Диафрагмы с угловым способом отбора давления

5.2.3.1 В месте выхода во внутреннюю полость ИТ отверстие должно касаться торца диафрагмы (см. 5.2.3.5).

5.2.3.2 Отверстия могут представлять собой либо отдельные отверстия, либо кольцевые щели. Отдельные отверстия для отбора давления могут быть выполнены как в трубопроводе, так и в его фланцах. Кольцевые щели выполняют в корпусе камеры усреднения или во фланцах трубопровода, как приведено на рисунке 4.

1 - камеры усреднения; 2 - отдельные отверстия; 3 - отверстия; 4 - корпус камеры усреднения; 5 - диафрагма; f- глубина щели; b_k, b'_k - внутренний диаметр корпуса камеры усреднения; с, с' - длина корпуса камеры усреднения; а - ширина кольцевой щели или диаметр отдельного отверстия; s - расстояние от уступа до камеры усреднения; g, h - размеры корпуса камеры усреднения; j - диаметр отверстия в камере для передачи давления на СИ

Рисунок 4 - Схема расположения угловых отверстий для отбора давления 8

5.2.3.3 Диаметр а отдельных отверстий или ширины кольцевых щелей должен удовлетворять следующим условиям:

0,005D ≤ а ≤ 0.03D при β ≤ 0,65;

0,01D ≤ а ≤ 0.02D при β > 0,65.

Если D < 0,1 м, то при любом значении β диаметр а допускается увеличивать до 2 мм.

Независимо от значения β диаметр а должен удовлетворять дополнительным условиям:

- 1 мм ≤ а ≤ 10 мм - для чистых сред;

- 1 мм ≤ а ≤ 10 мм - для паров, в случае применения кольцевых щелей;

- 4 мм ≤ а ≤ 10 мм - для паров и сжиженных газов, в случае отдельных отверстий для отбора давления.

При выборе значения диаметра а отдельных отверстий или ширины кольцевых щелей из указанных диапазонов учитывают необходимость исключения их засорения.

5.2.3.4 Кольцевые щели выполняют прерывистыми или сплошными по всему периметру корпуса камеры усреднения. Если отборы выполнены в виде прерывистой щели, то каждую камеру усреднения соединяют с внутренней полостью трубопровода не менее чем четырьмя отверстиями, оси которых находятся под равными углами друг к другу, а площадь каждого отверстия должна быть не менее 12 мм².

5.2.3.5 Если используются отдельные отверстия, как приведено на рисунке 4, то осевые линии отверстий должны пересекаться с осью трубопровода под углом 90° с допускаемым отклонением не более 3°.

Если используются несколько отдельных отверстий в каждой из двух групп отверстий (до и после диафрагмы), то их оси должны образовывать между собой равные углы.

5.2.3.6 Внутренний диаметр корпуса камеры усреднения b_k и ее длина с до СУ (см. рисунок 4) должны удовлетворять условию:

(5.5)

При этом внутренний диаметр корпуса камеры усреднения b_k должен находиться в пределах от значения D до 1,04D, а длина корпуса камеры усреднения до диафрагмы с не должна превышать 0,65D.

Данные требования распространяются и на внутренний диаметр корпуса камеры усреднения b'_k и ее длину с' после СУ.

Глубина f щели должна быть больше или равна удвоенной ширине кольцевой щели а. Площадь внутренней полости камеры усреднения в осевом сечении gh должна быть больше или равна половине общей площади щели, соединяющей эту камеру с внутренней полостью ИТ.

5.2.3.7 Все поверхности корпуса камер усреднения, находящиеся в контакте со средой, должны быть чистыми.

5.2.3.8 Отверстие, предназначенное для передачи давления на соответствующие СИ, выполненное в стенке корпуса каждой из камер, должно иметь круглое сечение диаметром; (см. рисунок 4) в пределах от 4 до 10 мм.

На внутренней поверхности отверстия и его кромках не должно быть неровностей (вмятин, заусенцев и отложений).

5.2.3.9 Камеры усреднения до и после диафрагмы могут быть взаимно несимметричными, но должны соответствовать установленным требованиям.

Коэффициенты и их неопределенности

Границы применения

Диафрагмы с угловым или трехрадиусным способом отбора давления применяют при следующих условиях:

d ≥ 0,0125 м;

0,050 m ≤ D ≤ 1 м;

0,1 ≤ β ≤ 0,75;

Re > 5000 при β ≤ 0,56;

Re > 16000β² при β > 0,56.

Диафрагмы с фланцевым способом отбора давления применяют при следующих условиях:

d ≥ 0,0125 м;

0,050 м ≤ D ≤ 1 м;

0,1 ≤ β ≤ 0,75.

Значение числа Re должно быть более 5000 и 1,7∙10⁵β²D.

Коэффициенты

5.3.2.1 Коэффициент истечения

Коэффициент истечения определяют по уравнению [7]:

(5.6)

,

,

Значения L₁ и L'₂ принимают равными:

- L₁ = L'₂ = 0 - для углового способа отбора давлений;

- L₁ = 1; L'₂ = 0,47 - для трехрадиусного способа отбора давления;

- L₁ = L'₂ = - для фланцевого способа отбора давления.

5.3.2.2 Коэффициент расширения

При использовании любого из трех способов отбора давления коэффициент расширения рассчитывают по формуле [8]

. (5.7)

Формула (5.7) применима только для значений β, D и Re, указанных в 5.3.1, при условии:

5.3.2.3 Поправочный коэффициент, учитывающий шероховатость внутренней поверхности измерительного трубопровода

Если значение среднеарифметического отклонения профиля шероховатости Ra не более Ra_max и не менее значения Ra_min, то поправочный коэффициент K_Ш принимают равным единице.

Значение Ra_max рассчитывают по формуле

(5.8)

где A₀,A₁,A₂ - коэффициенты, зависящие от числа Re, рассчитывают по формуле

(5.9)

где B_k- постоянные коэффициенты, значения которых приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Значения коэффициентов B_k

Если в результате расчета, выполненного по формуле(5.8),полученное значение то принимают Ra_max=15∙10^-4D.

Значение округляют до двух значащих цифр.

Значение Ra_min рассчитывают по формуле

(5.10)

Если в результате расчета, выполненного по формуле (5.10), получено значение ≤ 0 или число Re < 3∙10⁶, то принимают Ra_min = 0.

Значения округляют до трех цифр после запятой.

Требования к шероховатости внутренней поверхности ИТ предъявляют к участку ИТ до диафрагмы на длине не менее 10D.

Примечание - Если длина прямого участка ИТ, расположенного между диафрагмой и МС, менее 10D, то требование к шероховатости внутренней поверхности ИТ предъявляют только к этому участку.

Информация о шероховатости труб приведена в ГОСТ 8.586.1 (пункт 7.1.5). Данные, на базе которых получены формулы (5.8) - (5.10), приведены в [9], [10], [11].

Если значение среднеарифметического отклонения профиля шероховатости Ra превышает значение Ra_max, определенное по формуле (5.8), или менее значения Ra_min, определенного по формуле (5.10), то поправочный коэффициент К_Ш рассчитывают по формуле

(5.11)

где λ и λ^*- коэффициенты трения, рассчитанные при действительном числе Re и значениях эквивалентной шероховатости ИТ, равных ее действительному значению R_Ш [см. ГОСТ 8.586.1 (пункт 7.1.5 )] и условному - R^*_Ш соответственно.

Значения λ и λ^* рассчитывают по формуле

(5.12)

где А_Ш, k_D, k_R - величины, значения которых рассчитывают в соответствии с таблицей 3.

Таблица 3 - Значения величин А_Ш, k_D, k_R

5.3.2.4 Поправочный коэффициент, учитывающий притупление входной кромки диафрагмы.

Если радиус входной кромки диафрагмы r_k не превышает 0,0004d, то поправочный коэффициент K_П принимают равным единице.

Если значение r_k превышает 0,0004d, то поправочный коэффициент K_П рассчитывают по формуле

(5.13)

где

(5.14)

а - параметр, учитывающий тип измеряемой среды, который принимают равным 0,19∙10^-3 для жидкости 0,195∙10^-3 для газа и 0,2∙10^-3 для пара;

r_H - начальный радиус входной кромки диафрагмы;

τ_T - текущее время эксплуатации диафрагмы с момента определения значения начального радиуса входной кромки диафрагмы r_H, год.

Допускается значение K_П определять по значению среднего радиуса входной кромки диафрагмы за межконтрольный интервал СУ τ_y В этом случае возникает дополнительная составляющая неопределенности значения K_П (см. 5.3.3.4).

Значение рассчитывают по формуле

(5.15)

где τ_y - межконтрольный интервал радиуса входной кромки диафрагмы, год.

Если средний радиус входной кромки за интервал τ_y не превышает 0,0004d, то значение K_П принимают равным единице.

Если средний радиус входной кромки за интервал τ_y превышает 0,0004d, то значение K_П рассчитывают по формуле

(5.16)

Примечание - Измерение r_H в отличие от его визуального определения позволяет получить меньшую неопределенность K_П.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: