Утверждена
Всероссийским
научно-исследовательским
институтом метрологической
службы Госстандарта России
25 апреля 2000 года
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
РАСХОД И КОЛИЧЕСТВО ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
КОМПЛЕКСОВ С СУЖАЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ ДЛЯ ЗНАЧЕНИЯ
ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ШЕРОХОВАТОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
ТРУБОПРОВОДОВ Rш х 10.4 / D СВЫШЕ 30
РЕКОМЕНДАЦИЯ
МИ 2588-2000
Разработана Всероссийским научно-исследовательским институтом
метрологической службы (ВНИИМС), Всероссийским научно-
исследовательским институтом расходометрии (ВНИИР).
Исполнители: Беляев Б.М., к.т.н. (ВНИИМС), Патрикеев В.Г.,
д.т.н. (ВНИИМС) (рук. темы), Личко А.А., к.т.н. (ВНИИР).
Утверждена ВНИИМС 25 апреля 2000 г.
Зарегистрирована ВНИИМС 25 апреля 2000 г.
Введена впервые.
Настоящая Рекомендация в дополнение к ГОСТ 8.563.1,2,3-97
регламентирует методику выполнения измерений расхода и количества
жидкостей и газов измерительными комплексами со стандартными
диафрагмами и соплами ИСА 1932 (ИК) в следующих диапазонах:
- относительного диаметра диафрагм с угловым способом отбора
давления в диапазоне от 0,75 до 0,80, при минимальном значении
4
числа Рейнольдса, равном 210 ;
4
- относительной эквивалентной шероховатости R х 10 / D свыше
ш
30 при относительном диаметре, изменяющимся в допустимых пределах
(для диафрагм с угловым отбором перепада давления -
0,2 <= бета <= 0,8; для диафрагм с фланцевым и трехрадиусным
способами отбора давления - 0,2 <= бета <= 0,75; для сопел ИСА
1932 - 0,3 <= бета <= 0,8);
- эквивалентная шероховатость ИК не соответствует данным
таблицы Б1 ГОСТ 8.563.1-97, а принимается по данным таблицы
Приложения А настоящей Рекомендации;
- значение внутреннего диаметра измерительного трубопровода для
стандартных диафрагм с угловым способом отбора давления свыше 1000
мм и для сопел ИСА 1932 свыше 500 мм.
Государственный метрологический надзор и контроль за
применением и состоянием ИК с сужающими устройствами выполняют в
соответствии с ПР 50.2.022-99 с учетом положений настоящей
Рекомендации.
Настоящая Методика предназначена для определения расхода и
количества однофазных сред только в составе программных комплексов
Расходомер-СТ и Флоуметрика, рекомендованных к применению НТК
Госстандарта РФ по метрологии и измерительной технике.
1. Нормативные ссылки
В настоящей Рекомендации использованы ссылки на следующие
стандарты:
ГОСТ 8.563.1-97. ГСИ. Измерение расхода и количества жидкостей
и газов методом переменного перепада давления. Диафрагмы, сопла
ИСА 1932 и трубы Вентури, установленные в заполненных
трубопроводах круглого сечения. Технические условия.
ГОСТ 8.563.2-97. ГСИ. Измерение расхода и количества жидкостей
и газов методом переменного перепада давления. Методика выполнения
измерений с помощью сужающих устройств.
ПР 50.2.022-99. ГСИ. Порядок осуществления Государственного
метрологического контроля и надзора за применением и состоянием
измерительных комплексов с сужающими устройствами.
ГОСТ 30319.0,1,2,3-96. Газ природный. Методы расчета физических
свойств.
2. Условные обозначения и термины
В Рекомендации использованы обозначения и термины, принятые в
ГОСТ 8.563.1-97 и ГОСТ 8.563.2-97.
3. Средства измерений и вспомогательные устройства
3.1. Общие требования к средствам измерений
Измерения расхода и количества жидкостей и газов выполняют с
помощью ИК, в состав которых входят основные узлы, перечисленные в
разделе 1 ГОСТ 8.563.2-97.
3.2. Сужающие устройства
3.2.1. Конструкция диафрагм должна соответствовать требованиям
п. 8.1 ГОСТ 8.563.1-97, сопел ИСА 1932 - п. п. 9.1, 9.2, 9.3 и 9.4
ГОСТ 8.563.1-97.
3.2.2. Конструкция камер отбора давлений и выполнение отверстий
для отбора давлений соответствуют требованиям п. 8.2 ГОСТ 8.563.1-
97 для диафрагм и п. 9.5 ГОСТ 8.563.1-97 для сопел ИСА 1932.
Измерения внутреннего диаметра диафрагмы и горловины сопла ИСА
1932 выполняют в соответствии с требованиями п. 8.1.7 и п. 9.2.5
ГОСТ 8.563.1-97.
3.2.3. Сужающие устройства устанавливают в трубопровод в
соответствии с требованиями раздела 7 ГОСТ 8.563.1-97.
3.3. Измерительный трубопровод
3.3.1. Измерительный трубопровод должен соответствовать
требованиям п. 7.5 ГОСТ 8.563.1-97.
3.3.2. Измерения внутреннего диаметра выполняют в соответствии
с требованиями п. 7.5.1.2 ГОСТ 8.563.1-97.
3.4. Средства измерений параметров потока
Требования к характеристикам средств измерений параметров
потока, их монтажу и эксплуатации должны соответствовать разделам
4 и 6 ГОСТ 8.563.2-97.
4. Метод измерений
4.1. Принцип метода измерений расхода и количества жидкостей и
газов с помощью измерительных комплексов с сужающими устройствами
изложен в разделе 5 ГОСТ 8.563.1-97.
4.2. Уравнения для вычисления расхода жидкостей и газов
представлены в п. 5.1 ГОСТ 8.563.2-97, уравнения для расчета
количества среды приведены в п. 5.2 ГОСТ 8.563.2-97.
В разделе 6 настоящей Рекомендации излагаются алгоритмы решения
этих уравнений без упрощений по вычислению коэффициента истечения,
принятых в п. 5.2 ГОСТ 8.563.1-97. При этом учтены следующие
положения.
4.3. Уравнения для вычисления коэффициента истечения,
поправочных коэффициентов на влияние шероховатости и притупления
входной кромки диафрагмы используют в следующем виде.
4.3.1. Уравнение Штольца, используемое для расчета коэффициента
истечения диафрагм (п. 8.3.2 ГОСТ 8.563.1-97), в настоящих
Рекомендациях имеет следующую область применения:
для диафрагм с угловым отбором перепада давления:
d >= 12,5 мм; D >= 50 мм; 0,2 <= бета <= 0,8;
5000 <= Re при 0,2 <= бета <= 0,45;
10000 <= Re при 0,45 <= бета <= 0,75;
20000 <= Re при 0,75 < бета <= 0,8;
для диафрагм с фланцевым и трехрадиусным отбором перепада
давления:
d >= 12,5 мм; 1000 >= D >= 50 мм; 0,2 <= бета <= 0,75;
2
1260 бета D <= Re.
4.3.2. Для диафрагм с угловым, фланцевым и трехрадиусным
отбором перепада давления величину поправочного коэффициента на
шероховатость внутренней поверхности измерительного трубопровода
рассчитывают по следующим формулам:
4
при бета < 0,3 и R 10 / D <= 25 или
ш
4
4 [8+1/(10 бета )]/14
при бета >= 0,3 и R 10 / D <= 10
ш
К = 1 (4.1)
ш
4
при бета < 0,3 и 25 < R 10 / D <= 30 или
ш
4
4 [8+1/(10 бета )]/14
при бета >= 0,3 и 30 >= R 10 / D > 10 ,
ш
а эквивалентная шероховатость выбрана по данным таблицы Б1 ГОСТ
8.563.1-97 или получена экспериментально по рекомендациям п.
В.3.4 ГОСТ 8.563.1-97,
4
К = 1 + бета r А , (4.2)
ш о Re
где:
4
r = -0,04 + 0,07 lg(R 10 / D),
о ш
4
А = 0 - при 5000 < Re <= 10 ,
Re
2 4 6
А = 1 - 0,25 (lg Rе - 6) - при 10 < Re < 10 ,
Re
6
А = 1 - при Re >= 10 ;
Re
4
при R 10 / D > 30 и условии, что эквивалентная шероховатость
ш
выбрана по данным Приложения А настоящей Рекомендации или получена
экспериментально по рекомендациям п. В.3.4 ГОСТ 8.563.1-97,
3,5
К = 1 + 3,5 бета (лямбда - лямбда ) / С, (4.3)
ш с
где:
С - коэффициент истечения по формуле Штольца;
лямбда - коэффициент сопротивления трения, рассчитываемый по
следующей формуле:
0,25
лямбда = 0,11 [(R / D) + (68 / Rе)] , (4.3.1)
ш
лямбда - коэффициент сопротивления трения трубопроводов,
с
используемых для получения стандартных значений С:
-4 0,25
лямбда = 0,11 [4 х 10 + (68 / Re)] . (4.3.2)
с
Если К , полученное в результате расчета, менее единицы, то
ш
значение К = 1. Если К , полученное в результате расчета, больше
ш ш
1,03, то принимается, что эквивалентная шероховатость стенок ИТ в
данном узле учета превышает допускаемое значение, и такой узел
бракуется.
4.3.3. Поправочный коэффициент на притупление входной кромки
отверстия диафрагмы определяют по следующим формулам:
_
при r / d <= 0,0004 К = 1, (4.4)
k n
_ _
при r / d > 0,0004 К = 1,0547 - 0,0575 х ехр(-149 х r / d), (4.5)
k n k
_
где средний радиус закругления входной кромки r рассчитывают
k
по формуле (В.40) ГОСТ 8.563.1-97 в виде:
_
r = 0,195 - (0,195 - r ) [1 - ехр(-тау / 3)] (3 / тау ), (4.6)
k н nn nn
_
при тау = 0 r = r , (4.7)
nn k н
_
при тау = 1 году r = 0,0292 + 0,850 х r , (4.8)
nn k н
где r - начальный радиус закругления входной кромки
н
диафрагмы; определяют путем измерений, либо принимают равным 0,05
мм. Диаметр отверстия диафрагмы d подставляют в формулу (4.5) в
мм.
Если К , полученное в результате расчета, менее единицы, то
n
значение К = 1.
n
4.3.4. Уравнение для расчета коэффициента истечения сопел ИСА
1932 (п. 9.6.2 ГОСТ 8.563.1-97) в настоящей Рекомендации имеет
следующую область применения:
d >= 12,5 мм; D >= 50 мм; 0,3 <= бета <= 0,8;
4 7
7 х 10 <= Re <= 5 х 10 при 0,3 <= бета <= 0,44;
4 7
2 х 10 <= Re <= 5 х 10 при бета > 0,45.
4.3.5. Для сопел ИСА 1932 величину поправочного коэффициента на
шероховатость внутренней поверхности измерительного трубопровода
рассчитывают по следующим формулам:
4
при бета < 0,35 и R 10 / D <= 25 или при бета >= 0,35 и
ш
4
4 [5+1/(10 бета )]/9
R 10 / D <= 10
ш
К = 1; (4.9)
ш
4
при бета < 0,35 и 25 < R 10 / D <= 30 или
ш
4
4 [5+1/(10 бета )]/9
при бета >= 0,35 и 30 >= R 10 / D > 10 ,
ш
а эквивалентная шероховатость выбрана по данным таблицы Б1 ГОСТ
8.563.1-97 или получена экспериментально по рекомендациям п.
В.3.4 ГОСТ 8.563.1-97,
4
К = 1 + бета r А , (4.10)
ш о Re
где:
4
r = -0,025 + 0,045 lg(R 10 / D),
о ш
2 4 6
А = 1 - 0,25 (lg Re - 6) - при 210 < Re < 10 ,
Re
6
А = 1 - при R >= 10 .
Re
4
При R 10 / D > 30 и условии, что эквивалентная шероховатость
ш
выбрана по данным Приложения А настоящей Рекомендации или получена
экспериментально по рекомендациям п. В.3.4 ГОСТ 8.563.1-97,
3,5
К = 1 + 3,5 х А бета (лямбда - лямбда ) / В, (4.11)
ш с
где:
4 4
А = [0,045 lg(R 10 / D) - 0,025] / [0,07 lg(R 10 / D) - 0,04], (4.12)
ш ш
2,1 8
В = 0,5959 + 0,0312 бета - 0,184 бета .
Значения лямбда и лямбда рассчитывают по формулам (4.3.1) и
с
(4.3.2).
Если К , полученное в результате расчета, менее единицы, то
ш
значение К = 1. Если К , полученное в результате расчета, больше
ш ш
1,03, то принимается, что эквивалентная шероховатость стенок ИТ в
данном узле учета превышает допускаемое значение, и такой узел
бракуется.
4.4. Коэффициент расширения эпсилон, при принятых в настоящих
Рекомендациях условиях измерений, рассчитывают для диафрагм по
формуле (8.10) ГОСТ 8.563.1-97:
4
эпсилон = 1 - (0,41 + 0,35 х бета ) ДЕЛЬТА р / (к х р), (4.13)
для сопел ИСА 1932 по формуле (9.8) ГОСТ 8.563.1-97:
2/к 4
эпсилон = {[к х пси / (к - 1)] [(1 - бета ) /
4 2/к (к-1)/к 0,5
/ (1 - бета х пси )] [(1 - пси ) / (1 - пси)]} , (4.14)
где пси = 1 - ДЕЛЬТА р / р.
4.5. Значение эквивалентной шероховатости внутренней
поверхности стенок измерительного трубопровода определяют в
соответствии с требованиями ГОСТ 8.563.1-97 или по Приложению А
настоящей Рекомендации.
4.6. Значения плотности (в рабочих (ро) или стандартных (ро )
с
условиях), коэффициент динамической вязкости (мю) и показатель
адиабаты (К) определяют по методикам, установленным в ГОСТ
30319.0.3-96, по данным Государственной службы стандартных
справочных данных (ГСССД) или на основании данных лабораторных
анализов, выполненных в соответствии с действующими стандартами.
4.7. Измерения расхода и суточного количества проводят на
основании данных информационных каналов по средним значениям за
период осреднения (ДЕЛЬТА тау) по разности давления на сужающем
устройстве (ДЕЛЬТА р), по абсолютному давлению на входе в сужающее
устройство (р) и по температуре среды (t), которые поступают на
вход вычислителя в реальном масштабе времени или находятся по
планиметрическим числам, и по методикам, установленным в п. 5.2.3
и в приложении Г ГОСТ 8.563.2-97.
5. Подготовка к выполнению измерений
5.1. Перед измерениями проверяют соответствие комплектности
технической документации требованиям ПР 50.2.022-99.
5.2. Перед измерениями проверяют герметичность всех узлов и
соединений, в которых находится среда.
5.3. Все средства измерений приводят в рабочее состояние и
измеряют действительные значения параметров, по которым определяют
количество или (и) расход среды (см. приложение А ГОСТ 8.563.2-
97).
6. Методика выполнения измерения массового расхода
Независимо от области изменения параметров измерительного
комплекса с сужающими устройствами, измерения массового расхода
являются косвенными измерениями и их выполняют в два этапа.
6.1. Первый этап. Формирование расчетных данных
6.1.1. Рассчитывают значение относительной площади бета
6.1.1.1. Рассчитывают значение температурного коэффициента
линейного расширения для материала сужающего устройства и
измерительного трубопровода по формуле (В.5) ГОСТ 8.563.1-97:
-6 -3 -6 2
гамма = 10 (а + 10 t b - 10 t с ),
с с с
где: а , b и с - значения постоянных коэффициентов, которые
с с с
выбирают по табл. В.1 ГОСТ 8.563.1-97 в зависимости от материала
сужающего устройства и измерительного трубопровода.
Если значения температурного коэффициента линейного расширения
известны (например, из сертификата на металл завода-изготовителя),
то значение "гамма" не рассчитывают, а принимают по данным
сертификата.
6.1.1.2. Рассчитывают значения диаметра сужающего устройства d
и внутреннего диаметра измерительного трубопровода D в рабочих
условиях:
d = d [1 + гамма (t - 20)],
20
D = D [1 + гамма (t - 20)].
20
Проверяют выполнение условий d > d и D <= D < D , где
min min max
d равно 12,5 мм, а D и D указаны в п. 4.3.1 (диафрагмы) и
min min max
п. 4.3.4 (сопла ИСА 1932) (здесь и далее номера пунктов и формул
без ссылок на НД соответствуют настоящей Рекомендации).
6.1.1.3. Рассчитывают относительный диаметр сужающего
устройства бета = d / D и проверяют выполнение условий
бета <= бета <= бета . Величины бета и бета для
min max min max
диафрагм и для сопел ИСА определяют по п. 4.3.1 и п. 4.3.4.
4 0,5
6.1.2. Проводится расчет С(бета) = С~ / (1 - бета ) ,
где:
С~ считают по формуле (8.8) ГОСТ 8.563.1-97 для диафрагм в
виде:
2,1 8 4
С~ = 0,5959 + 0,0312 бета - 0,184 бета + [0,090 L бета /
1
4 3
/ (1 - бета )] - 0,0337 L х бета ,
2
где:
L = L = 0 (угловой отбор перепада давления);
1 2
L = 1; L = 0,47 (трехрадиусный отбор перепада давления);
1 2
L = L = 25,4 / D (фланцевый отбор перепада давления);
1 2
(D выражено в мм, а если L >= 0,4333, 0,09 L = 0,039),
1 1
и по формуле (9.6) ГОСТ 8.563.1-97 для сопел ИСА 1932 в виде:
4,1
С~ = 0,9900 - 0,2262 бета .
6.1.3. Проводят расчет
2,5 4 0,5
В(бета) = 0,0029 бета / (1 - бета ) - для диафрагм и
2,15 -4 2 4 0,5
В(бета) = (33 бета - 17,5 ) х 10 х бета / (1 - бета )
- для сопел ИСА 1932.
6.1.4. Рассчитывают поправочный коэффициент на притупление
входной кромки отверстия диафрагмы по п. 4.3.3.
