Принципы метода измерения и расчета

Принцип метода измерения

4.1.1 Метод измерения расхода среды, протекающей в ИТ, основан на создании с помощью диафрагмы местного сужения потока, часть потенциальной энергии которого переходит в кинетическую энергию. Средняя скорость потока в месте его сужения повышается, а статическое давление становится менее статического давления до диафрагмы. Разность давления (перепад давления) тем больше, чем больше расход среды, и, следовательно, она может служить мерой расхода.

4.1.2 Массовый расход в общем случае рассчитывают по формуле

(4.1)

Вывод формулы (4.1) приведен в ГОСТ 8.586.1 (приложение A).

Примечание - В международном стандарте [2] поправочные коэффициенты К_Ш и К_П не используются, т.к. этим стандартом не допускается превышение установленных им норм на предельные значения шероховатости внутренней стенки трубопровода и притупления входной кромки диафрагмы.

4.1.3 Связь массового расхода, объемного расхода при рабочих условиях и объемного расхода, приведенного к стандартным условиям, устанавливает формула

. (4.2)

Расчет расхода среды

Массовый расход рассчитывают по формуле (4.1) после определения параметров, которые либо измеряют непосредственно, либо вычисляют по результатам измерений других параметров.

Коэффициент истечения диафрагм и поправочный коэффициент, учитывающий шероховатость внутренней поверхности измерительного трубопровода, зависят от числа Re, которое само зависит от значения расхода, поэтому уравнение для расчета расхода является неявным. В этом случае значение расхода может быть получено методом итераций. Порядок проведения итераций приведен в ГОСТ 8.586.1 (приложение В) и ГОСТ 8.586.5 (раздел 8).

Формулы для определения объемного расхода среды при рабочих условиях измерений и объемного расхода, приведенного к стандартным условиям, приведены в ГОСТ 8.586.5 (раздел 5).

Диафрагмы

Описание

Общие положения

Поперечное сечение в осевой плоскости стандартной диафрагмы приведено на рисунке 1. Обозначения элементов и геометрических параметров диафрагмы, приведенные на рисунке 1, применяют в настоящем разделе.

1 - входной торец диафрагмы; 2 - выходной торец диафрагмы

Рисунок 1 - Стандартная диафрагма

5.1.2 Общие требования

5.1.2.1 Требования применяют только к части диафрагмы, находящейся внутри трубопровода.

5.1.2.2 Отверстие диафрагмы должно быть соосно с ИТ. Торцевые стороны диафрагмы должны быть плоскими и параллельными друг другу.

5.1.2.3 Конструкция диафрагмы и узла ее крепления должна гарантировать, что под действием перепада давления на ней или других напряжений уклон диафрагмы (см. 5.1.3.1) не будет превышать в рабочих условиях ±1 %.

Допускается считать требование к отсутствию деформации диафрагмы под действием перепада давления выполненным, если толщина диафрагмы удовлетворяет следующим условиям [5]:

(5.1)

(5.2)

где

E_Д - толщина диафрагмы, м;

Е_У - модуль упругости материала диафрагмы, Па;

σ_Т - текучести материала диафрагмы при рабочей температуре, Па;

D' - внутренний диаметр опоры выходного торца диафрагмы в узле ее крепления, м.

Для определения σ_Т и Е_У используют справочные данные или информацию, предоставляемую производителем материала.

При выборе толщины диафрагмы следует провести расчеты по формулам (5.1) и (5.2) и выбрать наибольшее значение Е_Д. Если при расчетах значение E_Д превышает 0,05D (см. 5.1.5.3), то необходимо уменьшить перепад давления или выбрать другой материал для изготовления диафрагмы.

Входной торец диафрагмы

5.1.3.1 Поверхность входного торца диафрагмы (см. рисунок 1) должна быть плоской. Неплоскостность поверхности входного торца диафрагмы определяют перед ее установкой. Диафрагму считают плоской, если максимальный зазор между ней и поверочной линейкой длиной l, наложенной вдоль любого диаметра диафрагмы, как приведено на рисунке 2, менее 0,005 (l - d)/2, т.е. уклон - менее 0,5%.

D_H - наружный диаметр диска диафрагмы; Н - отклонение поверхности входного торца от плоскостности (измеренное на краю отверстия), м; l - длина линейки; l_Д - длина проекции на горизонтальную плоскость линии, соединяющей точку касания линейки поверхности диафрагмы и край отверстия диафрагмы

Рисунок 2 - Схема измерения неплоскостности диафрагмы

Таким образом, уклон, характеризуемый отношением Н_Д/l_Д, должен удовлетворять условию:

, (5.3)

Если l = D, то 2H_Д/(D - d) < 0,005. (5.4)

В таблице 1 приведены наибольшие допускаемые значения H_Д в зависимости от D и β при l = D.

Таблица 1 - Максимально допускаемые значения H_Д

5.1.3.2 Поверхность входного торца диафрагмы должна иметь значение Ra не более 10^-4d в пределах круга диаметром не менее D, концентричного с отверстием.

5.1.3.3 Для обеспечения удобства проверки правильности установки диафрагмы по отношению к направлению потока предусматривают маркировочный знак плюс (+) на входном торце и минус (-) на выходном торце диафрагмы. Нанесение маркировочного знака на входном торце диафрагмы в пределах круга диаметром D не допускается.

Выходной торец диафрагмы

5.1.4.1 Поверхность выходного торца диафрагмы (см. рисунок 1) должна быть плоской и параллельной поверхности входного торца диафрагмы.

5.1.4.2 Качество обработки поверхности выходного торца диафрагмы допускается ниже установленного для входного торца (см. [6]; 5.1.9). Рекомендуется, чтобы значение Ra выходного торца не превышало 0,1 мм.

5.1.4.3 Неплоскостность и состояние поверхности выходного торца диафрагмы допускается оценивать визуально.

5.1.4.4 Поверхность выходного торца диафрагмы считают параллельной поверхности входного торца, если выполняются требования 5.1.5.4.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: