения (7.1) | Наименьшая относительная длина прямого участка при , равном | ||||||||
|  |  |  | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,75 |
Для МС, расположенных перед СУ | ||||||||||
1 Задвижка, равнопроходный шаровой кран | 11,5 | 82,0 | 6,7 | 12 | 12 | 12 | 13 | 15 | 19 | 24 |
2 Пробковый кран | 14,5 | 30,5 | 2,0 | 16 | 18 | 20 | 23 | 26 | 30 | 32 |
3 Запорный клапан, вентиль | 17,5 | 64,5 | 4,1 | 18 | 18 | 19 | 22 | 26 | 33 | 38 |
4 Затвор (заслонка) | 21,0 | 38,5 | 1,4 | 25 | 29 | 32 | 36 | 40 | 45 | 47 |
5 Конфузор | 5,0 | 114 | 6,8 | 5 | 5 | 6 | 6 | 9 | 16 | 22 |
6 Симметричное резкое сужение | 30,0 | 0,0 | 0,0 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
7 Диффузор | 16,0 | 185 | 7,2 | 16 | 16 | 17 | 18 | 21 | 31 | 40 |
8 Симметричное резкое расширение | 47,5 | 54,5 | 1,8 | 51 | 54 | 58 | 64 | 70 | 77 | 80 |
9 Одиночное колено, тройник с заглушкой | 10,0 | 113 | 5,2 | 10 | 11 | 11 | 14 | 18 | 28 | 36 |
10 Группа колен в одной плоскости, разветвляющиеся потоки | 13,5 | 82,5 | 3,7 | 14 | 15 | 17 | 20 | 26 | 36 | 42 |
11 Группа колен в разных плоскостях, смешивающиеся потоки | 33,5 | 115 | 4,0 | 34 | 35 | 37 | 41 | 49 | 62 | 70 |
12 Местное сопротивление неопределенного типа | 54,5 | 65,0 | 1,6 | 60 | 64 | 70 | 76 | 84 | 92 | 96 |
13 Гильза термометра, плотномера или карман диаметром: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 0,03 0,13 | 5,0 20,0 | 0,0 0,0 | 0,0 0,0 | 5 20 | 5 20 | 5 20 | 5 20 | 5 20 | 5 20 | 5 20 |
14 Струевыпрямитель | 22,0 | 0,0 | 0,0 | 22 | 22 | 22 | 22 | 22 | 22 | 22 |
Для МС, расположенных за СУ | ||||||||||
15 Любое местное сопротивление | 0,00 | 8,55 | 0,55 | 4 | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 8 |
Примечания
1. Значения наименьших длин прямых участков приведены для контроля их расчета по уравнению (7.1). Согласно 7.2.2 эти значения следует округлять в большую сторону до получения целого числа.
2. Характеристики МС приведены в приложении В.
3. Значения длин прямых участков в пунктах 1, 2, 3, 4 таблицы 2 приведены для полностью открытой запорной арматуры.
4. Длины прямых участков измеряют от торцов диафрагмы до внешней границы установки МС (см. В.2.).
5. Термометры и плотномеры диаметром менее 0,13 устанавливают за СУ на расстоянии 5 - 15 . Любые термометры перед СУ устанавливают на расстоянии не далее первого МС. | ||||||||||
Наименьшие длины прямых участков ИТ между трубой Вентури и МС должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 3.
Таблица 3
Наименьшие относительные длины прямых участков ИТ
между классической трубой Вентури и ближайшим перед ней МС
| Минимально допустимая длина при  = 0,5 Наименьшая длина, при которой = 0 | |||||||||
Местное сопротивление | При , равном | |||||||||
| 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 | 0,50 | 0,55 | 0,60 | 0,65 | 0,70 | 0,75 |
Задвижка, равнопроходный шаровой кран | 0,5 | 0,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 2,5 | 3,5 | 3,5 |
| 1,5 | 2,5 | 2,5 | 3,5 | 3,5 | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 5,5 | 5,5 |
Конфузор | - | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1,5 | 2,5 | 3,5 |
| 0,5 | 1,5 | 2,5 | 4,5 | 5,5 | 6,5 | 8,5 | 9,5 | 10,5 | 11,5 |
Диффузор | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 3,5 | 4,5 |
| 1,5 | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 2,5 | 3,5 | 3,5 | 4,5 | 5,5 | 6,5 |
Одиночное колено | - | - | - | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 3,0 |
| 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 4,0 | 4,5 |
Группа колен в одной плоскости | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 3,5 |
| 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 2,5 | 3,5 | 4,5 | 4,5 | 4,5 |
Группа колен в разных плоскостях | 0,5
- | 0,5
- | 0,5
- | 0,5
- | 8,5
- | 12,5
- | 17,5
- | 23,5
- | 27,5
- | 29,9
- |
Примечание - Длину прямого участка следует измерять от плоскости, проходящей через ось отверстия для отбора давления перед классической трубой Вентури. | ||||||||||
Для промежуточных значений относительного диаметра трубы Вентури, не указанных в таблице 3, наименьшие длины прямых участков ИТ выбирают путем линейной интерполяции табличных данных.
