УТВЕРЭДАЮ эехтора ВНИИР

РЕКОМЕНДАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений. Расход воды.

Методика выполнения измерений сегментными диафрагмами.

ГО СУДАРСГВЕННКЙ ЮМИ1ЕТ СССР Ш СТАНДАРТАМ

Всесоюзный научно-исследовательский институт расходометрии ВНИИР

Казань

1988

10,

6.2,1, Толщина Е днафрапш не должна превдаатъ 0,05D,₀, расчет Е необходимо проводить в соответствии с п. 6,1.4*

Длина цилиндрического отверстия долина находиться в пределах t/D_i0- 0,005...0,02.

У сегментных диафрагм толщиной Е более 0,021>._о цилиндрическое отверстие должно переходить в коническую часть. Угол 5 наклона конуса должен быть не менее 30°, но не более 45°.

6.2.2.    Расчетные значения m , а и Я следует определять по формулам (6.2) и (6.3) или по таблице приложения I

»* - ^агсс°й    ^    J    сб.2)

Н = Т) - a    (6,3)

6.2.3.    Измеренные значения а и Н должны отличаться от расчетных не более, чем на 0,Э*.

6.2.4.    Диафрагмы должны наготавливаться из коррозионностойких и эррозионностойких материалов. По согласованию с потребителем допускается изготовление диафрагмы из других материалов.

6.2.6. Проточную часть сегментных диафрагм необходимо изготавливать способом, обеспечивающим следующие числовые значения параметра шероховатости:

Fq <    2,6    мкм для Т> ^ Э00 мм ;

Ра <    6,3    ukv для    "D    * 300...1000 мм    ;

Fa <    I2_t6    мкм для    D    -1000...2000 мм    \

Ро <    20,0    мкм для    ~Ъ    *2000...3000 мм    ;

Ра <    40,0    мкм для    D    -3000...4000 мм    ,

Параметр шероховатости Pq торцовых поверхностей диафрагмы должен лежать в следующих пределах :

Pq < 4,0 мкм для Ь < 300 мм ;

Ра <    12,5    мкм для    “D    - Э00..Л000 мм    j

Р а ^    40,0 мкы для    D    > 1000 мм.

7. Потеря давления

7.1. Потеря давления р_п в сужающем устройстве выражается как часть перепада давления и определяется согласно ралд.7 Методических указаний РД 50-411-83* В тех случаях, когда в системе ограничиваются потери давления, создаваемые установкой расходомера, величина перепада давления на сужающем устройстве д р определяется по формуле

1 - с£ m

\ оС m

8* Установка специальных сужающих устройств

8.1.    Способ крепления оуааицего устройства должен обеспечивать возможность периодического осмотра е целью проверки соответствия его требованиям настоящих рекомендаций , а также

РД 50-4П-83. При D « 100...300 мм сегментную диафрагму целесообразно укреплять между разъемньми фланцами, при Т) > 300 им -ниже диафрагмы по течению предусматривать устройстве смотрового люка. Установка сегментной диафрагмы должна производиться в соответствии оо схемой, приведенной в приложении 2*

8.2.    Участки трубопроводов, на которых допускается установка расходомеров с сегментными диафрагмами, для обеспечения необходимой точности измерений должны удовлетворять определенным требования*. Длина прямолинейных участков трубопроводов должна соответствовать требованиям РД 50-411-83 к допускаемым расстояниям до ближайших местных гидравлических сопротивлений при m < 0,65, а при m > 0,65 должна соответствовать ее значению при m - 0,65.

8.3.    Участок трубопровода должен быть цилиндрическим с круглы! сечением. Отклонения от среднего диаметра трубопровода по результатам измерений в четырех диаметральных направлениях в трех поперечных сечениях - непосредственно в плоскости диафрагмы и на расстоянии 2D от ное - не должны превышать - 0,3* при т« 0,5...0,9.

12*

8.4* На внутренних о те me ах участка трубопровода не долею быть отложений, наростов или раковин, выступающих более, чей на 0,005 В и искажающих его конструктивные параметры н геометрию*

9.    Расчет свл1внтного сужающего устройства

9.1.    Подбор размеров диафрагмы и типа дшфманометра производится в зависимости от исходных значений диаметра трубопровода, диапазона изменения расхода, температуры и плотнооти измеряемой среды и диапазона измерений дифманометра. Методы расчетов при подборе должны соответствовать РД 50-411-83.

9.2.    Расчет расходомера при известных значениях исходных данных может производиться следующим образом.

