АРМАТУРА ТРУБОПРОВОДНАЯ.    РД    24.207.13    -90

МЕТОДИКА ЭКСПтаМШАЛЬНОГО

определения коэшцтагов

СОПРОТИВЛЕНИЯ И ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ

Дата введения 01.04..91

Настоящий руководящий документ распространяется на трубопроводную арматуру и устанавливает методику экспериментального определения коэффициентов сопротивления и пропускной способности арматуры на несжимаемых ньютоновских жидкостях р квадратичной области сопротивления при отсутствии кавитации.

РД 24.207.13 -90

I. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

коэффициент сопротивления, коэффициент трения единили длины, коэффициент расхода, удельный динамический напор, число Рейнольдса, выраженное через Dy , пропускная способность, м³/ч, начальная пропускная способность, м³/ч, условная пропускная способность, м³/ч, ускорение свободного падения, м/с* потери давления, Па (кгс/см^), плотность, кг/м³, объемный расход, м³/с, массовый расход, кг/с,

средняя скорость, отнесенная к площади условного

прохода, м/с,

объем жидкости, л,

условный проход, м или мм,

ход плунжера регулирующего клапана, м,

текущий ход запирающего органа, м,

условный ход плунжера регулирующего клапана, м,

строительная длина, м,

расстояние от оси вращения обратного затвора до геометрического центра диска (центра седла), м, расстояние от оси вращения обратного затвора до центра тяжести системы подвижных частей, м, расстояние от фланцев испытываемой арматуры до мест измерений давлений, м или мм,

РД 24.207.13 ”90

3.6.    Отбор давления должен производиться в четырех равноотстоящих точках по окружности сечения трубы с последующим осреднением отобранных давлений в кольцевой соединительной трубке, ведущий к манометру. Отверстия для отборов давления должны быть чистыми, с острыми или слегка округленными краями и не должны иметь заусенцев и других дефектов. Диаметры отверстий должны быть не менее 2,5 + 5,0 мм.

3.7.    Трубы, емкости и штатная арматура, установленные на стенде, должны быть изготовлены из нержавеющих материалов.

4. ИЗЖРИТЕШШ СРЕДСТВА И ПРИБОРЫ

4.1.    Для определения гидравлических характеристик ,K_v*cL на испытательном стенде необходимо провести измерения:

-    расхода воды,

-    перепада давления на испытуемой арматуре,

-    температуры воды для определения её плотности.

4.1.1.    Измерение расхода воды

4.1.1.1.    Измерение расхода может быть осуществлено несколькими методами. Наиболее распространенными являются:

-    объемный метод,

-    метод переменного перепада,

-    измерение с помощью индукционных расходомеров.

4.1.1.2.    При измерение расхода объемным методом определяется время заполнения водой тарированного мерного сосуда.

Расход подсчитывается по формуле

а = -4-

^    л?³    г

РД 24.207. 13-90

4.1.1.3.    Метод переменного перепада заключается в определении расхода с помощью стандартных диафрагм, сопел, сопел Вентури и труб Вентури. Расчет, требования к изготовлению и установке на трубопроводы, оценка погрешности измерений, требования к метрологической поверке изложены в РД 50-2X3-80 "Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами", М.: Издательство стандартов, 1982. -318с. и в РД 50-411-83 "Методические указания. Методика выполнения измерений с помощью специальных сужающих устройств", М.: Издательство стандартов, 1984. - 53с.

4.1.1.4.    Для измерения расхода жидких сред с удельной электрической проводимостью от Ю"³ до 10 См/м используются электромагнитные преобразователи расхода ИР-61, состоящие из первичного измерительного преобразователя ПРИМ (или ПР), устанавливаемого на трубопроводе,и передающего измерительного преобразователя ИУ-61, устанавливаемого на щите контрольно-измерительных приборов (КИП).

4.1Л.5. Преобразователи ИР-61 в зависимости от используемого первичного преобразователя имеют верхние пределы преобразования, приведенные в табл.2.