Наименьшая длина прямого участка ИТ между трубой Вентури и МС, не указанным в таблице 3, может быть определена по уравнению (7.1) и по таблице 2.
7.2.2 Длины прямых участков ИТ, определенные по 7.2.1, являются наименьшими. Полученные по уравнению (7.1) значения длин округляют в большую сторону до целого числа, а при использовании таблицы 3 - до значения, составляющего половину значения диаметра ИТ.
7.2.3 При длинах прямых участков ИТ, рассчитанных с учетом требований 7.2.1 и 7.2.2, погрешность коэффициента истечения соответствует приведенной в разделах 8-10.
Таблица 4
прямых участков при применении СУ (кроме труб Вентури)
/ |
|
/ |
|
/ |
|
1,0 1,2 1,4 1,6 | 0,0 0,1 0,2 0,3 | 1,8 2,0 2,2 2,4 | 0,4 0,5 0,6 0,7 | 2,6 2,8 3,0 | 0,8 0,9 1,0 |
Сокращение длин прямых участков за СУ допускают до половины значений, рассчитанных по уравнению (7.1) и округленных в большую сторону до значений, составляющих половину значения диаметра ИТ. При этом дополнительная погрешность коэффициента истечения составляет 0,5 %.
Сокращенная длина прямых участков при применении труб Вентури для местных сопротивлений, приведенных в таблице 3, не должна быть менее длин, приведенных в верхних строках этой таблицы. При этом независимо от сокращенной длины прямого участка дополнительную погрешность принимают равной 0,5%.
При одновременном сокращении длин прямых участков, расположенных перед и за СУ, дополнительные погрешности арифметически суммируют с основной погрешностью коэффициента истечения. Сумма дополнительных погрешностей не должна превышать 1 %, а для вновь создаваемых и реконструируемых ИК - 0,5 %.
7 2.5 Применение сокращенных длин прямых участков, не удовлетворяющих условиям 7.2.4, 7.2.8, возможно до получения результатов исследований с целью определить возникающую дополнительную погрешность или уточненное значение коэффициента истечения по методике, согласованной с заинтересованными сторонами.
7 2.6 В процессе измерений расхода запорная арматура должна быть полностью открытой. Запорную арматуру, используемую для регулирования расхода, рекомендуют располагать за СУ.
7.2.7 При однократном изменении направления потока МС (например, тройник или колено) в случае измерений перепада давления на СУ через отдельные отверстия оси отверстий располагают перпендикулярно к плоскости расположения осей колена или тройника.
Если отбор давления проводят с помощью кольцевой камеры, то ее отверстия могут находиться в любой плоскости по отношению к плоскости расположения осей колен.
7.2.8 Значения длин прямых участков ИТ по 7.2.1 и 7.2.2 получены экспериментальным путем для установившегося равномерного потока перед рассматриваемым МС. На практике такие условия реализуют путем обеспечения необходимой длины прямого участка ИТ между МС, расположенными перед СУ.
При установке перед СУ последовательно нескольких МС длины прямых участков между ними определяют исходя из условий:
а) длину прямого участка между СУ и ближайшим перед ним МС определяют по 7.2.1-7.2.4;
Значения длин прямых участков, рассчитанные по уравнению (7.3), приведены в таблице 5.
Таблица 5
Второе местное сопротивление | |
1 Задвижка, равнопроходный шаровой кран | 10 |
2 Пробковый кран | 15 |
3 Запорный клапан, вентиль | 17 |
4 Затвор (заслонка) | 23 |
5 Конфузор | 8 |
6 Симметричное резкое сужение | 15 |
7 Диффузор | 16 |
8 Симметричное резкое расширение | 39 |
9 Одиночное колено, тройник с заглушкой | 14 |
10 Группа колен в одной плоскости, разветвляющийся поток | 18 |
11 Группа колен в разных плоскостях, смешивающиеся потоки | 31 |
12 Местное сопротивление неопределенного типа | 46 |
Допускается сокращение расстояния между МС, исключая совмещение колен (В.2), за счет соответствующего увеличения длины ИТ между СУ и ближайшим перед ним МС.