9.2.1,    При заданном номинальном перепаде давления имеющегося дифманометра определяется величина относительной площади отверстия диафрагмы и ее параметры. Пример расчета параметров сегментной диафрагмы приведен в приложении 5.

9.2.2.    Если при установке расходомера необходимо предельно ограничить потери давления, то величина перепада давления на сегментной диафрагме др принимается равной др~ 1000 кге/м² или Др *

= 1600 кге/м² , что соответствует ГОСТ 18140-77. Расчет параметров сегментной диафрагмы проводят аналогично п. 9.2.1.

10.    Поверка расходомера

18.1,    Расходомеры о сегментнши диафрагмами допускаются к еко-плуатации после проведения первичной и периодических поверок, осуществляемых государственной или ведомственной метрологической службой в соответствии с РД 50-411-83, ГОСТ 8.61Э-84 и ГОСТ 8,146-75.

10.2.    Технический паспорт расходомера составляется после про-13.

ведения первичной поверни по форме, установленной в РД 60*411*83 и ГОСТ 2.601-68. К техническому паспорту расходомера должны быть при* ложены паспорта дифманометра и диафрагмы.

10.3. После монтажа составных частей расходомера параметры их должны быть измерены дяя сопоставления с их расчетная! величинами. Средства измерения, применяемые дяя контроля параметров и геометрических размеров составных частей расходомеров с сегментная диафрагмами, должны соответствовать расчетным значениям контролируемых параметров и размеров и иметь основную погрешность, не превыпапцую 1/3 соответствующего допуска на размер.

Просим замечания, пожелания и вопросы, требующие дополнительного разъяснения, а также материалы по опыту внедрения рекомендаций направлять по адресу! 10Э055 Москва, ул. Образцова, 15, ШИТ. Кафедра "Гидравлика и водоснабжение"

Настоящие рекомендации устанавливают методику выполнения измерений объемного расхода однородной жидкости, а также жидкости, несущей твердью частицы /пульпы/ в напорных трубопроводах диаметром 100. • • 4000 мм с помощью сегментных диафрагм.

Положения настоящих рекомендаций обеспечивают возможность применения сегментных диафрагм без их индивидуальной градуировки.

По описанию принципа действия расходомеров о оегментньми диафрагмами и дифманометрами нас тощие рекомендации соответствуют РД 50-213-80, РД 50-411-83 и ИСО 5167-80.

I. Основные положения

I.I, Приведенные в рекомендациях положения справедливы при соблюдении следующих условий измерения]

характер движения потока на прямых участках трубопроводов до и после сужающего устройства должен быть отационарнадбб $

измеряемое вещеотво должно заполнять вое поперечное оечекие трубопровода перед сужающим устройством и за ним [

фазовое состояние потока не должно изменяться при его течении через сужающее устройство |

на поверхностях сужающего устройства не образуются отложения, изменяющие его конструктивные параметр! и геометрию }

температура измеряемой среды 0°.,.50°С, давление до I МПа 5 плотность измеряемой среды не должна превышать величины f_n^m • 1200 кг/м³ /объемная концентрация водопесчаной пульпы не должна превышать величины S* 0,12, размеры частиц песка не должны быть более 5 мы, для других материалов твердых включений объемная кон- _ центрация может быть определена по формуле

£

г.

Р ц - плотность дуяьпы| <г/и² ;

Р_л - ЮОТВООТЬ ДИКОСТИ» /ь _f f_n- плотность твсщах ВХЛВМНВ*, кг/м³) ,

1.2,    Построение моаиишо вокофтшданвшс схем приборов вэыере-«иа параметров измеряемой орады, а таю» монтаж и подаяочение дв&~ нанометров и соодвянтвяьнш дквиш дои измерения перепада давлений на суаазщеы устройство вшэлнгатся в соответствии о РД 50-й 13-60 "Цровнла иэшрения рвохода газа и явдвоотеЯ отаддаршшн сужаоф*ди устройств*»»* и РД 50-411-63 ^етодячвеет» указгиия, Расход ввдво-отоГ' в газов, Котодика шхюлвешш измерений о помощью специальных сугшощи* устройств",

1.\ Допустив» диапазоны авачени? относительных шющадея отверстия ж ₉ характеризуемых отваэенхюм площадей отверстия дязбрегмы н внутреннего сопения трубопровода, m - 0,50. ,,0,90. Дея двааа-воаа m «. 0,10,..0,50 в датетров трубопроводов Ъ > 1000 им расчет сегментных диафрагм проводить в соответствен о РД 80-4П-83 кая я для труб диаметром Ъ - 1000 мм.

а. Основные уравнения расхода

2*1. В трубопроводе, по которому протекает вещество, устанавливают устройство» создающее местное оуаеияэ потока. Вследствие перехода часта потеяцвашзоя адергпя в кинетическую средняя скорость потоке в оуяэдшж еечзияи освшавтод, в результате wo статическое давление в огон сечении становится меньше статического давления перед сующим устройством, Резвость ©тих давлений тем больше» чем больше расход протекающего вещества» к, следовательно, может олу-яить мерой расхода.

2.2,    Объедай расход «едкостей в общем воде шгаюяяет по Форнее

Q ₀^оСт/1'²7Г' / jr- ₉    <Z.l)

где Q_q - объемный расход, n*/c *

oL - коэффициент расхода сегментной диафрагмы}

Ъ - внутренний диаметр трубопровода перед сужающим устройством при температуре t , и|

Д р - перепад давлений среды при течении через сужающие устройство, Па}

р • плотность измеряемой среды в рабочих условиях, кг/м⁸,

3. Коэффициент расхода

3.1. Сужающие устройства допускаются к применению только в той области чисел Рейнольдса, где коэффициент расхода сС можно считать постоянным. Область постежетва оС ограничена как нижним граничным числом Рейнольдса Ре _т1П >гр , так и верхним граюгшш числом Рейнольдса Р&_тох#Гр • Значения граничных чисел Рейнольдса в зависимости от относительной площади отверстия определяется по формуле (3.1) или по таблице 1}

при относительной площади отверстия т «= 0,5...0,9

,гр “^10б(0,11875 ‘ ^{W + 3,12500 m2)}    (3.1)

Таблица I

Значения граничных чиоед Ре min __ для сегментных

ГЛОХ р

диафрагм

m	! ! I **тт,гр ,	[ И | *®тах,гр ||	т	! 1 ^®mir\rp	! Ре j тах ,гр
0,50	0,4Л О5	Ю7	0,75	I.I3.I06	Ю7
0,55	0,51Л<Г	ю7	0,80	^згло*1	Ю7
0,60	0,в4.1(Г	107	0,85	1,53.10^	хо7
0,65	0,79.10°	ю7	0,90	1,75.10°	10
0,70	0,95*10®	I07

4.

3.2.    Значения коэффициентов расхода ОС в зависимости от относительной площади отверстия сужгщею устройства определяются по следующей формуле

⁰⁰ тЧЧЧ ⁰⁰ и •    <3.8;

где г и Кф - поправочные коэффициенты, учитывающие соответственно степень притупления входной кромки диафрагмы, шероховатость трубопроводов и способ отбора давления!

_л - коэффициент расхода, соответствующий острой напорной кромке отверстия диафрагмы, отбору давления по угловому способу и гладким трубам, определяется по следующим формулам или по табл, приложения I :

при относительной площади отверстия m « 0,б,.,0,7 <*„ » 0,87357 - 0,96442 ж + 1,13855 ж²    (3.3)

при относительной площади отверстия т - 0,7,,,0,9 <Х _я - -7,52120 + .30,64390 m - 38,31611 ж ² + 16,33002 ж ³ (3.4)

3.3.    Дня трубопроводов диаметром Ъ > 300 мм поправочные коэффициенты на лтероховатооть стенок трубопроводов Кщ *• I и притупление напорной кромки К_п « I. Для трубопроводов диаметром Ъ «100.,. ЗООял поправочный коэффициент на притупление кромки для однородной годности принимать равнш Кд « 1,008 | для пульпы К_п = 1,011. Расчет Кщ рекомендуется проводить согласно РД 50-213-80.

3.4.    Поправочный коэффициент на фланцевый способ отбора давления Кф определяется по формуле (3.6) или по таблице 2

(0,0126 + 0,0209 btm + 0,782 <**"•>² + 0,1071 Г^™)⁸;

Кф » в    (3.5)

6.

5. Погрешности измерения расхода

6.1.    Предельную относительную погрешность измерения расхода при доверительной вероятности, равной 0*95, определяют по формуле

** ^ (Tq •    (6.1)

Составляющей погрешностью или совокупностью составляющих погрешностей, равных или менее 30# результирующей погрешности, пренебрегают.

6.2.    Среднюю квадратическую относительную погрешность измерения объемного расхода определяют по формуле

е; = [(£*«♦ £>* (0.75С_Н +0.Z5mCbJ+ 4 (£ &    *

*0,25б£ + 6*^] ⁰⁵    (6.2;

5.2.1.    Значение средней квадратической относительной погрешности коэффициента расхода сегментной диафраглш следует определять согласно РД 50-411-83 по формуле

*>0,6    + 1,5    гг\*    .    (5.3)

5.2.2.    Значение средней квадратической относительной погрешности измерения высоты сегмента И определяется по формуле

<?и    - ⁵⁰    ~4h    ,    (5.4)

где Д Н - отклонение действительной высоты Н сегмента от расчетного значения. -Значение (Г_н не должно превышать 0,15.