Таблица 2

Диаметр условного прохода мм		Верхний предел преобразования,-* 10							ч 3/ м3/с
10	0,10	100	<25	<60	2,00	2/0	<5	400	5,00	5/0
15	£,О0	0,50	3/5	4,00	5,00	6,50	В,00	<0/0	<2/0	<6,00
. .25	6,0	6,Ъ0	ш	<000	<2,50	26,00	ао/о	05,00	ъ<,5й	0О/О
50	ZQOO	06,00	3//0	00/0	5200 \	53/0	Шо	<О50с	<25/0	<66?06

РД 24.207. 13-90

Продолжение таблицы 2

Диаметр условного прохода мм Верхний предел преобразования,* 10"* м3/с 80 100 150 200 300 50,00 ЮгОО ЩОО 5>/$,0 $00,0 65,00 Щ0О ZotjO 0Щ0 ЩОО /35,00 Ъ/5,0с ЩО /350,0 /00,00 /OW ■>що /О50О /35,60 ЩОО 5одо Щ0 5000/0 /€0,00 35т /0006 zsoqo 0О//0 5/00 що /350,0 ZS00O ЩО /000,0 /ЩО 5/5,0 оао/о /ЩО гщо 00000 ЩОО /що ощо

4.1.1.6.    Пределы допускаемой приведенной основной погрешности преобразователей + 1% от верхнего предела преобразования.

Пределы допускаемой приведенной основной погрешности, определенной по показаниям указателя расхода, ± 5$.

Пределы допускаемой приведенной основной погрешности КСУ-4 *0,5%.

4.1.1.7.    Питание преобразователя осуществляется от сети

переменного тока напряжением (220    частотой    (50±1)    Гц.

4.1.2. Измерение перепада давления

4.1.2.1.    Измерение перепада давления может производиться с помощью:

-    дифференциальных ртутных манометров,

-    преобразователей перепада давления Сапфир-22ДЦ,

-    манометров.

4.1.2.2.    Применение дифференциальных ртутных манометров следует ограничивать вследствие их повышенной опасности из-за возможного пролива ртути и отравления людей ртутными парами.

РД 24.207. 13-90

Дифференциальным ртутным манометром следует измерять перепад выше 13,3 кПа (100 мм рт.ст.)

4.1.2.3. Характеристики выпускаемых промышленностью преобразователей Сапфир-22,ПД приведены в табл.З.

Таблица 3

Наименование преобразова теля	Модель	Верхний предел измерений		Предельно допускаемое рабочее избыточное давление мПа
		кПа	мПа
Сапфир-22 ДЦ	2410	0,25 0,4 0,63 1,0 1,0		4,0
	2420	1,6 2,5 4,0 6,3 10,0		4,0
	2430	6,3		16,0
	2434	10,0 25.0 40.0		40,0
	2440	40.0 63.0 100,0		16,0
	2444	160,0 250,0		40,0

Продолжение таблицы 3

Наименование преобразова теля Модель Верхний предел измерений Предельно допускаемое рабочее избыточное давление мПа кПа мПа Сапфир-22ДЦ 2450 0,4 0,63 1,0 1.6 2,5 16,0

Примечание. Нижний предел измерений равен 0.

Предел допускаемой основной погрешности - ±0,5$.

4.1.2.4. При определении коэффициента расхода предохранительных клапанов при их срабатывании от превышения давления перепад давления следует определять показаниями манометров, установленных до и после клапана.

Класс точности манометров должен быть не ниже 0,5.

4.1.3. Температура воды определяется ртутным термометром с ценой деления 0,1°С.

5. ТРЕБОВАНИЯ, ПРДДЬЯВДШЖ К АРМАТУРЕ, ПОСТУПАЮЩЕЙ НА ИСПЫТАНИЯ

5.1.    Требования, предъявляемые к макетам и опытным образцам

5.1.1.    Опытные образцы и макеты запорной ручной арматуры, а также образцы и макеты арматуры, не имеющей ручного управления (арматура с электро, пневмо, гидроприводами) или работающей от воздействия потока (обратные, невозвратно-запорные,

РД 24.207.13 -90

невозвратно-управляемые, предохранительные клапаны), должны обеспечивать ход, указанный на чертеже, с учетом нижнего допуска.

