Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

51 страница

532.00 ₽

Купить ГОСТ 8.439-81 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Устанавливает методику выполнения измерений объемного расхода воды в напорных трубопроводах методом площадь - скорость при помощи трубок Пито и гидрометрических вертушек и нормы точности измерений при практически стационарном и равномерном поле скоростей воды, состав и свойство которой не препятствуют применению указанных средств измерений, а температура и плотность по сечению трубопровода за время измерений практически не изменяются.

 Скачать PDF

Оглавление

1. Общие положения

2. Средства измерений и вспомогательные устройства

3. Условия проведения измерений

4. Подготовка и проведение измерений

5. Обработка результатов измерений

6. Коррекция систематических погрешностей

7. Оценка погрешностей определения расхода

Приложение 1 (справочное) Пояснения терминов, используемых в настоящем стандарте

Приложение 2 (справочное) Конструкции дифференциальных трубок Пито

Приложение 3 (справочное) Схемы вспомогательных устройств, применяемых при измерении скоростей в напорных трубопроводах, и требования предъявляемые к ним

Приложение 4 (обязательное) Определение коэффициента m

Приложение 5 (обязательное) Пример расчета погрешности определения расхода

Приложение 6 (справочное) Влияние турбулентности на погрешность измерений местной скорости трубками Пито и гидрометрическими вертушками

 
Дата введения01.01.1983
Добавлен в базу01.09.2013
Актуализация01.01.2019

Этот ГОСТ находится в:

Организации:

23.09.1981УтвержденГосударственный комитет СССР по стандартам4342
ИзданИздательство стандартов1982 г.

State System for Ensuring the Uniformity of Measurements. Water flow rate in closed conduits. Technique of Measuring by Velocity - area Method

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА

ИЗМЕРЕНИЙ

РАСХОД ВОДЫ В НАПОРНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ МЕТОДОМ ПЛОЩАДЬ — СКОРОСТЬ

ГОСТ 8.439-81

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

РАЗРАБОТАН Министерством энергетики и электрификации СССР ИСПОЛНИТЕЛИ

М. В. Печенкин, канд. техн. наук (руководитель темы); М. Г. Селянинов

ВНЕСЕН Министерством энергетики и электрификации СССР

Член Коллегии Ф. В. Сапожков

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государств венного комитета СССР по стандартам от 23 сентября 1981 г. NS 4342

минимальный при ориентации их осей в направлении, параллель ном оси трубопровода в пределах ±5°.

При угле наклона трубки Пито к оси трубопровода ср<± 10° выходной сигнал трубки Пито увеличивается при увеличении угла как в одну, так и в другую сторону (см. черт. 9). Если этот сигнал имеет минимум при ф^±5°, то поток считают параллельноструйным. Если ф>5°, то следует применять струевыпрямитель.

4.4.4. Контроль уровня турбулентности

Для косвенной оценки уровня турбулентности при измерениях гидрометрическими вертушками допускается использовать эмпирическую зависимость


/--

' п


а


э


1

Тх


п—1


100,


где сга—среднее квадратическое значение пульсации скорости потока, %;

Тп—текущая длительность паузы между импульсами, с;

Т\ — средняя длительность паузы между импульсами за время измерений, с;

п — число пауз за время измерений.

Значение уровня турбулентности —— не должно превышать

v

10%, где v — местная скорость потока, м/с.

4.4.5.    Время измерений местной скорости гидрометрической вертушкой

В контрольной точке при одном и том же значении расхода измеряют местную скорость с последовательно возрастающим временем измерений. Если измеренные местные скорости при времени измерений Т\ и Т=Г+ДТ отличаются менее чем на 0,2% при ДГ=20 с, то время измерения Т является достаточным. Если эта разность больше, время измерений следует увеличить.

4.4.6.    Время измерений местной скорости при параллельном способе

Параллельный способ измерений при времени, установленном в п. 4.4.5, обеспечивает определение средней скорости со случайной погрешностью в j/* раз меньшей, чем случайная погрешность измерения местной скорости, где N — число одновременно работающих гидрометрических вертушек.

4.4.7.    Время измерений местной скорости трубкой Пито

Трубка Пито с дифференциальным манометром, имеющая постоянную времени, сглаживает пульсации так же, как и при ин*


ГОСТ 8.439-81 Стр. 9

тегрировании пульсаций за время измерений 7\ Соотношение между сглаживанием и интегрированием определяют по формуле

т

где т — постоянная времени трубки Пито с дифференциальным манометром, с;

Т — время измерения (интегрирования), с.

