ЗАДАНИЯ ПО МЕТРОЛОГИИ ДЛЯ ЗФО

ИЗМЕРЕНИЯ  расходов  жидкостей  и  газов по скорости 8.8361 – 79

1. УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗМЕРЯЕМОЙ СРЕДЫ

 

1.1. При выполнении измерений должны быть соблюдены следующие условия:

- поток в трубопроводе должен быть сформировавшимся и турбулентным, а движение - установившимся;

- площадь измерительного сечения в течение всего периода измерений должна оставаться постоянной;

- на стенках трубы не должно быть отложений и наростов измеряемой среды или продуктов коррозии.

 

1.2. Измеряемая среда должна быть однофазной или по своим физическим свойствам близка к однофазной.

 

1.3. При измерении расхода газа число Маха не должно превышать 0,25.

 

2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ

 

2.1. Метод измерения расхода жидкости и газа по скорости потока в одной точке поперечного сечения основан на закономерностях турбулентного течения в трубах, согласно которым скорость потока в определенной точке сечения трубы пропорциональна средней скорости в данном сечении.

 

2.2. При определении расхода данным методом необходимо измерить первичным преобразователем местную скорость в одной точке поперечного сечения трубы и площадь данного измерительного сечения. Расход   Q м³/с, определяют по формуле

 

                                 

 

где  отношение средней скорости потока в данном сечении к скорости потока в точке измерения;

 местная скорость потока, м/с;

 площадь поперечного сечения трубы, м .

 

Примечание. Для увеличения надежности допускается устанавливать несколько первичных преобразователей в одном сечении.

 

2.3. Местную скорость потока измеряют в точках, где она равна средней скорости в данном сечении (в точках средней скорости) или на оси трубы.

 

Точки средней скорости при развитом турбулентном течении измеряемой среды расположены на расстоянии (0,242±0,013)·   от внутренней поверхности стенки трубы, где  внутренний радиус трубы в измерительном сечении.

 

2.4. Коэффициент  при измерении в точках средней скорости остается постоянным и равным единице во всем диапазоне турбулентного течения. При измерении скорости потока на оси трубы коэффициент   остается постоянным только в автомодельной области турбулентного режима течения (см. справочное приложение 1).

 

При измерении скорости потока на оси трубы значение коэффициента   зависит от гидравлических характеристик труб (шероховатости поверхности, числа  Рейнольдса Re) и его необходимо предварительно определять экспериментально для каждого измерительного сечения.

 

Примечание. При достоверно известном значении коэффициента гидравлического трения коэффициент   допускается принимать по табл. 1.

Таблица 1

 

#G0	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06
	0,875	0,84	0,80	0,77	0,74	0,713

 

2.5. Для измерения расхода жидкости и газа необходимо наличие прямого участка трубопровода, обеспечивающего симметричное установившееся распределение скоростей потока, соответствующее развитому турбулентному течению в трубе. Значение коэффициента гидравлического трения    трубопровода не должно превышать 0,06. При измерении скорости на оси трубы режим течения должен соответствовать автомодельной области турбулентного течения. Режим течения определяют в зависимости от значения числа Re и коэффициента  по графику (рис.1)

 

                             Рис.1. График для определения режима течения

 

НАПОРНЫЕ ТРУБКИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА В ТРУБАХ

 

1. Трубки полного напора

 

Трубки полного напора с отбором статического давления через отверстие в стенке применяют в случаях, когда стенки трубы не подвержены интенсивной коррозии или отложению на них веществ, выделяющихся из измеряемой среды.

Трубки полного напора могут быть как цилиндрическими (рис. 2), так и загнутыми навстречу потоку (трубки Пито, рис. 3).

В случае применения цилиндрической напорной трубки отверстие отбора статического давления выполняют в стенке трубы в измерительном сечении. При пользовании трубкой, загнутой навстречу потоку, отверстие отбора статического давления располагают в плоскости поперечного сечения, совпадающей с приемным отверстием напорной трубки.

Диаметр отверстия приема статического давления принимают равным от 2 до 4 мм в зависимости от диаметра трубы и свойств измеряемой среды.

 

 

= 5-30 мм; = 1-3 мм; = (3-5)

 

Рис. 2 Цилиндрическая трубка полного напора

 

 

; мм;  = 14 ; ; = 0,13

 

Рис. 3 Трубка Пито – Прандтля

2. Дифференциальные напорные трубки

 

Дифференциальные напорные трубки, загнутые навстречу потоку, соответствуют стандарту ИСО 3966 и имеют градуировочный коэффициент, близкий к единице.

 

Пример конструктивного выполнения дифференциальной напорной трубки с эллипсоидальной головкой приведен на рис. 4.

 

 

; мм; ; ; .

 

Рис. 4 Дифференциальная напорная трубка

 

 

При измерении расхода без перерыва подачи измеряемой среды в трубопроводах, на стенках которых возможны отложения, допускается применять дифференциальные цилиндрические напорные трубки. Такие напорные трубки требуют индивидуальной градуировки.

Центральный угол между отверстиями отбора полного и статического давлений принимают равным 40°.

 

 

    

 

 

СХЕМЫ УСТРОЙСТВА ДЛЯ УСТАНОВКИ ПЕРВИЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СКОРОСТИ

 

1. Устройства для установки первичных преобразователей скорости на трубопроводах с прекращением подачи измеряемой среды

 

 

Рис. 5

1 - накладка; 2 - штанга первичного преобразователя скорости; 3 - сальниковый ввод; 4 - фланец

 

Схему, приведенную на черт. 5, принимают при измерении расхода жидкости в случаях, когда можно прекратить подачу жидкости и опорожнить трубопровод или снизить избыточное давление до 5-10 Па (0,05-0,1 кгс/см )  без опорожнения трубопровода, а также при измерении расхода газа в трубопроводах, непрерывно транспортирующих нетоксичные и невзрывоопасные газы низкого давления, например, в воздуховодах.

  2. Устройство для установки первичных преобразователей скорости на трубопроводах непрерывного действия

 

#G0
Рис. 6	Рис. 7
1 - сальниковый ввод; 2 - задвижка (затвор); 3 - патрубок; 4 - шлюзовая камера

Схему, приведенную на черт. 6 и 7, следует применять в случаях, когда невозможно прекратить подачу измеряемой среды.

Устройство без шлюзовой камеры (рис. 6) применяют в случаях, когда невозможно прекратить подачу измеряемой среды.

Устройство с шлюзовой камерой (рис. 6) применяют в случаях, когда размеры первичного преобразователя или конструкция затвора (задвижки) не позволяют использовать схему, представленную на черт. 7.

 

3. Сальниковый ввод

 

Конструкция сальникового ввода должна обеспечивать фиксацию оси чувствительного элемента первичного преобразователя в принятой точке поперечного сечения трубы и возможность контроля положения первичного преобразователя как относительно стенки трубы, так и по направлению его оси. Сальниковый ввод должен иметь базовую поверхность, относительно которой фиксируют положение первичного преобразователя скорости. На штанге первичного преобразователя должен быть укреплен конструктивный элемент, позволяющий контролировать глубину ввода и направление оси первичного преобразователя.

 

Пример конструктивного выполнения сальникового ввода приведен на рис. 8.

 

 

 

1 - штанга; 2 - набивка сальника; 3 - гайка; 4 - фланец; 5 - скоба; 6 - втулка

 

Рис. 8