При расчете длин прямых участков протяженность МС не входит в общую длину прямого участка.
7.2.9 В связи с возможностью сокращения длин прямых участков перед СУ (7.2.4) и, в частности, сокращения длины второго участка между ближайшими к СУ местными сопротивлениями за счет увеличения на то же значение длины первого участка, длины обоих участков могут быть реально сокращенными, т. е.
В этом случае для определения дополнительной погрешности к коэффициенту истечения действительную сокращенную длину первого участка рассчитывают по уравнению
При этом дополнительная погрешность не должна превышать 1 %, а для вновь создаваемых и реконструируемых ИК - 0,5%.
7.3 Струевыпрямители
При необходимости использования СУ с большим относительным диаметром отверстия СУ установка струевыпрямителей позволяет в ряде случаев сократить длины прямых участков ИТ без увеличения погрешности определения коэффициента истечения.
Рисунок 1 - Струевыпрямители
Рисунок 2 - Струевыпрямители
7.3.1 Установка струевыпрямителей
Струевыпрямитель устанавливают в прямом трубопроводе между входом в СУ и ближайшим к нему МС. Длина прямого участка ИТ, в котором установлен струевыпрямитель, должна быть не менее или равна:
Длину прямого участка ИТ между первым и вторым МС перед струевыпрямителем не регламентируют.
При установке струевыпрямителя обеспечивают контроль засоренности струевыпрямителя (например, по перепаду давления на нем) и его очистку.
В конструкции струевыпрямителей существенное значение имеет параллельность труб или пластин как между собой, так и относительно трубопровода. При несоблюдении этого требования струевыпрямитель может стать источником закручивания потока.
Если правильно сконструированные струевыпрямители применяют с ИТ, длины прямых участков которых равны приведенным выше, то их можно использовать с различными МС.
7.3.2 Типы струевыпрямителей
Существуют пять типов струевыпрямителей, основные характеристики которых приведены в таблице 6.
Таблица 6
Основные характеристики струевыпрямителей
Тип струевыпрямителя |
Назначение | Потеря давления |
"Цанкер" - однодисковый пластинчатый | Устраняет закручивание и асимметрию потока | 5(0,5  ) |
"Шпренкель" - трехдисковый перфорированный: | Очень хорошо устраняет асимметрию потока и снижает уровень пульсаций | 11(0,5 ) |
- с фасками |
| 14(0,5 ) |
- без фасок |
|
|
"Трубчатый" | Устраняет закручивание потока и частично уменьшает его асимметрию | 5(0,5 ) |
"АМСА" - пластинчато-решетчатый | Устраняет только закручивание потока | 0,25(0,5 ) |
"Этуаль" - звездообразный | То же | 0,25(0,5 ) |
7.3.2.1 Струевыпрямитель типа "Цанкер" (рисунок 1,а) состоит из диска с отверстиями определенных размеров и нескольких каналов (один канал на каждое отверстие), образуемых пересечением ряда пластин.
Диск и пластины должны быть минимальной толщины, обеспечивающей требуемую прочность.
7.3.2.2 Струевыпрямитель типа "Шпренкель" (рисунок 1,б) состоит из трех последовательно расположенных дисков с отверстиями. Расстояние между двумя последовательно установленными дисками равно диаметру трубопровода, в котором размещен струевыпрямитель. Общая площадь отверстий на дисках должна составлять более 40 % площади сечения трубопровода. Рекомендуют, чтобы отверстия на входных торцах дисков имели фаски.
Толщина диска должна быть более диаметра отверстия, а диаметр отверстия должен быть менее или равен 1/20 диаметра трубопровода.
Диски скрепляют между собой с помощью стяжек или шпилек, устанавливаемых по периферии отверстия трубопровода и имеющих минимально возможный диаметр, обусловленный требованиями прочности.
7.3.2.3 Струевыпрямитель типа "Трубчатый" (рисунок 1, в) состоит из пакета скрепленных между собой параллельных и соприкасающихся труб, жестко установленных в трубопроводе.
7.3.2 4 Струевыпрямитель типа "АМСА" (рисунок 2, а) состоит из ячеек с квадратными отверстиями, образованными в результате пересечения пластин; размеры отверстий приведены на рисунке 2, а. Стенки отверстий должны иметь минимально возможную толщину, обусловленную требованиями прочности.