Следовательно, если Г=100 с, то постоянная времени должна быть равна 60 с. При необходимости можно увеличить постоянную времени средства измерений, вводя демпфер в дифференциальный манометр.

4.5. Измерение местной скорости потока

Для определения местной скорости потока измеряют среднюю частоту следования импульсов с гидрометрической вертушкой или среднюю разность уровней дифференциального манометра, соединенного с трубкой Пито.

4.5.1. Среднюю частоту следования импульсов измеряют подсчетом импульсов, поступающих с гидрометрической вертушки, за время измерений, определенное в п. 4.4.5. Результатом измерений является число импульсов в секунду или угловая скорость вращения ротора (средняя частота следования импульсов) ш в радиан на секунду. Время измеряют при помощи секундомера или хронографа.

Местную скорость v определяют по формуле

V — А о)+5,

где Л и В — постоянные, определяемые при градуировке.

4.5.2, Разность уровней столбов жидкости Ah в метрах, отсчитанная на дифференциальном манометре, связана с дифференциальным давлением Ар в паскалях зависимостью

А/?=9,81Д/?.

Если измеряемая и манометрическая жидкости имеют разные плотности (p=#=Qi),TO

Д//=9,81Д/г(р—pt).

Плотность жидкости должна быть измерена с погрешностью ±0,5% при 95%-ной доверительной вероятности.

Результат измерений дифференциального давления должен соответствовать среднему по времени его значению в данной точке пульсирующего потока. Это достигается путем введения демпфера в дифференциальный манометр или снятием нескольких отсче»

2 Зак. 1486

Стр. 10 ГОСТ 8.439-31

тов по дифференциальному манометру через неравные промежут-ки времени. Число отсчетов считают достаточным, если отбрасы-вание любого из них (выпадающие отсчеты должны быть отброшены) не изменяет среднее арифметическое отсчетов более чем на 1%.

Если постоянная времени демпфера обеспечивает сглаживание пульсаций так, что пульсации уровней в дифференциальном манометре не превышают ±2% среднего значения за время, равное десяти периодам пульсаций (десяти минимумам или максимумам, которые можно обнаружить), то допускается снимать один отсчет по дифференциальному манометру, визуально усреднив его показания.

Местную скорость потока находят по градуировочному уравнению трубки Пито

где а — коэффициент трубки Пито;

q — плотность измеряемой жидкости, кг/м3;

Д/г — разность уровней столбов жидкости, м; g — ускорение силы тяжести, м/с2.

Если местная скорость в контрольной точке медленно изменяется во времени, необходимо фиксировать время отсчета в каждой точке измерений (см. п. 6.5), что позволит скорректировать эти изменения.

4.5.3.    Измерение местной скорости потока параллельным спо-собом

Местную скорость измеряют стационарной батареей. Электрические импульсы с гидрометрических вертушек и время регистрируют на многоперьевом хронографе.

На ленте хронографа отмечают начало и конец измерений, интервал времени между которыми равен времени измерений. Число импульсов за время измерений подсчитывают с точностью до 0,1 импульса. Время измерений в этом случае меньше определенного в п. 4.4.5 вN раз, где N — число вертушек, установленных на одном диаметре, вертикали или горизонтали измерительного сечения.

Местную скорость определяют так же, как и в п. 4.5.1.

4.5.4.    Измерение местной скорости потока интеграционным способом

При этом способе непосредственно измеряют средние скорости на окружностях круглого измерительного сечения, горизонталях или вертикалях прямоугольного измерительного сечения равномерным вращением или перемещением штанги с гидрометричес-

ГОСТ 8.439-81 Стр. 11

кими вертушками в измерительном сечении потока. Электрические импульсы с гидрометрических вертушек и время регистрируют на хронографе.

Во избежание ошибок от угла наклона кажущейся скорости к оси вертушек рекомендуется проверять измерения, выполненные непрерывным интегрированием, изменяя направление движения вращающейся или скользящей штанги.

Средняя частота следования импульсов с гидрометрической вертушки ©о» установленной на окружности радиусом г, соответствует средней скорости на этой окружности, если штанга вращается равномерно в течение времени, установленном в п. 4.5.3.

Среднюю скорость на горизонтали или вертикали определяют за время опускания и подъема штанги. При этом время измерений должно быть установлено по п. 4.5.3.

Среднюю скорость на окружности, горизонтали или вертикали vcp определяют по формуле

сСр — -A©Q-j- Q.