6.1.5. При течении газа рассчитывают коэффициент расширения
эпсилон по п. 4.4. При течении жидкости коэффициент расширения
равен единице.
6.1.5.1. Измеряют среднее значение разности давления на
сужающем устройстве (ДЕЛЬТА р) и среднее значение абсолютного
давления на входе сужающего устройства (р) в соответствии с п.
4.7.
6.1.5.2. Определяют показатель адиабаты по Рекомендациям п.
4.6.
6.1.5.3. Проверяют выполнение условия (п. 6.3.3) ГОСТ 8.563.1-
97 - ДЕЛЬТА р / р <= 0,25. Если условие не выполнено, уменьшают
разность давлений или увеличивают давление на входе в сужающее
устройство.
Если условие (п. 6.3.3) ГОСТ 8.563-97 выполнено, расчет
продолжают.
6.1.5.4. Рассчитывают коэффициент расширения эпсилон по формуле
(4.13) для диафрагм или по формуле (4.14) для сопел ИСА 1932.
6.1.6. Рассчитывают обобщенный параметр С .
ф
6.1.6.1. Измеряют среднее значение разности давлений на
сужающем устройстве ДЕЛЬТА р с учетом Рекомендаций п. 4.7.
6.1.6.2. Проверяют условие однофазности течения жидкости (п.
6.3.2.) ГОСТ 8.563.1-97 (отсутствие вскипания жидкости в сжатом
сечении сужающего устройства):
ДЕЛЬТА р < р - р .
vр
Давление насыщенных паров жидкости при температуре на входе в
сужающее устройство р определяют по данным ГСССД или по данным
vp
лабораторных анализов, выполненных в соответствии с действующими
стандартами.
Если условие однофазности не выполнено, уменьшают разность
давлений на сужающем устройстве.
6.1.6.3. Определяют значение плотности в рабочих условиях (ро)
и коэффициент динамической вязкости (мю), выраженные в единицах
СИ, по Рекомендациям п. 4.6.
6.1.6.4. Рассчитывают обобщенный параметр
0,5
С = (эпсилон х D / мю) (2 х ДЕЛЬТА р х ро) .
ф
6.1.7. Рассчитывают поправку на влияние шероховатости
внутренней поверхности измерительного трубопровода на коэффициент
расхода.
6.1.7.1. Проверяют величину относительной эквивалентной
шероховатости, при которой поправку на влияние шероховатости не
вводят по Рекомендациям п. 4.3.2 (диафрагмы) и п. 4.3.5 (сопла ИСА
1932).
При выполнении вышеуказанных условий поправка на шероховатость
равна единице. В противном случае выбирают формулу по расчету
поправки на шероховатость по данным п. 4.3.2 (диафрагмы) или 4.3.5
(сопла ИСА 1932).
6.1.7.2. Проверяют величину относительной эквивалентной
шероховатости, при которой расчет по ГОСТ 8.563.1-97 не может быть
выполнен:
4
R 10 / D > 30.
ш
6.1.7.3. Проводят выбор метода расчета поправки на
шероховатость внутренней поверхности измерительного трубопровода и
методики выполнения измерений массового расхода.
6.1.7.3.1. Если эквивалентная шероховатость выбрана по данным
приложения Б1 ГОСТ 8.563.1-97 и условие п. 6.1.7.2 не выполнено и
К > 1, расчет поправки на шероховатость выполняют на втором этапе
ш
по формулам 4.2 (диафрагмы) и 4.10 (сопла ИСА 1932). Методика
выполнения измерения расхода изложена в п. 6.2.1.
6.1.7.3.2. Если эквивалентная шероховатость выбрана по данным
Приложения А настоящей Рекомендации и К > 1, расчет поправки на
ш
шероховатость выполняют по формулам 4.3 (диафрагмы) и 4.11 (сопла
ИСА 1932). Методика выполнения измерения расхода изложена в
п. 6.2.2.
6.1.7.3.3. Если К = 1 и величину эквивалентной шероховатости
ш
находят по данным Приложения А или бета > 0,75 (диафрагмы),
методика выполнения измерения расхода изложена в п. 6.2.3.
6.2. Второй этап. Измерение массового расхода
Вычисление массового расхода выполняют в следующей
последовательности.
6.2.1. Если поправку на шероховатость рассчитывают по п.
6.1.7.3.1, то:
6.2.1.1. Рассчитывают значение поправки на шероховатость по п.
4.3.2 (диафрагмы) или п. 4.3.5 (сопла ИСА 1932).
6.2.1.1.1. Рассчитывают параметр r по формулам:
о
для сопел ИСА 1932:
4
r = -0,025 + 0,045 lg(R 10 / D);
о ш
для диафрагм:
4
r = -0,04 + 0,07 lg(R 10 / D).
о ш
6.2.1.1.2. Принимают значение А = 0,5.
Re
6.2.1.1.3. Рассчитывают значение К 1
ш
4
К 1 = 1 + бета r 0,5.
ш о
6.2.1.2. Рассчитывают параметр
а+1 6 2 а
П = {В(бета) / [С(бета) ]} [10 / (бета х С х К 1 х К )] ,
с ф ш n
где а = 0,75 для диафрагм и а = 1,15 для сопел ИСА 1932.
6.2.1.3. Рассчитывают параметр
а+1
К = 1 - П х U ,
с с 4
где:
а+1
U = 1 - П х U ;
4 с 3
а+1
U = 1 - П х U ;
3 с 2
а+1
U = 1 - П х U ;
2 с 1
U = 1 - П .
1 с
6.2.1.4. Рассчитывают число Рейнольдса
2
Re1 = [С(бета) х К 1 х К / К ] х бета х С .
ш n с ф
6.2.1.5. Рассчитывают значение А
Re
4
А = 0 - при 5000 < Re1 <= 10 ,
Re
2 4 6
А = 1 - 0,25 (lg Re1 - 6) - при 10 < Re1 < 10 ,
Re
6
А = 1 - при Re1 >= 10 .
Re
6.2.1.6. Рассчитывают значение К 2
ш
4
К 2 = 1 + бета r А .
ш о Re
6.2.1.7. Повторяют расчеты с п. 6.2.1.2 по п. 6.2.1.4 и
находят Re2.
6.2.1.8. Рассчитывают коэффициент расхода.
6.2.1.8.1. Рассчитывают значение А
Re
4
А = 0 - при 5000 < Re2 <= 10 ,
Re
2 4 6
А = 1 - 0,25 (lg Re2 - 6) - при 10 < Re2 < 10 ,
Re
6
А = 1 - при Re2 >= 10 .
Re
6.2.1.8.2. Рассчитывают значение К 3
ш
4
К 3 = 1 + бета r А .
ш о Re
6.2.1.8.3. Рассчитывают поправочный коэффициент на число
Рейнольдса
6 а
К = 1 + (В / С~) х (10 / Re2) .
Re
6.2.1.8.4. Рассчитывают значение коэффициента расхода
альфа = С(бета) х К х К 3 х К .
Re ш n
6.2.1.9. Рассчитывают предварительное значение массового
расхода
2
q = 0,25 х пи х альфа х эпсилон х [1 + гамма (t - 20)] х
m1 d
2 0,5
х d х (2 х ДЕЛЬТА р х ро) .
20
6.2.1.10. Рассчитывают окончательное значение числа
Рейнольдса
Re = (4 / пи) х q / (D х мю).
m1
6.2.1.11. Рассчитывают коэффициент расхода.
6.2.1.11.1. Рассчитывают значение А
Re
4
А = 0 - при 5000 < Re <= 10 ,
Re
2 4 6
А = 1 - 0,25 (lg Re - 6) - при 10 < Re < 10 ,
Re
6
А = 1 - при Re >= 10 .
Re
6.2.1.11.2. Рассчитывают значение К
ш
4
К = 1 + бета r А .
ш о Re
6.2.1.11.3. Рассчитывают поправочный коэффициент на число
Рейнольдса
6 а
К = 1 + (В / С~) х (10 / Re) .
Re
6.2.1.11.4. Рассчитывают значение коэффициента расхода
альфа = С(бета) х К х К х К .
Re ш n
6.2.1.12. Рассчитывают значение массового расхода
2
q = 0,25 х пи х альфа х эпсилон х [1 + гамма (t - 20)] х
m d
2 0,5
х d х (2 х ДЕЛЬТА р х ро) .
20
6.2.2. Если поправка на шероховатость рассчитана по 6.1.7.3.2,
то:
6.2.2.1. Рассчитывают значение К 1.
ш
6.2.2.1.1. Рассчитывают значение
6 0,25
лямбда1 = 0,11 [(R / D) + (68 / 10 )] .
ш
6.2.2.1.2. Рассчитывают значение
-4 6 0,25
лямбда 1 = 0,11 [4 х 10 + (68 / 10 )] .
с
6.2.2.1.3. Рассчитывают значение С1 = С~ + В.
6.2.2.1.4. Рассчитывают значение
3,5
К 1 = 1 + 3,5 бета (лямбда1 - лямбда 1) / С1.
ш с
6.2.2.2. Рассчитывают параметр
а+1 6 2 а
П = {В(бета) / [С(бета) ]} [10 / (бета х С х К 1 х К )] ,
с ф ш n
где а = 0,75 для диафрагм и а = 1,15 для сопел ИСА 1932.