7.3.2.5 Струевыпрямитель типа "Этуаль" (рисунок 2, б) состоит из восьми радиальных, расположенных под равными углами лопастей длиной, равной двум диаметрам трубопровода. Лопасти должны иметь минимально возможную толщину, обусловленную требованиями прочности.
7.4 Общие требования к параметрам потока перед стандартным сужающим устройством
Если невозможно выполнить требования к установке СУ, приведенные в 7.2 и 7.3, то остаются в силе положения настоящего стандарта при следующих условиях:
- угол закручивания потока перед СУ не должен быть более 2°;
7.5 Параметры измерительного трубопровода и монтаж стандартных сужающих устройств
7.5.1 Требования к измерительному трубопроводу
Погрешность измерительного инструмента не должна превышать ±0,1 %.
7.5.1.3 ИТ между первым МС перед СУ и самим СУ на расстоянии более 2D от последнего может быть составным (одна или несколько секций), секции которого соединяют между собой с помощью сварки или фланцев.
Составная конструкция ИТ не приводит к дополнительной погрешности коэффициента истечения, если высота уступа в месте стыка двух секций ИТ соответствует требованию к цилиндричности трубопровода по 7.5.1.1.
7.5.1.5 Применение ИТ, не удовлетворяющих условиям 7.5.1.4, не допускается.
7.5.2 Расположение сужающих устройств и кольцевых камер
7.5.2.1 СУ устанавливают в ИТ таким образом, чтобы было обеспечено течение среды от входного торца СУ к выходному.
7.5.2.2 Неперпендикулярность входного торца СУ к оси ИТ должна быть в пределах ±1°.
Если
Установка СУ с большей несоосностью не допускается.
7.5.2.4 Корпус кольцевой камеры устанавливают соосно ИТ таким образом, чтобы ни один элемент камеры не выступал во внутреннюю полость ИТ.
7.5.3 Закрепление СУ. Уплотнительные прокладки
7.5.3.1 Способ закрепления и затяжки СУ должен обеспечивать сохранение его правильного положения после установки.
При установке СУ между фланцами необходимо обеспечить его свободное тепловое расширение без коробления и поводки.
7.5.3.2 Уплотнительные прокладки не должны выступать во внутреннюю полость ИТ или отверстия для отбора давления. Прокладки должны иметь по возможности минимальную толщину. Они не должны приводить к нарушению требований 8.2.
7.5.3.3 Уплотнительные прокладки между СУ и корпусом кольцевой камеры не должны выступать во внутреннюю полость этой камеры.
7.6 Дополнительные требования к установке классических труб Вентури
Диаметр ИТ, расположенного непосредственно за трубой Вентури, должен быть не менее 90 % диаметра на срезе его диффузора. Это означает, что могут быть использованы трубопроводы с таким же диаметром отверстия, как и у выходного сечения диффузора трубы Вентури.
8 ДИАФРАГМЫ
8.1 Конструкция диафрагмы
На рисунке 3 показано поперечное сечение диафрагмы. Буквенные обозначения составных частей и геометрических размеров диафрагмы, приведенные на рисунке 3, использованы далее в настоящем разделе.
Рисунок 3 - Стандартная диафрагма
8.1.1 Общие положения
8.1.1.1 Торцы диафрагмы должны быть плоскими (8.1.2 1) и параллельными друг другу (8.1.4.4).
8.1.1.2 Приведенные ниже требования относятся только к той части диафрагмы, которая находится внутри трубопровода.
8.1.1.3 При разработке, изготовлении и применении конструкции узла крепления диафрагмы необходимо учитывать возможность ее деформации вследствие воздействия перепада давления или напряжений, вызванных затяжкой фланцев. Под воздействием этих факторов перекос диафрагмы относительно измеряемой базы не должен превышать 0,01 (0,6°) в рабочих условиях. Допускается считать это условие выполненным при соблюдении требований 8.1.2.1 и 8.1.4.3.
8.1.3.1 Выходной торец диафрагмы должен быть плоским и параллельным входному торцу (см. также 8.1.4.4).
8.1.3.3 Состояние поверхности выходного торца диафрагмы допускается оценивать внешним осмотром.
Наименьшую необходимую толщину диафрагмы с учетом изложенных выше требований определяют из условия отсутствия ее деформации в рабочих условиях по формуле [3]
8.1.5.1 Если толщина диафрагмы превышает длину ее отверстия, то оно со стороны выходного торца должно иметь коническую поверхность, которую обрабатывают в соответствии с 8.1.2.2.
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.