Опытные образцы и макеты регулирующей арматуры должны обеспечивать номинальный ход, указанный на чертеже.

5.1.2.    Если арматура имеет люфты в подвижной системе, связанной с золотником, и эти люфты при эксплуатации могут быть выбраны от воздействия давления, то для проведения испытаний на определение гидравлических характеристик все люфты устранить, при этом изделие должно обеспечивать ход золотника в соответствии с п.5.1.1 настоящего РД.

Если в арматуре, имеющей люфты, в процессе эксплуатации эти люфты неустраняются, то для правильного определения гидравлических характеристик арматура должна поставляться на испытания с ходом, большим на величину люфтов, при этом суммарная величина люфтов должна быть известна.

5.1.3.    Перед поставкой на стенды арматуры с конусным уплотнением в седле ОТК следует производить проверку величины заглубления конуса в седле. Величина заглубления должна быть оговорена чертежом.

5.1.4.    Определение гидравлических характеристик и выдача рекомендаций для внесения в техническую документацию производится по результатам испытаний не менее трех образцов или макетов.

5.2. Требования, предъявляемые к серийной арматуре

5.2.1. К серийной арматуре предъявляются требования, изложенные в пп.5.1.1, 5.1.2 и 5.1.4.

РД 24.207.13 -90

6. ПОРЯДОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

6.1. Определение коэффициентов сопротивления трубопровода между местами отбора давлений

6.1Л. Определение коэффициентов сопротивления трубопровода между местами отбора давлений производится для всей арматуры условного прохода Ду 32 и менее и для всех условных проходов полнопроходных задвижек и кранов. Для этой арматуры только при полном открытии из коэффициента сопротивления системы , включающей сопротивление арматуры и сопротивление трубопроводов между местами отбора давлений, вычитается коэффициент сопротивления трубопровода

(30)

6.1.2.    Для определения    производится соединение

трубопровода до арматуры с трубопроводом после арматуры без самой арматуры и каких-либо проставок.

6.1.3.    В трубопроводе устанавливается расход, при котором

0 имеез-меото число Рейнольдса не менее    Число    РеЙ-

19

нольдса рассчитывается по формуле (2Ь).    ,

/74    п    _    f/ >) ~i,0t iQ мУс

W Расход, при котором R& ь 10°,г рассчитывается' по формуле

4 = 0,0785Ъу , ъ -г,    ,    ,    (31)

где Оу,у_с*оЬны2г _r^_OKddf „

Коэффициент 0,0785 имеет размерность м²/с.

6.1.4.    По измеренному расходу и перепаду давления рассчитывается коэффициент * J по следующей формуле

(32)

РД 24.207.13 -90

6.1.5. По величине Л и Rb находится относительная

шероховатость Ж из диаграммы 2.4, приведенной в книге Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. -М.: Машиностроение, 1975. - 559с. Таким образом, для всех участков трубопроводов между местами отборов давлений в квадратичной области сопротивления определяется относительная шероховатость 5 .

6.1.6. При определении гидравлических характеристик арматуры по величине Ж и числу Рейнольдса ft? , имеющему место в конкретном эксперименте, из диаграммы 2.4 определяется соответствующий им коэффициент Л . Коэффициент сопротивления трубопровода рассчитывается по формуле

(33)

6.2.1.    Установить испытуемое изделие на рабочем участке испытательного стенда.

6.2.2.    Запирающий или регулирующий орган испытуемой арматуры установить в положение полного открытия и зафиксировать.

6.2.3.    Отрегулировать штатной арматурой режим испытания изделия в квадратичной области сопротивления при отсутствии кавитации.

6.2.4.    При условии выполнения требований, изложенных в

п.6.2.3, произвести в установившемся режиме (т.е. после двухтрех минут выхода на режим) измерение расхода и перепада давления на изделии и рассчитать пропускную способность КV по

РД 24.207Л3 -90

формулам (13) * (15).