6.2.2.3. Рассчитывают параметр
а+1
К = 1 - П х U ,
с с 4
где:
а+1
U = 1 - П х U ;
4 с 3
а+1
U = 1 - П х U ;
3 с 2
а+1
U = 1 - П х U ;
2 с 1
U = 1 - П .
1 с
6.2.2.4. Рассчитывают число Рейнольдса
2
Re1 = [С(бета) х К 1 х К / К ] х бета х С .
ш n с ф
6.2.2.5. Рассчитывают значение К 2.
ш
6.2.2.5.1. Рассчитывают значение
0,25
лямбда2 = 0,11 [(R / D) + (68 / Re1)] .
ш
6.2.2.5.2. Рассчитывают значение
-4 0,25
лямбда 2 = 0,11 [4 х 10 + (68 / Re1)] .
с
6 а
6.2.2.5.3. Рассчитывают значение С2 = С~ + В (10 / Re1) .
6.2.2.5.4. Рассчитывают значение
3,5
К 2 = 1 + 3,5 бета (лямбда2 - лямбда 2) / С2.
ш с
6.2.2.6. Рассчитывают число Рейнольдса.
6.2.2.6.1. Рассчитывают значение параметра
а+1 6 2 а
П = {В(бета) / [С(бета) ]} [10 / (бета х С х К 2 х К )] ,
с ф ш n
где а = 0,75 для диафрагм и а = 1,15 для сопел ИСА 1932.
6.2.2.6.2. Рассчитывают параметр
а+1
К = 1 - П х U ,
с с 4
где:
а+1
U = 1 - П х U ;
4 с 3
а+1
U = 1 - П х U ;
3 с 2
а+1
U = 1 - П х U ;
2 с 1
U = 1 - П .
1 с
6.2.2.6.3. Рассчитывают число Рейнольдса
2
Re2 = [С(бета) х К 2 х К / К ] х бета х С .
ш n с ф
6.2.2.7. Рассчитывают значение К 3.
ш
6.2.2.7.1. Рассчитывают значение
0,25
лямбда3 = 0,11 [(R / D) + (68 / Re2)] .
ш
6.2.2.7.2. Рассчитывают значение
-4 0,25
лямбда 3 = 0,11 [4 х 10 + (68 / Re2)] .
с
6 а
6.2.2.7.3. Рассчитывают значение С3 = С~ + В (10 / Re2) .
6.2.2.7.4. Рассчитывают значение
3,5
К 3 = 1 + 3,5 бета (лямбда3 - лямбда 3) / С3.
ш с
6.2.2.8. Рассчитывают коэффициент расхода.
6.2.2.8.1. Рассчитывают поправочный коэффициент на число
Рейнольдса
6 а
К = 1 + (В / С~) х (10 / Re2) .
Re
6.2.2.8.2. Рассчитывают значение коэффициента расхода
альфа = С(бета) х К х К 3 х К .
Re ш n
6.2.2.9. Рассчитывают предварительное значение массового
расхода
2
q = 0,25 х пи х альфа х эпсилон х [1 + гамма (t - 20)] х
m1 d
2 0,5
х d х (2 х ДЕЛЬТА р х ро) .
20
6.2.2.10. Рассчитывают окончательное значение числа
Рейнольдса
Re = (4 / пи) х q / (D х мю).
m1
6.2.2.11. Рассчитывают коэффициент расхода.
6.2.2.11.1. Рассчитывают значение К .
ш
6.2.2.11.1.1. Рассчитывают значение
0,25
лямбда = 0,11 [(R / D) + (68 / Re)] .
ш
6.2.2.11.1.2. Рассчитывают значение
-4 0,25
лямбда = 0,11 [4 х 10 + (68 / Re)] .
с
6 а
6.2.2.11.1.3. Рассчитывают значение С = С~ + В (10 / Re) .
6.2.2.11.1.4. Рассчитывают значение
3,5
К = 1 + 3,5 бета (лямбда - лямбда ) / С.
ш с
6.2.2.11.1.5. Проверяют выполнение условия К <= 1,03.
ш
6.2.2.12. Рассчитывают поправочный коэффициент на число
Рейнольдса
6 а
К = 1 + (В / С~) х (10 / Re) .
Re
6.2.2.13. Рассчитывают значение коэффициента расхода
альфа = С(бета) х К х К х К .
Re ш n
6.2.2.14. Рассчитывают значение массового расхода
2
q = 0,25 х пи х альфа х эпсилон х [1 + гамма (t - 20)] х
m d
2 0,5
х d х (2 х ДЕЛЬТА р х ро) .
20
6.2.3. Если поправка на шероховатость рассчитана по 6.1.7.3.3,
то:
6.2.3.1. Рассчитывают параметр
а+1 6 2 а
П = {В(бета) / [С(бета) ]} [10 / (бета х С х К )] ,
с ф n
где а = 0,75 для диафрагм и а = 1,15 для сопел ИСА 1932.
6.2.3.2. Рассчитывают параметр
а+1
К = 1 - П х U ,
с с 4
где:
а+1
U = 1 - П х U ;
4 с 3
а+1
U = 1 - П х U ;
3 с 2
а+1
U = 1 - П х U ;
2 с 1
U = 1 - П .
1 с
6.2.3.3. Рассчитывают число Рейнольдса
2
Re = [С(бета) х К / К ] бета С .
n с ф
6.2.3.4. Рассчитывают коэффициент расхода.
6.2.3.4.1. Рассчитывают поправочный коэффициент на число
Рейнольдса
6 а
К = 1 + (В / С~) х (10 / Re) .
Re
6.2.3.4.2. Рассчитывают значение коэффициента расхода
альфа = С(бета) х К х К .
Re n
6.2.3.5. Рассчитывают массовый расход
2
q = 0,25 х пи х альфа х эпсилон х [1 + гамма (t - 20)] х
m d
2 0,5
х d х (2 х ДЕЛЬТА р х ро) .
20
7. Измерения количества
7.1. Измерения количества проводят по средним значениям
(условно-постоянные величины) разности давления, абсолютного
давления, температуры и состава среды за период осреднения (ДЕЛЬТА
тау) в соответствии с рекомендациями, изложенными в п. 5.2.3 ГОСТ
8.563.2-97.
7.2. Массу за установленное время или сектор (тау ), в
i
пределах которого одновременно и разность давлений, и абсолютное
давление, и температура, и состав среды остаются
условно-постоянными, определяют как произведение массового расхода
на время тау . Объем в стандартных условиях за установленное
i
время определяется как отношение массы к плотности в стандартных
условиях.
7.3. Суточную массу или объем определяют суммированием массы
(объема), полученных в п. 7.2, с учетом, что сумма установленного
времени по секторам, где разность давлений, абсолютное давление,
температура и состав остаются условно-постоянными, составляет 24
часа.
8. Расчет погрешности измерений расхода и количества
8.1. Рассчитывают погрешность измерений расхода по формулам
раздела 9 ГОСТ 8.563.2-97 с учетом того, что погрешность расчета
корректирующего коэффициента на шероховатость внутренних стенок
измерительного трубопровода для диафрагм и сопел ИСА 1932 проводят
по формулам: В.35 и В.43 ГОСТ 8.563.1-97:
дельта = (К - 1) х 100%.
К ш
ш
Если величины рассчитанных погрешностей меньше нуля или
D > 0,3 или К = 1, то дельта = 0.
ш К
ш
8.2. Рассчитывают погрешность измерений количества с учетом
дополнительной систематической погрешности, вызванной осреднением
при формировании условно-постоянной величины (по формулам п. 5.2.3
ГОСТ 8.563.2-97).
8.2.1. Рассчитывают дополнительную систематическую погрешность
по формуле (5.26) ГОСТ 8.563.2-97:
______ 2
дельта = [(у - у ) / (у + у )] V 100,
V в н в н
где:
2 2
V = 0,125 (d / d ) (у + у ) / q;
q у в н
у и у - верхнее и нижнее значения в диапазоне измерения
в н
параметров за период осреднения;
q - общее обозначение, принятое для массового и объемного
расхода при рабочих или стандартных условиях;
2 2
d / d = 4 (q + q - 2q ) / (у - у ) ,
q у 1 3 2 в н
где:
q - расход при у = у ;
1 в
q - расход при у = (у + у ) / 2;
2 в н
q - расход при у = у .
3 н
Если дополнительная систематическая погрешность составляет
менее 1/3 результирующей систематической погрешности количества,
рассчитанной по п. 9.4.5 ГОСТ 8.563.2-97, ею пренебрегают.
Если полученная дополнительная погрешность превышает
допускаемую для учета погрешность, уменьшают период осреднения
(ДЕЛЬТА тау) того параметра, который вносит максимальный вклад в
дополнительную погрешность.
8.2.2. Рассчитывают погрешность измерения количества по формуле
(9.27) с учетом п. 5.2.3 ГОСТ 8.563.2-97:
______2 ______2 2 0,5
дельта = (дельта + дельта + дельта ) ,
V d V тау
где:
______ ______
дельта и дельта - систематическая составляющая
d V
соответственно погрешности расхода, рассчитанная при средних
параметрах потока за время измерений, и дополнительная
погрешность, вызванная осреднением при расчете расхода по
условно-постоянным величинам;
дельта - инструментальная погрешность измерений интервала
тау
времени.