5.2.3.    Значение средней квадратической относительной погрешности измерения диаметраОЪ2Q определяется согласно РД 50-411-83 по формуле

^{в 50}    (5.5)

^D 20

где дЪ - отклонение действительного диаметра "D от его расчетного значения, качение (Гъ ®^а**Р^В9*вя ив требований к паредаости измерений расхода в пределах от 0,05 до 0,Э6.

5.2.4.    Значение    определяют    по    формулам    :

О hi

при относительной площади отверотия m *» 0,50.. .0,70 —- - 0,96442 + 2,27710 m ;

7.

пре относительной площади отворотил ш • 0,7...0,9

—- 30,64390 - 76,83222m ♦ 48,99006 m²    (5.7)

6.2.5.    Среднюю квадратическую относительную погрешность определения плотности води (Гр в зависимости от ое температуры (приложение 3; следует определять в процентах как половину шага плотности dj>, соответствующего влечению рабочей температуры измеряемой среды, отнесенную к значению плотности вода пре 20°С. При использовании таблицы приложения 3 максимальная (Гр_Ь соотавит 0,1*.

5.2.6.    Среднюю квадратнчесную относительную погрешность определения плотности пудыш (Гр_п 9 измеряемую опециальнши плотномерами в зависимости от концентрации взвеси и температуры, следует определять в процентах как половину наименьшего деления шкалы плотномера, отнесенную к измеренной плотности

° ВО -■£■£— й_г .    (8,8)

где - класс точности плотномера или цена деления шкалы.

5.2.7.    Среднюю квадратическую относительную погрешность измерений перепадов давлений следует определять в процентах от максимального расхода:

<>Лр"⁰⁵ -%Г“ ^й /г?    -    <М)

где Ото» и Q_l - макоимадьшй роочегшй и измеряема в любой точке

рабочего диапазона расхода, ооответственно в м³/о или м*/ч |

класс точности дифманомвтра.

6. Требования к сужающим устройствам - сегыентвш диафрагмам

6.1.    Общие требования

6.1.1.    йвпершндивул^ность входного торца сутеющего устройства к оси трубопровода не должна превшать * 1° в угловых единицах.

6.1.2.    Непдосноотностъ, характеризуемая высотой волны входной торцевой плоскости сужающего устройства, не должна превышать 0,005D^q.

8.

При этом длина волны должна пре чгать высоту не менее чем в 200 раз, б. 1.3. На кромке сегментной диафрагмы при вивуальиом обследовании не должно быть заметно заусенцев, выбоин в т.п.

6.1.4.    Наименьшую необходимую толщину S сегментных диафрагм при перепаде давления др^ 16700 Па следует определять раочетнш путем, исходя из условий механической прочности сегмента, пользуясь следующей зависимостью

Ъо -^0I<5|(6.1) где D_i0- внутренний диаметр трубопровода перед сухащиы устройством при температуре 20°С |

JUo - коэффициент Пуассона j

(Г_в - предел прочности в Па прж растяжении, соответствующий температуре измеряемой среды.

При Др ^ 15700 Па принимать — равнш как при др «Т5700Па.

6.1.5.    Параллельность торцовых поверхностей сух&щях устройств оценивают по результатам измерения толщины Б • разность значения В в любых двух точках не должна превьпгать 0,0051)₁₀ •

6.1.6.    Отверстия для отбора давлений необходимо делать со стороны, противоположной отверстию сужающего устройства, на оси симметрии сегментной диафрагмы. Максимальное допустимое отклонение оси отверстия отбора давления от диаметра, являющегося ооыо симметрии сегментной диафрагмы, * 10°.

6.1.7.    Диаметр отверстий отбора давления должен находиться в пределах c/D ° 0,01...0,02. Одновременно должно соблвдатьоя условие: С с » I...I2 мм.

6.2. Сегментная диафрагма представлена на рже. I. Если сегментная диафрагма применяется для взввоенесуцих потоков, то ее отверстие необходимо располагать в нижней части поперечного сечения горизонтальной трубы. В случае использования диафрагмы для измерения расхода «едкостей, из которых могут выделяться газы, отверстие располагают в верхней части поперечного сечения горизонтальной трубы.