Для запорной арматуры рассчитать коэффициент сопротивления по формулам (16), (17).

Для предохранительных клапанов коэффициент расхода рассчитать по формуле (2G).

Измерения производить не менее 3-х раз. Величина Ks и берется как среднее арифметическое из всех рассчитанных величин, округленное до десятых долей, если kV и больше I, и до^сотых долей, если kV и меньше X. Величина оС берется как среднее арифметическое, округленное до сотых долей.

6.2.5. При положениях запорного органа ( € ), соответствующих 5,10,20,30,40,50,60,70,80,90# условного хода или угла поворота запирающего или регулирующего органа, провести определение пропускной способности , коэффициента сопротивления $2 ^и коэффициента расхода о(с , соблюдая требования, изложенные в п.п.6.1.3, 6.1.4, 6.1.5.

Установку запирающего или регулирующего органа в каждое новое положение производить от поверхности седла.

6.3. Определение зависимости    )    для

обратных, невозвратно-запорных и невозвратно-управляемых клапанов, обратных затворов проводится в следующей последовательности

6.3.1.    С помощью штатной арматуры последовательно увеличивать расход воды до полного открытия изделия.

6.3.2.    Установить не менее пяти режимов в интервале от максимального до минимального значений коэффициентов сопротивления, повторив процесс изменения расхода не менее трех раз. При этом совпадение расходов при повторениях не обяза-

РД 24.207. ХЗ -90

тельно.

6.3.3. На каждом режиме измерить расход, перепад давления и произвести расчет коэффициента сопротивления по формулам (16), (17) и скоростного напора по формуле:

-t.

где

(35)

Таблица значений коэффициента    для    ряда    условных    прохо

дов Ду З-г-500 дана в рекомендуемом приложении.

6.4.    По экспериментальным данным строятся зависимости, указанные в п.п.2.2, 2.3, 2.4, 2.5.

6.5.    Тангенс угла наклона действительной пропускной характеристики определяется по формулам:

и. = (Хън ,КуС ) */_ he usfi)

для линейной пропускной характеристики;

tin .= 100 fa Knuj . (h±± _ At )    (37)

**    "Xvt '■A;/ /lyA

для равнопроцентной пропускной характеристики.

Тангенс угла наклона расчетной пропускной характеристики определяется по формулам:

/7=1- Коз.    (38)

AVy

для линейной пропускной характеристики,

РД 24.207.13 -90

/у - площадь условного прохода, м⁵,

Г - площадь в седле, м* или мм⁵,

У*г - текущий угол открытия,

Ур - угол между плоскостью, проходящей через центр тяжести системы подвитых частей к ось вращения затвора, и плоскостью уплотнительной поверхности диска,

- масса подвижных частей обратного клапана и затвора, кг,

{Г - время, с,

2. ПедРАВЛИЧЕСКИЗ ХАРАКТЕРИСТИКИ И РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

2.1.    К гидравлическим характеристикам арматуры относятся:

-    коэффициент сопротивления , характеризующий гидравлическое совершенство проточной части запорной арматуры, обратных затворов и обратных клапанов,

-    пропуская способность А/, характеризующая гидравлическое совершенство проточной части регулирующей арматуры,

-    коэффициент расхода Ы. , характеризующий гидравлическое совершенство предохранительных клапанов.

Гидравлическими хар акт ер ис тиками считаются также зависимости    ,    Ы    от изменения положения запирающего или регули

рующего органа,

2.2.    Для запорной арматуры определяются следующие характерно тики:

а) коэффициент сопротивления р~ на ходе запирающего органа, указанном на чертеже для клапанов и задвижек и на угле открытия, указанном на чертежо для кранов и затворов дисковых;

РД 24-207. 13-90

6.6. Статистическая обработка экспериментальных данных

6.6.1.    Статистическая обработка включает два раздела:

выброс грубых ошибок,

расчет статистических характеристик.

6.6.2.    Выброс грубых ошибок производится с целью получения

достоверных значений kV »    .    Для    этого    из    ряда экспери

ментальных значений /2 рассчитывается среднее значение

и выбирается Кч<Ас ⁰ максимальным отклонением от среднего. Затем рассчитывается среднее арифметическое значение RJ ,    ,    с?'    и    среднее квадратичное отклонение

без учета выявленного ^    ,£7, ©4», имеющего максимальное

отклонение от средаето.

Г и 6'^/ рассчитывается по формулам:

Расчет ^

(41).

Далее рассчитывается критерий Стьюдента Ь для выбранных с максимальным отклонением к^ ,£7- Мс • Яля. £7* критерий Стьвдента рассчитывается по формуле:

(42)

Критерий t. для \Су/\ , оLc.    рассчитывается аналогично

по (42).

с.4

б) зависимость коэффициента сопротивления от хода Jr"s* /у (Аг) или относительного хода |^г ~    2>у)    для    клапанов    и    зад

вижек и от угла поворота ^ ~/^ ( S^r) или относительного угла поворота =^у(    для    кранов    и    затворов    дис

ковых.

2.3.    Для регулирующей арматуры определяются:

а)    условная пропускная способность KVy на условном ходе Ау,

б)    действительная пропускная характеристика

или относительная пропускная характеристика Kvl iKvy -AfAc/^y);

в)    по экспериментальным данным в соответствии с требованиями ГОСТ 12893-83 производятся расчеты диапазона регулирования и тангенса угла наклона пропускной характеристики.

2.4.    Для предохранительных клапанов определяются:

а)    коэффициент расхода ,

б)    зависимость коэффициента расхода от хода оС = А ( при принудительном подъеме золотника.

2.5.    Для обратных, невозвратно-запорных, невозвратноуправляемых клапанов и обратных затворов определяются:

а)    коэффициент сопротивления при полностью открытом запирающем органе,

б)    зависимость коэффициента сопротивления от скоростного

напора 2^    */£    ).

По экспериментальным данным также рассчитывается зависимость коэффициента сопротивления от удельного динамического напора ^    ).

Примечание: I. Для невозвратно-запорных и невозвратно-управляемых клапанов зависимость ^

РД 24.207. 13-90

3. ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

3.1.    Коэффициенты сопротивления, пропускная способность

и коэффициенты расхода определяются на стенде, имеющем в качестве испытательной среды воду, принципиальная схема которого представлена на чертЛ.

3.2.    Стенд должен обеспечивать возможность испытания арматуры различных проходов, устанавливаемой на сменных трубопроводах.

3.3.    Диаметр отверстия присоединительных сменных трубопроводов должен соответствовать диаметру присоединительных патрубков испытываемой арматуры. Арматура должна монтироваться таким образом, чтобы уплотняющие прокладки во фланцевых соединениях не выступали во внутреннюю полость трубопровода.

3.4.    Прямые, без дополнительных местных сопротивлений сменные трубопроводы, устанавливаемые до и после испытываемой арматуры, должны иметь длину не менее 20 Ду.

3.5.    Места измерений давлений "до” и "после" испытываемой арматуры должны находиться от фланцев арматуры на расстояниях, указанных в табл.1.

Таблица I

	Ду, мм
Участок	от 3 до 6	от 10 до 32	от 40 и выше
	Расстояние от фланцев до точки измерения
входной	от 13 до 6 Ду	от 5 до 2Ду	1ДУ
выходной	от 13 до 6 Ду	5 Ду	5Ду

1-пасос,2-обратный клапан,3-запорная арматура,4-клапан для иод;зрг.ания урозня воды в о мости,5-макометр, 6-предохранительный клапан,7-буерная емкость, 5-индукционный расходомер, (ЯР-61), 9-запорная арматура для подключения ИР-51,10,15,17-регулирующие клапаны, П-сменныё трубопроводы, 12-прибор для измерения перепада давления, 13-кспытызае:лая арматура, 14-запорная арматура для подключения прибора,12,16-мерный бак,18-з апорная арматура,19-колодец, 20-рабочая линия,21-баЕпасная линия,22-расходомерное устройство, работающее по методу переменного перепада

Черт Л