Случайную составляющую из погрешности измерений количества
исключают как пренебрежимо малую.
В Приложении Б даны примеры расчетов массового расхода в
соответствии с рекомендациями настоящих МИ.
Приложение А
ЗНАЧЕНИЯ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ШЕРОХОВАТОСТИ R ВНУТРЕННЕЙ
ш
ПОВЕРХНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
---------T------------------------------T-------T----------------¬
¦Материал¦ Вид, состояние поверхности ¦R , мм ¦Вид нормативного¦
¦ ¦ стенки трубы и условия ее ¦ ш ¦ документа ¦
¦ ¦ эксплуатации ¦ ¦ ¦
+--------+------------------------------+-------+----------------+
¦Сталь ¦Новая бесшовная: ¦ ¦ГОСТ 8.563.1-97 ¦
¦ ¦- холоднодеформированная ¦< 0,03 ¦ ¦
¦ ¦- горячеформованная ¦< 0,1 ¦ ¦
¦ ¦- прокатная ¦< 0,1 ¦ ¦
¦ +------------------------------+-------+----------------+
¦ ¦Цельнотянутая: ¦ ¦МИ 2588-2000 ¦
¦ ¦- паропроводы, работающие пе- ¦0,5 ¦ ¦
¦ ¦риодически, и конденсатопрово-¦ ¦ ¦
¦ ¦ды с открытой системой сбора ¦ ¦ ¦
¦ ¦конденсата ¦ ¦ ¦
¦ ¦- газопроводы после нескольких¦0,6 ¦ ¦
¦ ¦лет эксплуатации в различных ¦ ¦ ¦
¦ ¦условиях (корродированные или ¦ ¦ ¦
¦ ¦с небольшими отложениями) ¦ ¦ ¦
¦ ¦- воздуховоды сжатого воздуха ¦0,8 ¦ ¦
¦ ¦- конденсатопроводы, работаю- ¦1,0 ¦ ¦
¦ ¦щие периодически, и водяные ¦ ¦ ¦
¦ ¦теплопроводы ¦ ¦ ¦
¦ ¦Цельносварная: ¦ ¦ ¦
¦ ¦- магистральные газопроводы ¦0,5 ¦ ¦
¦ ¦после нескольких лет эксплуа- ¦ ¦ ¦
¦ ¦тации ¦ ¦ ¦
¦ ¦- магистральные газопроводы ¦1,1 ¦ ¦
¦ ¦после 20 лет эксплуатации ¦ ¦ ¦
¦ ¦- трубы, загрязненные в про- ¦< 1 ¦ ¦
¦ ¦цессе эксплуатации на воде, не¦ ¦ ¦
¦ ¦корродированные ¦ ¦ ¦
¦ +------------------------------+-------+----------------+
¦ ¦Новая спирально-навитая свар- ¦0,1 ¦ГОСТ 8.563.1-97 ¦
¦ ¦ная ¦ ¦ ¦
¦ ¦Новая, сваренная продольно: ¦ ¦ ¦
¦ ¦- с незначительным налетом ¦< 0,2 ¦ ¦
¦ ¦ржавчины ¦ ¦ ¦
¦ ¦- ржавая ¦< 0,3 ¦ ¦
¦ ¦- с накипью ¦< 1,5 ¦МИ 2588-2000 ¦
¦ ¦- с большим отложением накипи ¦2 ¦ ¦
¦ +------------------------------+-------+----------------+
¦ ¦Битуминизированная: ¦ ¦ГОСТ 8.563.1-97 ¦
¦ ¦- новая ¦< 0,05 ¦ ¦
¦ ¦- в обычном состоянии ¦< 0,2 ¦ ¦
¦ ¦Оцинкованная: ¦ ¦ ¦
¦ ¦- новая ¦< 0,15 ¦ ¦
¦ ¦- бывшая в употреблении ¦0,18 ¦ ¦
+--------+------------------------------+-------+----------------+
¦Чугун ¦Новая ¦0,25 ¦ГОСТ 8.563.1-97 ¦
¦ ¦Ржавая ¦< 1,2 ¦ ¦
¦ ¦С накипью ¦< 1,5 ¦ ¦
¦ ¦Битуминизированная, новая ¦< 0,05 ¦ ¦
+--------+------------------------------+-------+----------------+
¦Асбоце- ¦Облицованная и необлицованная,¦< 0,03 ¦ГОСТ 8.563.1-97 ¦
¦мент ¦новая ¦ ¦ ¦
¦ +------------------------------+ ¦ ¦
¦ ¦Необлицованная, в обычном ¦0,05 ¦ ¦
¦ ¦состоянии ¦ ¦ ¦
+--------+------------------------------+-------+ ¦
¦Цветной ¦Ровная, без осадков ¦< 0,03 ¦ ¦
¦металл, ¦ ¦ ¦ ¦
¦стекло ¦ ¦ ¦ ¦
L--------+------------------------------+-------+-----------------
Приложение Б
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ
Пример 1
1. Исходные данные:
1.1. Технологическая среда вода
1.2. Температура, t, -С 10
1.3. Абсолютное давление на входе в диафрагму, 400000
р, Па
1.4. Давление насыщенных паров при t, р , Па 1227
vp
1.5. Плотность в рабочих условиях, ро, кг/куб. м 999,85
1.6. Динамическая вязкость в рабочих условиях, 0,0013067
мю, Па х с
1.7. Внутренний диаметр трубопровода при 100,00
20 -С, D , мм
20
1.8. Внутренний диаметр отверстия диафрагмы при 76,504
20 -С, d , мм
20
1.9. Труба стальная, сваренная продольно с
незначительным налетом ржавчины.
Эквивалентная шероховатость, R , мм 0,2
ш
1.10. Сужающее устройство - диафрагма с угловым
отбором перепада давления
1.11. Перепад давления на диафрагме, ДЕЛЬТА р, Па 25000
1.12. Материал трубопровода Сталь 35
Материал диафрагмы Сталь
12Х18Н10Т
1.13. Радиус закругления острой кромки, r , мм 0,05
н
1.14. Межповерочный интервал, тау , лет 1
nn
1.15. Проверяют условие отсутствия кипения в диафрагме
ДЕЛЬТА р < р - р = 400000 - 1227 = 398770 - кипения нет.
vp
2. Расчет расхода
2.1. Первый этап
2.1.1. Расчет относительного диаметра.
2.1.1.1. Температурный коэффициент линейного расширения,
-1
гамма, (-С) :
-5
- для стали 35 (гамма ) 1,03034410 ,
D
-5
- для стали 12Х18Н10Т (гамма ) 1,56823510 .
d
2.1.1.2. Внутренний диаметр трубопровода в рабочих условиях,
мм
-5
D = D х [1 + гамма (t - 20)] = 100 х [1 + 1,03034410 х (10 - 20)] = 99,989697.
20 D
Внутренний диаметр отверстия диафрагмы в рабочих условиях, мм
-5
d = d х [1 + гамма (t - 20)] = 76,504 х [1 + 1,56823510 х (10 - 20)] = 76,492002.
20 d
2.1.1.3. Относительный диаметр
бета = d / D = 76,492002 / 99,9896977 = 0,764998845 < 0,8 и более 0,2.
2.1.2. Расчет
2,1 8 4 0,5
С(бета) = (0,5959 + 0,0312 бета - 0,184 бета ) / (1 - бета ) = 0,730193613.
2,5 4 0,5
2.1.3. Расчет В(бета) = 0,0029 бета / (1 - бета ) = 0,001830617.
2.1.4. Проводят расчет К .
n
_
2.1.4.1. Так как тау = 1 году, r = 0,0292 + 0,850 х r = 0,0717.
nn k н
_
2.1.4.2. r / d = 0,000937353 > 0,0004.
k
_
2.1.4.3. К = 1,0547 - 0,0575 х ехр(-149 х r / d) = 1,004695182.
n k
2.1.5. Так как среда несжимаема, коэффициент расширения эпсилон = 1.
0,5
2.1.6. Расчет С = (эпсилон х D / мю) (2 х ДЕЛЬТА р х ро) = 541043,0055.
ф
2.1.7. Расчет относительной эквивалентной шероховатости
4 4
(R 10 / D) = (0,2 х 10 / 99,9897) = 20,0020609.
ш
Проверяют выполнения условия (8.6) ГОСТ 8.563.1-97. При
бета > 0,3 имеем:
4
{8+[1/(10бета )]}/14
10 = 3,910969843, К > 1.
ш
Так как выполняется п. 6.1.7.3.1, выбирают методику расчета
К и массового расхода по п. 6.2.1.
ш
2.2. Второй этап
2.2.1. Проводят расчет К при А = 0,5.
ш Re
4
Расчет r = -0,04 + 0,07 х lg(R 10 / D) = 0,051075232.
о ш
4
2.2.2. Расчет К = 1 + бета х r х А = 1,008746282.
ш о Re
2.2.3. Расчет
1,75 6 2 0,75
П = {В(бета) / [С(бета) ]} [10 / (бета С К К )] = 0,007443955.
с ф ш n
2.2.4. Расчет К = 0,992651509.
с
2
2.2.5. Расчет Re1 = [С(бета) К К / К ] бета С = 236053,7123.
n ш с ф
2.2.6. Расчет К при уточненном А .
ш Re
4 6
Так как 10 < Re1 = 236053,7123 < 10 ,
2
А = 1 - 0,25 х (lg Re1 - 6) = 0,901721147.
Re
4
2.2.7. Расчет К = 1 + бета х r х А = 1,015773415.
ш о Re
2.2.8. Расчет
а+1 6 2 а
П = {В(бета) / [С(бета) ]} [10 / (бета С К К )] .
с ф ш n
При а = 0,75: П = 0,007405299.
с
2.2.9. Расчет К = 0,992689184.
с
2
2.2.10. Расчет Re2 = [С(бета) К К / К ] бета С = 237689,0895.
n ш с ф
2.2.11. Расчет К при уточненном А .
ш Re
4 6
Так как 10 < Re2 = 237689,0895 < 10 ,
2
А = 1 - 0,25 х (lg Re2 - 6) = 0,902658885.
Re
4
2.2.12. Расчет К = 1 + бета х r х А = 1,015789818.
ш о Re
2.2.13. Расчет
6 0,75
К = 1 + (В / С~) х (10 / Re2) = 1,007364658.
Re
2.2.14. Расчет коэффициента расхода
альфа = С(бета) х К К К = 0,750169995.
Re n ш
2.2.15. Расчет расхода
2 2
q = 0,25 пи альфа эпсилон [1 + гамма (t - 20)] d х
m1 d 20
0,5
х (2 ДЕЛЬТА р ро) = 24,39143116 кг/с.
2.2.16. Расчет окончательного значения числа Рейнольдса
Re = (4 / пи) х q / (D х мю) = 237692,9278378.
m1
2.2.17. Расчет К при уточненном А .
ш Re
4 6
Так как 10 < Re = 237692,9278 < 10 ,
2
А = 1 - 0,25 х (lg Re - 6) = 0,902661073.
Re
4
2.2.18. Расчет К = 1 + бета х r х А = 1,015789856.
ш о Re
2.2.19. Расчет
6 0,75
К = 1 + (В / С~) х (10 / Re) = 1,007364568.
Re
2.2.20. Расчет коэффициента расхода
альфа = С(бета) х К х К х К = 0,750693909.
Re n ш
2.2.21. Расчет результата измерений массового расхода
2 2
q = 0,25 пи альфа эпсилон [1 + гамма (t - 20)] d х
m d 20
0,5
х (2 ДЕЛЬТА р ро) = 24,39142991546 кг/с.
Примечание. Расход, рассчитанный по алгоритмам ИСО, дает
(q ) = 24,391429919359 кг/с. Результат в п. 2.2.21 совпадает с
m isо
(q ) с точностью до 10 значащих цифр. Число Рейнольдса по
m isо
алгоритмам ИСО Re = 237692,9157858.
isо
Пример 2
1. Исходные данные:
1.1. Измеряемая среда вода
1.2. Температура, t, -С 10
1.3. Абсолютное давление на входе в диафрагму, 400000
р, Па
1.4. Давление насыщенных паров при t, р , Па 1227
vp
1.5. Плотность в рабочих условиях, ро, кг/куб. м 999,85
1.6. Динамическая вязкость в рабочих условиях, 0,001307
мю, Па х с
1.7. Внутренний диаметр трубопровода при 100,00
20 -С, D , мм
20
1.8. Внутренний диаметр отверстия диафрагмы при 56,500
20 -С, d , мм
20
1.9. Труба стальная, конденсатопроводы с открытой
системой сбора конденсата. Эквивалентная
шероховатость, R , мм 0,5
ш
1.10. Сужающее устройство: диафрагма с угловым
отбором перепада давления
1.11. Перепад давления на диафрагме, ДЕЛЬТА р, Па 25000
1.12. Материал трубопровода Сталь 35
Материал диафрагмы Сталь
12Х18Н10Т
1.13. Радиус закругления острой кромки, r , мм 0,05
н
1.14. Межповерочный интервал, тау , лет 1
nn
1.15. Проверяют условие отсутствия кипения в диафрагме:
ДЕЛЬТА р < р - р = 400000 - 1227 = 398770 - кипения нет.
vp
2. Расчет расхода
2.1. Первый этап
2.1.1. Расчет относительного диаметра.
2.1.1.1. Температурный коэффициент линейного расширения,
-1
гамма, (-С) :
-5
- для стали 35 (гамма ) 1,03034410 ,
D
-5
- для стали 12Х18Н10Т (гамма ) 1,56823510 .
d
2.1.1.2. Внутренний диаметр трубопровода в рабочих условиях,
мм
-5
D = D х [1 + гамма (t - 20)] = 100 х [1 + 1,03034410 х (10 - 20)] = 99,989697.
20 D
Внутренний диаметр отверстия диафрагмы в рабочих условиях, мм
-5
d = d х [1 + гамма (t - 20)] = 56,500 х [1 + 1,56823510 х (10 - 20)] = 56,491139.
20 d
2.1.1.3. Относительный диаметр
бета = d / D = 56,491139 / 99,989697 = 0,56496906 < 0,8 и более 0,2.
2.1.2. Расчет
2,1 8 4 0,5
С(бета) = (0,5959 + 0,0312 бета - 0,184 бета ) / (1 - бета ) = 0,636701646.
2,5 4 0,5
2.1.3. Расчет В(бета) = 0,0029 бета / (1 - бета ) = 0,000734166.
2.1.4. Проводят расчет К .
n
_
2.1.4.1. Так как тау = 1 году, r = 0,0292 + 0,850 х r = 0,0717.
nn k н
_
2.1.4.2. r / d = 0,001269226 > 0,0004.
k
_
2.1.4.3. К = 1,0547 - 0,0575 х ехр(-149 х r / d) = 1,007107731.
n k
2.1.5. Так как среда несжимаема, коэффициент расширения эпсилон = 1.
0,5
2.1.6. Расчет С = (эпсилон х D / мю) (2 х ДЕЛЬТА р х ро) = 540918,818.
ф
2.1.7. Расчет относительной эквивалентной шероховатости
4 4
(R 10 / D) = (0,5 х 10 / 99,9897) = 50,00515225 > 30.
ш
Проверяют выполнение условия (8.6) ГОСТ 8.563.1-97. При
бета > 0,3 имеем:
4
{8+[1/(10бета )]}/14
10 = 4,380636576, К > 1.
ш
Так как выполняется п. 6.1.7.3.2, выбирают методику расчета
К и массового расхода по п. 6.2.2.
ш
2.2. Второй этап
2.2.1. Рассчитывают значение К 1.
ш
6 0,25 -2
2.2.1.1. лямбда1 = 0,11 [(R / D) + (68 / 10 )] = 2,93503 х 10 ;
ш
-4 6 0,25 -2
2.2.1.2. лямбда 1 = 0,11 [(4 х 10 + (68 / 10 )] = 1,61791 х 10 ;
с
2.2.1.3. С1 = С~ + В = 0,6940919.
3,5
2.2.1.4. К 1 = 1 + 3,5 бета (лямбда1 - лямбда 1) / С1 = 1,0130438.
ш с
2.2.2. Рассчитывают параметр
1,75 6 2 0,75 -3
П = {В(бета) / [С(бета) ]} [10 / (бета х С х К 1 х К )] = 5,96157 х 10 .
с ф ш n
2.2.3. Рассчитывают параметр
1,75
К = 1 - П х U = 0,9940998.
с с 4
2.2.4. Рассчитывают число Рейнольдса
2 5
Re1 = [С(бета) х К 1 х К / К ] х бета х С = 1,125209 х 10 .
ш n с ф
2.2.5. Рассчитывают значение К 2.
ш
0,25 -2
2.2.5.1. лямбда2 = 0,11 [(R / D) + (68 / Re1)] = 3,009772 х 10 ;
ш
-4 0,25 -2
2.2.5.2. лямбда 2 = 0,11 [(4 х 10 + (68 / Re1)] = 1,958222 х 10 ;
с
6 0,75
2.2.5.3. С2 = С~ + В (10 / Re1) = 0,6069774;
3,5
2.2.5.4. К 2 = 1 + 3,5 бета (лямбда2 - лямбда 2) / С2 = 1,008219.
ш с
2.2.6. Рассчитывают число Рейнольдса.
2.2.6.1.
1,75 6 2 0,75 -3
П = {В(бета) / [С(бета) ]} [10 / (бета х С х К 2 х К )] = 5,970992 х 10 .
с ф ш n
2.2.6.2. Рассчитывают параметр
1,75
К = 1 - П х U = 0,9940906.
с с 4
2.2.6.3. Рассчитывают число Рейнольдса
2 5
Re2 = [С(бета) х К 2 х К / К ] х бета х С = 1,122853 х 10 .
ш n с ф
2.2.7. Рассчитывают значение К 3.
ш
0,25 -2
2.2.7.1. лямбда3 = 0,11 [(R / D) + (68 / Re2)] = 3,009942 х 10 ;
ш
-4 0,25 -2
2.2.7.2. лямбда 3 = 0,11 [(4 х 10 + (68 / Re2)] = 1,95884 х 10 ;
с
6 0,75
2.2.7.3. С3 = С~ + В (10 / Re2) = 0,606983;
3,5
2.2.7.4. К 3 = 1 + 3,5 бета (лямбда3 - лямбда 3) / С3 = 1,008215.
ш с
2.2.8. Рассчитывают коэффициент расхода.
2.2.8.1. Рассчитывают поправочный коэффициент на число
Рейнольдса
6 0,75
К = 1 + (В / С~) х (10 / Re2) = 1,005945.
Re
2.2.8.2. Рассчитывают значение коэффициента расхода
альфа = С(бета) х К х К 3 х К = 0,6503381.
Re ш n
2.2.9. Рассчитывают предварительное значение массового
расхода
2
q = 0,25 х пи х альфа х эпсилон х [1 + гамма (t - 20)] х
m1 d
2 0,5
х d х (2 х ДЕЛЬТА р х ро) = 11,5250335 кг/с.
20
2.2.10. Рассчитывают окончательное значение числа Рейнольдса
Re = (4 / пи) х q / (D х мю) = 112284,93.
m1
2.2.11. Рассчитывают коэффициент расхода.
2.2.11.1. Рассчитывают значение К .
ш
0,25 -2
2.2.11.1.1. лямбда = 0,11 [(R / D) + (68 / Re)] = 3,009943 х 10 ;
ш
-4 0,25 -2
2.2.11.1.2. лямбда = 0,11 [(4 х 10 + (68 / Re)] = 1,958841 х 10 ;
с
6 0,75
2.2.11.1.3. С = С~ + В (10 / Re) = 0,606983.
3,5
2.2.11.1.4. К = 1 + 3,5 бета (лямбда - лямбда ) / С = 1,008215.
ш с
2.2.11.1.5. Проверяют выполнение условия К <= 1,03.
ш
2.2.12. Рассчитывают поправочный коэффициент на число
Рейнольдса
6 0,75
К = 1 + (В / С~) х (10 / Re) = 1,00594452.
Re
2.2.13. Рассчитывают значение коэффициента расхода
альфа = С(бета) х К х К х К = 0,6503381.
Re ш n
2.2.14. Рассчитывают значение массового расхода
2
q = 0,25 х пи х альфа х эпсилон х [1 + гамма (t - 20)] х
m d
2 0,5
х d х (2 х ДЕЛЬТА р х ро) = 11,52503359 кг/с.
20
Примечание. Расход, рассчитанный по алгоритмам ИСО, дает
(q ) = 11,52503359 кг/с. Результат полностью совпадает с
m isо
результатом, полученным в п. 2.2.14. Число Рейнольдса по
алгоритмам ИСО Re = 112284,93.
iso
Пример 3
1. Исходные данные:
1.1. Технологическая среда природный
газ
1.2. Температура, t, -С 10
1.3. Абсолютное давление на входе в диафрагму, 400000
р, Па
1.4. Показатель адиабаты в рабочих условиях, КАППА 1,305
1.5. Плотность в рабочих условиях, ро, кг/куб. м 2,82685
Плотность в стандартных условиях, ро , 0,68710738
с
кг/куб. м -5
1.6. Динамическая вязкость в рабочих условиях, 1,0723 х 10
мю, Па х с
1.7. Внутренний диаметр трубопровода при 100,00
20 -С, D , мм
20
1.8. Внутренний диаметр отверстия диафрагмы при 76,504
20 -С, d , мм
20
1.9. Труба стальная, сваренная продольно с
незначительным налетом ржавчины.
Эквивалентная шероховатость, R , мм 0,2
ш
1.10. Сужающее устройство - диафрагма с угловым
отбором перепада давления
1.11. Перепад давления на диафрагме, ДЕЛЬТА р, Па 1000
1.12. Материал трубопровода Сталь 35
Материал диафрагмы Сталь
12Х18Н10Т
1.13. Радиус закругления острой кромки, r , мм 0,05
н
1.14. Межповерочный интервал, тау , лет 1
nn
1.15. Проверяют выполнение условия:
ДЕЛЬТА р / р = 1000 / 400000 = 0,0025 < 0,25.
2. Расчет расхода
2.1. Первый этап
2.1.1. Расчет относительного диаметра.
2.1.1.1. Температурный коэффициент линейного расширения,
-1
гамма, (-С) :
-5
- для стали 35 (гамма ) 1,03034410 ,
D
-5
- для стали 12Х18Н10Т (гамма ) 1,56823510 .
d
2.1.1.2. Внутренний диаметр трубопровода в рабочих условиях,
мм
-5
D = D х [1 + гамма (t - 20)] = 100 х [1 + 1,03034410 х (10 - 20)] = 99,989697.
20 D
Внутренний диаметр отверстия диафрагмы в рабочих условиях, мм
-5
d = d х [1 + гамма (t - 20)] = 76,504 х [1 + 1,56823510 х (10 - 20)] = 76,492002.
20 d
2.1.1.3. Относительный диаметр
бета = d / D = 76,492002 / 99,989697 = 0,764998845 < 0,8 и более 0,2.
2.1.2. Расчет
2,1 8 4 0,5
С(бета) = (0,5959 + 0,0312 бета - 0,184 бета ) / (1 - бета ) = 0,730193613.
2,5 4 0,5
2.1.3. Расчет В(бета) = 0,0029 бета / (1 - бета ) = 0,001830617.
2.1.4. Проводят расчет К .
n
_
2.1.4.1. Так как тау = 1 году, r = 0,0292 + 0,850 х r = 0,0717.
nn k н
_
2.1.4.2. r / d = 0,000937353 > 0,0004.
k
_
2.1.4.3. К = 1,0547 - 0,0575 х ехр(-149 х r / d) = 1,004695182.
n k
2.1.5. Так как среда - газ, коэффициент расширения
4
эпсилон = 1 - (0,41 + 0,35 бета ) ДЕЛЬТА р / (р КАППА) = 0,998984923.
0,5
2.1.6. Расчет С = (эпсилон х D / мю) (2 х ДЕЛЬТА р х ро) = 700429,7201.
ф
2.1.7. Расчет относительной эквивалентной шероховатости
4 4
(R 10 / D) = (0,2 х 10 / 99,989697) = 20,0020609.
ш
Проверка выполнения условия (8.6) ГОСТ 8.563.1-97. При
бета > 0,3 имеем:
4
{8+[1/(10 бета )]}/14
10 = 3,910969843, К > 1.
ш
Так как выполняется п. 6.1.7.3.1, выбирают методику расчета
К и массового расхода по п. 6.2.1.
ш
2.2. Второй этап
2.2.1. Производим расчет К при А = 0,5.
ш Re
4
Расчет r = -0,04 + 0,07 х lg(R 10 / D) = 0,051075232.
о ш
4
2.2.2. Расчет К = 1 + бета х r х А = 1,008746282.
ш о Re
2.2.3. Расчет
а+1 6 2 а
П = {В(бета) / [С(бета) ]} [10 / (бета С К К )] .
с ф ш n
При а = 0,75: П = 0,006133444.
с
2.2.4. Расчет К = 0,993931544.
с
2
2.2.5. Расчет Re1 = [С(бета) К К / К ] бета С = 305199,5896.
n ш с ф
2.2.6. Производим расчет К при уточненном А .
ш Re
4 6
Так как 10 < Re1 = 305199,3747 < 10 ,
2
А = 1 - 0,25 х (lg Re1 - 6) = 0,933586573.
Re
4
2.2.7. Расчет К = 1 + бета х r х А = 1,016330823.
ш о Rе
2.2.8. Расчет
а+1 6 2 а
П = {В(бета) / [С(бета) ]} [10 / (бета С К К )] .
с ф ш n
При а = 0,75: П = 0,00609908.
с
2.2.9. Расчет К = 0,993965186.
с
2
2.2.10. Расчет Re2 = [С(бета) К К / К ] бета С = 307483,9113.
n ш с ф
2.2.11. Производим расчет К при уточненном А .
ш Re
4 6
Так как 10 < Re2 = 308483,6943 < 10 ,
2
А = 1 - 0,25 х (lg Re2 - 6) = 0,934418526.
Re
4
2.2.12. Расчет К = 1 + бета х r х А = 1,016345376.
ш о Re
2.2.13. Расчет
6 0,75
К = 1 + (В / С~) х (10 / Re2) = 1,006071454.
Re
2.2.14. Расчет коэффициента расхода
альфа = С(бета) х К х К х К = 0,75014029.
Re n ш
2.2.15. Расчет расхода
2
q = 0,25 пи альфа эпсилон [1 + гамма (t - 20)] х
m1 d
2 0,5
х d (2 ДЕЛЬТА р ро) = 0,25893458 кг/с.
20
2.2.16. Расчет окончательного значения числа Рейнольдса
Re = (4 / пи) х q / (D х мю) = 307488,3142.
m1
2.2.17. Расчет К при уточненном А .
ш Re
4 6
Так как 10 < Re = 307488,0972 < 10 ,
2
А = 1 - 0,25 х (lg Re - 6) = 0,93442012.