4.5.5. При определении плотности воды измеряют ее статическую температуру термометром в точке потока, отстоящей от стенки на расстоянии 0,75 радиуса трубопровода и по таблице стандартных справочных данных ГСССД 2—77 «Вода. Плотность при атмосферном давлении и температурах от 0 до 100°С» определяют плотность.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1. Общие положения

При обработке результатов измерений вычисляют среднюю скорость потока и расход воды по данным измерений местных скоростей и поперечных размеров трубопровода.

Среднюю скорость вычисляют интегрированием поля местных скоростей, заданного в виде профилей скорости в сечении потока.

Независимо от метода вычисления расхода воды точки измерений располагают на прямых линиях, причем две точки должны быть расположены как можно ближе к стенке. Это необходимо для определения коэффициента т, используемого для экстраполяции профиля скорости вблизи стенки (см. обязательное приложение 4).

Как правило, точки измерений располагают так, чтобы разделить поперечное сечение потока на участки с приблизительно равными расходами. Все точки измерений в этом случае имеют приблизительно равный вес (значимость). Положение точек измерений зависит также от метода вычисления расхода.

При выборе числа и положения точек измерений следует соблюдать требования п. 3.3.1.

2*

Стр. 12 ГОСТ 8.439-81

5.2. Вычисление средней скорости графическим интегрированием поля местных скоростей

При графическом интегрировании поля местных скоростей измеряют площадь под центральной частью графика профиля скорости, ограниченного ближайшими к стенке точками измерений и построенного в искаженном масштабе, и вычисляют площадь пристеночной зоны по приближенной зависимости, в которую входит коэффициент т. Сумма этих площадей численно равна средней скорости потока. Метод обеспечивает повышенную точность вычислений и его рекомендуется использовать, если не применимы

упрощенные методы вычислений для строго симметричных полей скорости.

5.2.1. Круглое сечение

На черт. 1 показано расположение точек измерений в измерительном сечении круглого трубопровода в зависимости от числа точек измерений на радиусе. В табл. 1 приведены относительные длины радиусов измерительных окружностей при числе точек измерений на радиусе от 3 до 8.

Таблица 1

Относительная длина радиуса измерительной окружности

Число точек измерений на радиусе

N

Гм- 1

ГЫ~ 2

V-4

V-5

fiV-7

ГЫ

rN

V

ГЫ .

rjv

rN

гн

3

0,816

0,577

_

_

.—

4

0,86 6

0,707

0,500

5

0,894

0,775

0,632

0,447

—.

6

0,912

0,816

0,707

0,577

0,408

-—

7

0,926

0,845

0,756

0,655

0,535

0,378

8

0,936

0,866

0,791

0,707

0,613

0,500

0,354

ГОСТ 8.439-81 Стр. 13


N — число точек измерений на радиусе, равное числу применяемых вертушек; rN — радиус окружности, на которой расположены точки измерения, ближайшие к стенке, равный — _о,75 df м,

где Dud — диаметр трубопровода и диаметр ротора гидрометрической вертушки соответственно.

Среднюю скорость потока определяют суммой двух интегралов

__    (rNlR)2    О

v=S1 + S2= j vcp d{rjRf + j vcpd(rjRf,

*0    {rNlRY

где vcv — средняя скорость на окружности радиусом г.

Средние скорости vcp на измерительных окружностях вычисляют как среднее арифметическое местных скоростей, определенных на каждой окружности.

Строят график vcp в функции (r/R)2 от г=0 до r=rN (черт. 2).


Черт. 2


Планиметром или палеткой измеряют площадь S\ под этой кривой, соответствующую первому интегралу в вышеприведенной формуле. Затем вычисляют площадь под кривой в пристеночной зоне по приближенной зависимости



т

/я+1


'Рср N


1 +


А


N


>


где


пСрn —средняя скорость на окружности радиусом rN;

т — коэффициент, определяемый экспериментально по методике обязательного приложения 4 (т — 4—10).


Стр. 14 ГОСТ 8.439-81


Средняя скорость потока численно равна сумме площадей S\ и S2, а расход — произведению средней скорости на площадь поперечного сечения трубопровода, определенную в соответствии с и. 4.3.1.

5.2.2. Прямоугольное сечение

Среднюю скорость вычисляют двойным интегрированием по двум размерам измерительного сечения


h

Н

о о


j


где L и Н — средние ширина и высота измерительного сечения

соответственно, м;

I и h — расстояние от точки измерений до боковой стенки, принятой за начало отсчета, и до дна трубопровода соответственно, м.

Строят графики местных скоростей на каждой горизонтали в

функции относительного расстояния от стенки —~—(черт. За).

Планиметром или палеткой измеряют площади 53 под каждой кривой между крайними точками измерений. Затем вычисляют площади пристеночных зон с двух сторон измерительной горизонтали по приближенной формуле



т

т-j-1


У_

L


У


где vy—местная скорость в крайних точках измерительной горизонтали на расстоянии у от ближайшей стенки, м/с.

Сумма площадей 53 и 54 соответствует средней скорости а* на измерительной горизонтали.

Строят график Vi в функции относительной высоты измерительного сечения —— между крайними горизонталями (черт. 3 6).

Я

Планиметром или палеткой измеряют площадь под этой кривой между крайними горизонталями 5s.

Вычисляют площади двух пристеночных зон по приближенной формуле



т

т~f 1


У_

Я


v


сруу


где i>cpv — средняя скорость на горизонтальной нии у от ближайшей стенки, м/с. Средняя скорость потока численно равна

Ss + Se*


линии на расстоя-сумме площадей


ГОСТ 8.439-81 Стр. 15

Черт. 3

Расход воды численно равен произведению средней скорости потока на площадь поперечного сечения трубопровода.

5.3. Вычисление средней скорости потока численным интегрированием поля местных скоростей

Формулы для вычисления средней скорости получены на основе аппроксимации профилей скорости кривыми третьего порядка, а местная скорость есть функция относительного радиуса (r/R)для круглых сечений и относительной высоты hjH — для прямоугольных сечений. Закон изменения профиля скорости в пристеночной зоне принимают таким же, как и в п. 5.2.

Метод применяют для симметричных полей скорости.

5.3.1. Круглое сечение

Если Vo местная скорость в центре трубопровода, а псрЬ осР2 •.. vcvn — средние скорости на концентрических окружностях (вычис--ляемые как и в п. 5.2.1) с увеличивающимися радиусами г2* ...

(где г* =ri/jR), то среднюю скорость вычисляют по формуле


v=v


о


1 *0

гГГз


+


12


г*2

Г/_2


+ ^срл^


т


/п+1


1    *0    5

Г2 + -f2~r,

i=N-2


.*3 Н


12


*3


'^cp2 12г2 + TJcp N—1


+ 2


1=2


*2_|_


12гг


и


*2


+ ^cpl| "r" r 1 +


Г 2


*2


V


cpi


1 *2 . 1 тг^+


12


*2    2    *2    2    *2

гг+2 + “о” Г/-1-1— 5“ Г/_1 +•


1


*2 2 *2 . 4 *2

J2- гЛГ—1--з~ гJV-2 + ~У2~ ГN—3


+


/ *2 *2 \2

,    *2\j_    ( Гг^-1/    ,    7    «2    2    #2    .1    «2    1

j+ 12m(l-/-;2) + 12 Т + тт ГН-


Если N=4, то четвертый член формулы вычисляют до i — 2. Если iV=3, то формула принимает вид


1

о

£

II

ь>

12

*2

1

*2!

2

12

Г3\

*2

г2


12


5    *2    1

/-12+


*3


12    12г


cpl



Г?+


*3


*

*2 *2\2


3 Г1 + 12


1    *2    1    *о    I

Г2+-^Г?\ +


( г?-г?)

12/п(1-г;2)+ 12


*2

г3-


2    *2    1    ^    *2!

3“г2 +-J2 Г1 J-


5.3.2. Прямоугольное сечение

Нижеприведенную формулу используют для вычисления средней скорости вдоль линий измерений и средней скорости в измерительном сечении.


1


*2 У 2


т

v= vx

т+1

1

+ 12 Уз

У1 + 1

”ЕГ


12 т


У*


У\

i = N- 2

+ 2 Vi i=3


7    .

У2-


12


12


1 .

Уз


+ ^2


1


У2 +


-f2~( Уж+У<)--12—( У‘+2 +


г-о1


+®лг-1


+


1    7    ,

УлН—J2— Улг—г


1 .

12“ Ул’-2


fm *

JS+Г ^+‘ +


Ум


12 m


Уаг+i


7    .    1

Улг —12“ Улг-1


12


ГОСТ 8.439-81 Стр. 17


В первом случае:

v — средняя скорость вдоль линии измерений;

vu v2...vN— местные скорости на этой линии на расстоянии lu h • • • In от стенки;

L — расстояние между двумя стенками вдоль линии измерений;

у* — относительное расстояние от точки измерений до стенки трубопровода


У1 =


А

L


)


*    I—■/,    * L    ^

У2 = ^~. . . у*


Во втором случае:

v — средняя скорость в измерительном сечении;

v2..,vN соответствуют средним скоростям vcvU vcv2.. .vcv>N вдоль линий измерений на расстояниях /гь h2...hN от стенки;

Н — высота измерительного сечения;


У1-=


hi


Н


у2 =


*

Н-.—!г{ Н


h'N 1


Я


)


Улн-i


я •

Если N = 5t то третий член формулы вычисляют только до i = 3.

5.4. Арифметические методы вычисления средней скорости

Измерительное сечение разбивают на элементарные участки.

Для круглых поперечных сечений весовые коэффициенты приняты равными, а площадь элементарных участков — пропорциональной числу точек измерений на участке.

В пристеночной зоне предполагают логарифмический закон изменения скорости в функции расстояния от стенки. Особенность арифметических методов — минимальная трудоемкость вычислительных работ.

5.4.1. Линейно-логарифмический метод

При этом методе профиль скорости в каждом элементе определяется следующей зависимостью


vcp=A log у+Ву + С,

где А, В и С — постоянные. В кольцевом элементе, охватывающем пристеночную зону, 5 = 0.

5.4.1.1. Круглое сечение.

Положение точек измерений определяют относительным радиусом VijR или относительным расстоянием их от стенки yjD (табл. 2).

3 Зак. 1486


к ГОСТ 8.439-81 Государственная система обеспечения единства измерении. Расход воды в напорных трубопроводах. Методика выполнения измерений методом площадьскорость

В какое место

Напечатано

Должно быть

Пункт 5.2 1. В форму-

(ЧгВДз

[0* /Rf

ле определения средней

J0

.) 0

скорости потока v

("0 -

Г1 ,

J (rN/RР

J (rN IRf

В формуле определе-

,, Г3 дг

r 'N \

ния площади S2

(1 ~ я7

(ИУС № 12 1982 г)

Таблица 2

Число точек измерений на радиусе

Относительный

ril«

Относительное расстояние точек от стенки y^jD

0,3586 ± 0,0100

0,3207±0,0050

3

0,7302±0,0100

0,1349 +0,0050

0,9358 ±0,0032

0,0321 ±0,0016

0,2776±0,0100

0,3612 ±0,0050

с

0,5658 ±0,0100

0,2171 ±0,0050

О

0,6950±0,0100

0,1525±0,0050

0,8470 ±0,0076

0,0765 ±0,0038

0,9622±0,0018

0»0189±0,0009

Среднюю скорость на каждом радиусе принимают равной среднему арифметическому значению местных скоростей, измеренных на этом радиусе. Средняя скорость по сечению равна среднему арифметическому значению средних скоростей, измеренных на каждом радиусе.

Следовательно, средняя по сечению скорость равна среднему арифметическому значению местных скоростей, измеренных в точках поперечного сечения потока по формуле

N ’

L

'

1 и

У Ш !У

________А

X

X-

11

X

?

X

j

*1

м

С

.

у

см

£

IS

- ^>1

5:i, iTi . СМ

6

5:

см

Сэ

\

5:

is

0,092 L ■0,3615 L L/Z

-э*-

Черт. 4

УДИ 532.57:006.354

Группа Т86

СОЮЗА ССР

ГОСУДАРСТВ ЕННЫЙ СТАНДАРТ

МННВНМНННВНШИВШПННШНЙ

Государственная система обеспечения единства

измерений

ГОСТ

8.439-81

РАСХОД ВОДЫ В НАПОРНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ

Методика выполнения измерений методом площадь — скорость

State System for Ensuring the Uniformity of Measurements. Water flow rate in closed conduits. Technique of Measuring by Velocity — area Method

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23 сентября 1981 г. № 4342 срок введения установлен

с 01.01 1983 г.

Настоящий стандарт устанавливает методику выполнения измерений объемного расхода воды в напорных трубопроводах методом площадь — скорость при помощи трубок Пито и гидрометрических вертушек и нормы точности измерений при практически стационарном и равномерном поле скоростей воды, состав и свойство которой не препятствуют применению указанных средств измерений, а температура и плотность по сечению трубопровода за время измерений практически не изменяются.

Стандарт полностью соответствует международным стандартам ИСО 3966—77 и ИСО 3354—75.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Расход воды определяют по значению местных скоростей в сечении потока и площади этого сечения. Измеряют размер трубопровода, местные скорости в заданном числе точек измерительного поперечного сечения потока (далее — сечения) и по этим данным — объемный расход воды.

1.2.    Требуемый режим потока обеспечивают выбором измерительного сечения на прямолинейном участке трубопровода.

1.3.    Соответствие режима потока требованиям настоящего стандарта, необходимость применения устройств для выравнивания потока или введения поправок в результаты измерений, а также время измерений местной скорости оценивают по результатам контрольных измерений (см. п. 4.4).

Издание официальное

Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 1982

Стр. 2 ГОСТ 8.439-81

1.4.    Скорость потока измеряют следующими способами:

последовательным измерением местных скоростей. При этом

одно средство измерений устанавливают поочередно в каждую точку измерений;

параллельным (одновременным) измерением местных скоростей в заданных точках сечения. Для этого используют стационарную батарею гидрометрических вертушек;

интеграционным (непосредственным) измерением средних скоростей на окружностях круглого сечения трубопровода или на вертикалях либо горизонталях прямоугольного сечения трубопровода. Для этого используют вращающуюся перекладину или скользящую штангу с гидрометрическими вертушками.

1.5.    Число точек измерений в поперечном сечении потока устанавливают исходя из требуемой точности определения расхода (см. п. 1.7), а их положение в поперечном сечении трубопровода зависит от метода вычисления средней скорости (см. п. 1.6).

1.6.    Среднюю скорость потока вычисляют одним из следующих методов:

графическим интегрированием поля скоростей, включающим построение профиля местных скоростей в поперечном сечении, измерение и суммирование площадей под этой кривой;

численным интегрированием поля скоростей, отличающимся от графического только тем, что профиль скоростей задают аналитическим выражением, а интегрирование выполняют аналитически;

арифметическим, основанным на предположении, что средняя скорость равна среднему взвешенному значению местных скоростей, измеренных в точках поперечного сечения потока с приблизительно равными коэффициентами расхода.

1.7.    Погрешность определения расхода не должна превышать ±2% при 95%-ной доверительной вероятности при условии коррекции систематических погрешностей.

1.8.    Пояснения терминов, используемых в настоящем стандарте, приведены в справочном приложении 1.

2. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

2.1. При измерениях местных скоростей, размеров трубопровода и температуры воды должны быть применены средства измерений, указанные ниже:

гидрометрические вертушки типов ГР-21 и ГР-55 по ГОСТ 15126-80, установленные на штанге типа ГР-56. Максимальная относительная погрешность индивидуальной градуировки в ра* бочем диапазоне скоростей ±1% при 95%-ной доверительной вероятности;

ГОСТ 8.439-81 Стр. 3

механические секундомеры 2-го класса точности по ГОСТ 5072-79;

хронографы типа ГР-30;

дифференциальные трубки Пито (см. справочное приложение 2);

дифференциальные манометры классов 0,4—0,6 по ГОСТ 18140-77 и жидкостные микроманометры классов 0,4 и 0,6 по ГОСТ 11161-71. Максимальная относительная погрешность дифференциального манометра в рабочем диапазоне измерений — 1%; штангенциркуль по ГОСТ 166-80; микрометрический нутромер по ГОСТ 10-75; металлическая рулетка по ГОСТ 7502-80; ртутный термометр типа ТМ-10 по ГОСТ 112-78.

2.2.    Для установки средств измерений в сечении трубопровода применяют следующие вспомогательные устройства:

устройство ввода и фиксации средств измерений; стационарную батарею;

вращающуюся перекладину и скользящую штангу; устройство для выравнивания потока (струевыпрямители, сетки, решетки).

Схемы вспомогательных устройств и требования, предъявляемые к ним, приведены в справочном приложении 3.

2.3.    Средства измерений и вспомогательные устройства применяют при следующих условиях.

2.3.1.    Трубки Пито и гидрометрические вертушки применяют при отсутствии в жидкости взвеси, препятствующей их нормальной работе.

2.3.2.    Поток в сечении должен быть стационарным, параллельноструйным и симметричным относительно оси трубопровода. Форма распределения скоростей в сечении не должна изменяться при постоянном расходе и при его изменении в рабочем диапазоне.

Отклонение от параллельноструйности — не более 5°, уровень турбулентности — не более 10% (см. п. 4.4).

2.3.3.    Трубки Пито применяют при числах Рейнольдса, больших 200, рассчитанных по диаметру отверстия полного давления.

Абсолютную погрешность дифференциального манометра принимают постоянной в рабочем диапазоне давлений. При этом относительная погрешность будет увеличиваться с уменьшением измеряемого давления, а рабочим диапазоном дифференциального манометра следует считать верхний участок его шкалы, в пределах которого относительная погрешность не превышает значения, указанного в п. 2.1.

Относительную погрешность градуировки гидрометрической вертушки принимают постоянной в диапазоне измеряемых скоростей.

Сф. 4 ГОСТ 8.439-81

Гидрометрическую вертушку применяют только в диапазоне скоростей, в котором она отградуирована. Допускается экстраполировать градуировочную кривую за пределы рабочего диапазона в область больших скоростей. В область малых скоростей экстраполяция не допускается.

2.3.4.    Если загрузка измерительного сечения средствами измерений и их держателями не превышает 2% площади поперечного сечения трубопровода, погрешности от загрузки сечения и градиента скорости не учитывают. При загрузке сечения на 2—6% необходима коррекция результатов измерений (см. разд. 6). При загрузке сечения более чем на 6% измерения не проводят.

2.3.5.    Средства измерений не допускается применять при высоком уровне турбулентности потока, так как показания трубки Пито и гидрометрической вертушки будут заниженными при поперечных пульсациях скорости и завышенными — при продольных. Степень завышения будет зависеть от амплитуды и частоты пульсаций потока и инерционности измерительного устройства (см. справочное приложение 6).

Для повышения точности отсчитывания при низкочастотных пульсациях следует применять дифференциальный манометр с демпфирующим устройством (см. справочное приложение 3) или при использовании гидрометрической вертушки увеличивать продолжительность измерения.

2.4. Допускается применять другие средства измерений, удовлетворяющие по точности требованиям настоящего стандарта.

3. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИИ

3.1.    При измерениях должны быть соблюдены следующие условия.

3.1.1.    Выбор измерительного сечения

3.1.1.1.    Измерительное сечение выбирают на прямых участках трубопровода, где измеряемые скорости находятся в пределах рабочего диапазона средств измерений.

Длина прямого участка трубопровода перед измерительным сечением должна быть возможно большей, т. е. измерительное сечение необходимо располагать как можно дальше от любых местных сопротивлений, способных вызвать асимметрию, закручен-яость и повышенную турбулентность потока.

Длина прямого участка вверх по потоку должна быть не менее 20 диаметров трубопровода круглого сечения или 80 гидравлических радиусов трубопровода любой формы сечения. Длина прямого участка между измерительным сечением и местным сопротивлением, расположенным ниже по потоку, должна быть не менее 5 диаметров трубопровода круглого сечения или 20 гидравлических радиусов трубопровода любой формы сечения.

ГОСТ 8.439-81 Стр. 5

3.1.1.2.    В измерительном сечении режим потока должен соответствовать требованиям п. 2.3.2, что устанавливают при контрольных измерениях (см. п. 4.4). Если контрольные измерения показывают, что поток недостаточно равномерный, то применяют устройства для его выравнивания (см. справочное приложение 3).

3.1.2.    Положение и число точек измерений в сечении

3.1.2.1.    Расстояние между средством измерений и стенкой трубопровода любой формы сечения должно быть не менее диаметра головки трубки Пито и 0,75 диаметра ротора гидрометрической вертушки. Расстояние между осями гидрометрических вертушек должно быть не менее d + 0,03 м, где й — диаметр ротора гидрометрической вертушки, м.

Положение средства измерений должно определяться расстоянием от стенки или контрольной точки по линии его перемещения с погрешностью не более ±0,001Х или ±0,027 для гидрометрических вертушек и ±0,005^ или ±0,057 для трубок Пито, где X — размер трубопровода в направлении перемещения средства измерений, м; 7 — расстояние от точки измерения до ближайшей стенки трубопровода, м. Если измерения выполняют при помощи стационарной батареи, то следует руководствоваться правилами п. 4,2.2

3.1.2.2.    В круглом измерительном сечении минимальное число точек измерений должно быть 12. Точки располагают на пересечении двух взаимно перпендикулярных диаметрах с тремя концентрическими окружностями так, чтобы на каждом радиусе было не менее трех точек измерений, не считая контрольной, расположенной в центре трубопровода.

3.1.2.3.    В прямоугольном измерительном сечении минимальное число точек измерений должно быть 25. Если используют арифметический способ вычислений средней скорости, то положение точек измерений определяют пересечением не менее пяти прямых, параллельных каждой из стенок трубопровода (см. п. 5.4.1.2).

4. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИИ

4.1.    При подготовке к измерениям следует провести внешний осмотр гидрометрической вертушки, трубки Пито и дифференциального манометра и проверить их исправность,

4.1.1.    При внешнем осмотре гидрометрической вертушки должно быть установлено соответствие ее следующим требованиям:

ротор должен свободно вращаться в подшипниках, деформация его должна отсутствовать;

вертушка должна выдавать четкие импульсы, а вторичное измерительное устройство должно осуществлять их надежную реги-страгию;

Стр. 6 ГОСТ 8.439-81

трение в подшипниках должно контролироваться наблюдением

за остановкой раскрученного ротора. При этом остановка не должна быть резкой;

форма ротора должна соответствовать гипсовой форме или металлическому шаблону.

4.1.2.    При внешнем осмотре трубки Пито и дифференциального манометра должно быть проверено соответствие их следующим требованиям:

отверстия трубки не должны быть засорены, трубки полного и статического давления не должны сообщаться, носок трубки не должен быть поврежден, головка трубки должна быть перпендикулярна к держателю, соединительная линия к дифференциальному манометру должна быть минимальной длины, соединительные линии должны быть абсолютно герметичны и в них не должно быть пузырьков воздуха, демпфирование манометра должно быть линейным (см. справочное приложение 3).

Соединительные линии должны соответствовать Правилам 28—64 и требованиям международного стандарта ИСО 2186—73. Средства измерений контролируют до и после каждого цикла измерений.

4.2.    Установка средств измерений в измерительном сечении трубопровода

4.2.1.    При последовательном способе измерений применяют средство ввода и фиксации (см. справочное приложение 3).

4.2.2.    При параллельном способе измерений стационарную батарею допускается применять в трубопроводах, диаметр которых

7,5 d + 0,18 м).

Допускается применять стационарные батареи гидрометрических вертушек в трубопроводах прямоугольного сечения. В этом случае вертушки располагают на вертикальных или горизонтальных штангах. Недостатком такой конструкции является значительная загрузка измерительного сечения.

4.2.3.    При интеграционном способе измерений в трубопроводах круглого сечения гидрометрические вертушки устанавливают на вращающейся перекладине.

В трубопроводах прямоугольного сечения гидрометрические вертушки устанавливают на скользящей штанге.

Скользящую штангу, состоящую из одного или двух рядов гидрометрических вертушек, перемещают так, чтобы вертушки последовательно занимали все измерительные вертикали или горизонтали измерительного сечения. При равномерном перемещении скользящей штанги непосредственно измеряют среднюю скорость на всех вертикалях или горизонталях измерительного сечения. Линейная скорость вращения или перемещения не должна превышать 5% средней скорости потока.

ГОСТ 8.439-31 Стр. 7

4.2.4. Параллельный и интеграционный способы измерений применяют только с гидрометрическими вертушками.

4.3.    Проведение измерений

4.3.1.    Размеры поперечного сечения трубопровода измеряют в последовательности, приведенной ниже.

В трубопроводах круглого сечения внутренний диаметр измеряют не менее четырех раз с приблизительно равными углами между измеряемыми диаметрами. Если разность между двумя измерениями диаметра оказывается более 0,5%, число измерений удваивают.

Диаметр трубопровода принимают равным среднему арифметическому значению этих измерений.

В трубопроводах прямоугольного сечения ширину и высоту измеряют на каждой измерительной горизонтали и вертикали. Если разность между двумя измерениями более 1%, то число измерений удваивают. Ширину и высоту трубопровода принимают равными среднему арифметическому значению этих измерений. Внутренние размеры трубопровода измеряют нутромером. Допускается определять площадь измерительного сечения измерением наружного периметра трубопровода и толщины стенки трубы.

4.4.    Контрольные измерения

Контрольные измерения выполняют перед проведением основных измерений или параллельно с ними для установления соответствия режима потока в измерительном сечении требованиям настоящего стандарта и определения времени измерений.

4.4.1.    Для контроля стационарности потока должна быть предусмотрена контрольная точка измерений в центре измерительного сечения. В этой точке рекомендуют устанавливать измерительный преобразователь самопишущего средства измерений с возможно более высокой чувствительностью. Если график местной скорости в функции времени за время выполнения измерений во всех точках измерительного сечения не выходит за пределы ±1%, то поток считают стационарным. Если местная скорость изменяется более чем на 1%, то необходима коррекция на медленные колебания скорости (см. п. 6.5).

4.4.2.    Равномерность распределения скоростей проверяют при помощи построения профиля скоростей по данным измерений местных скоростей на горизонтали, проходящей через центр измерительного сечения, при нескольких значениях расхода в рабочем диапазоне его измерений. Если профиль скоростей симметричен относительно оси трубопровода, типичен для турбулентного потока, не изменяется при изменении расхода, а поток параллельноструйный, то поле скоростей считают равномерным.

4.4.3.    Поток считают параллельноструйным, если выходной сигнал гидрометрической вертушки максимальный, а трубки Пито