Re
4
2.2.18. Расчет К = 1 + бета х r х А = 1,016345404.
ш о Re
2.2.19. Расчет
6 0,75
К = 1 + (В / С~) х (10 / Re) = 1,006071389.
Re
2.2.20. Расчет коэффициента расхода
альфа = С(бета) х К х К х К = 0,750140260.
Re n ш
2.2.21. Расчет результата измерений массового расхода
2
q = 0,25 пи альфа эпсилон [1 + гамма (t - 20)] х
m d
2 0,5
х d (2 ДЕЛЬТА р ро) = 0,258934570357609 кг/с.
20
2.2.22. Расчет объемного расхода, приведенного к стандартным
условиям
q = q 3600 / ро = 1356,649372 куб. м/ч в ст. усл.
с m с
Примечание. Расход, рассчитанный по алгоритмам ИСО, дает
(q ) = 0,258934570382837 кг/с. Результат в п. 2.2.21 совпадает
m isо
с (q ) с точностью до 14 значащих цифр. Число Рейнольдса по
m isо
алгоритмам ИСО Re = 307488,3927.
iso
Пример 4
1. Исходные данные:
1.1. Технологическая среда природный
газ
1.2. Температура, t 10
1.3. Абсолютное давление на входе в диафрагму, 400000
р, Па
1.4. Показатель адиабаты в рабочих условиях, КАППА 1,305
1.5. Плотность в рабочих условиях, ро, кг/куб. м 2,82685
Плотность в стандартных условиях, ро , 0,68711
с
кг/куб. м -5
1.6. Динамическая вязкость в рабочих условиях, 1,0723 х 10
мю, Па х с
1.7. Внутренний диаметр трубопровода при 100,00
20 -С, D , мм
20
1.8. Внутренний диаметр отверстия диафрагмы при 56,500
20 -С, d , мм
20
1.9. Труба стальная, газопроводы после нескольких
лет эксплуатации. Эквивалентная
шероховатость, R , мм 0,6
ш
1.10. Сужающее устройство: диафрагма с угловым
отбором перепада давления
1.11. Перепад давления на диафрагме, ДЕЛЬТА р, Па 25000
1.12. Материал трубопровода Сталь 35
Материал диафрагмы Сталь
12Х18Н10Т
1.13. Радиус закругления острой кромки, r , мм 0,05
н
1.14. Межповерочный интервал, тау , лет 1
nn
1.15. Проверяют выполнение условия:
ДЕЛЬТА р / р = 1000 / 400000 = 0,0025 < 0,25.
2. Расчет расхода
2.1. Первый этап
2.1.1. Расчет относительного диаметра.
2.1.1.1. Температурный коэффициент линейного расширения,
-1
гамма, (-С) :
-5
- для стали 35 (гамма ) 1,03034410 ,
D
-5
- для стали 12Х18Н10Т (гамма ) 1,56823510 .
d
2.1.1.2. Внутренний диаметр трубопровода в рабочих условиях, мм
-5
D = D х [1 + гамма (t - 20)] = 100 х [1 + 1,03034410 х (10 - 20)] = 99,989697.
20 D
Внутренний диаметр отверстия диафрагмы в рабочих условиях, мм
-5
d = d х [1 + гамма (t - 20)] = 56,500 х [1 + 1,56823510 х (10 - 20)] = 56,491139.
20 d
2.1.1.3. Относительный диаметр
бета = d / D = 56,491139 / 99,989697 = 0,564969606 < 0,8 и более 0,2.
2.1.2. Расчет
2,1 8 4 0,5
С(бета) = (0,5959 + 0,0312 бета - 0,184 бета ) / (1 - бета ) = 0,636701646.
2,5 4 0,5
2.1.3. Расчет В(бета) = 0,0029 бета / (1 - бета ) = 0,000734166.
2.1.4. Проводят расчет К .
n
_
2.1.4.1. Так как тау = 1 году, r = 0,0292 + 0,850 х r = 0,0717.
nn k н
_
2.1.4.2. r / d = 0,001269226 > 0,0004.
k
_
2.1.4.3. К = 1,0547 - 0,0575 х ехр(-149 х r / d) = 1,007107731.
n k
2.1.5. Так как среда - газ, коэффициент расширения
4
эпсилон = 1 - (0,41 + 0,35 бета ) ДЕЛЬТА р / (р КАППА) = 0,978656181.
0,5
2.1.6. Расчет С = (эпсилон х D / мю) (2 х ДЕЛЬТА р х ро) = 3430879,553.
ф
2.1.7. Расчет относительной эквивалентной шероховатости
4 4
(R 10 / D) = (0,6 х 10 / 99,9897) = 60,0061827 > 30.
ш
Проверка выполнения условия (8.6) ГОСТ 8.563.1-97. При
бета > 0,3 имеем:
4
{8+[1/(10 бета )]}/14
10 = 4,380636576, К > 1.
ш
Так как выполняется п. 6.1.7.3.2, выбирают методику расчета
К и массового расхода по п. 6.2.2.
ш
2.2. Второй этап
2.2.1. Рассчитывают значение К 1.
ш
6 0,25 -2
2.2.1.1. лямбда1 = 0,11 [(R / D) + (68 / 10 )] = 3,0701892 х 10 ;
ш
-4 6 0,25 -2
2.2.1.2. лямбда 1 = 0,11 [(4 х 10 + (68 / 10 )] = 1,6179092 х 10 ;
с
2.2.1.3. С1 = С~ + В = 0,6040919.
3,5
2.2.1.4. К 1 = 1 + 3,5 бета (лямбда1 - лямбда 1) / С1 = 1,0114052.
ш с
2.2.2. Рассчитывают параметр
а+1 6 2 а
П = {В(бета) / [С(бета) ]} [10 / (бета х С х К 1 х К )] .
с ф ш n
-3
При а = 0,75: П = 1,490437 х 10 .
с
2.2.3. Рассчитывают параметр
1,75
К = 1 - П х U = 0,9985134.
с с 4
2.2.4. Рассчитывают число Рейнольдса
2 5
Re1 = [С(бета) х К 1 х К / К ] х бета х С = 7,112771 х 10 .
ш n с ф
2.2.5. Рассчитывают значение К 2.
ш
0,25 -2
2.2.5.1. лямбда2 = 0,11 [(R / D) + (68 / Re1)] = 3,073674 х 10 ;
ш
-4 0,25 -2
2.2.5.2. лямбда 2 = 0,11 [(4 х 10 + (68 / Re1)] = 1,641255 х 10 ;
с
6 0,75
2.2.5.3. С2 = С~ + В (10 / Re1) = 0,6042944.
3,5
2.2.5.4. К 2 = 1 + 3,5 бета (лямбда2 - лямбда 2) / С2 = 1,011245.
ш с
2.2.6. Рассчитывают число Рейнольдса.
2.2.6.1.
а+1 6 2 а
П = {В(бета) / [С(бета) ]} [10 / (бета х С х К 2 х К )] .
с ф ш n
-3
При а = 0,75: П = 1,490614 х 10 .
с
2.2.6.2. Рассчитывают параметр
1,75
К = 1 - П х U = 0,9985133.
с с 4
2.2.6.3. Рассчитывают число Рейнольдса
2 5
Re2 = [С(бета) х К 2 х К / К ] х бета х С = 7,111649 х 10 .
ш n с ф
2.2.7. Рассчитывают значение К 3.
ш
0,25 -2
2.2.7.1. лямбда3 = 0,11 [(R / D) + (68 / Re2)] = 3,073676 х 10 ;
ш
-4 0,25 -2
2.2.7.2. лямбда 3 = 0,11 [(4 х 10 + (68 / Re2)] = 1,641268 х 10 ;
с
6 0,75
2.2.7.3. С3 = С~ + В (10 / Re2) = 0,6042945.
3,5
2.2.7.4. К 3 = 1 + 3,5 бета (лямбда3 - лямбда 3) / С3 = 1,011245.
ш с
2.2.8. Рассчитывают коэффициент расхода.
2.2.8.1. Рассчитывают поправочный коэффициент на число
Рейнольдса
6 0,75
К = 1 + (В / С~) х (10 / Re2) = 1,001489.
Re
2.2.8.2. Рассчитывают значение коэффициента расхода
альфа = С(бета) х К х К 3 х К = 0,6494035.
Re ш n
2.2.9. Рассчитывают предварительное значение массового
расхода
2
q = 0,25 х пи х альфа х эпсилон х [1 + гамма (t - 20)] х
m1 d
2 0,5
х d х (2 х ДЕЛЬТА р х ро) = 0,5988688 кг/с.
20
2.2.10. Рассчитывают окончательное значение числа Рейнольдса
Re = (4 / пи) х q / (D х мю) = 711164,81.
m1
2.2.11. Рассчитывают коэффициент расхода.
2.2.11.1. Рассчитывают значение К .
ш
0,25 -2
2.2.11.1.1. лямбда = 0,11 [(R / D) + (68 / Re)] = 3,073676 х 10 ;
ш
-4 0,25 -2
2.2.11.1.2. лямбда = 0,11 [(4 х 10 + (68 / Re)] = 1,641268 х 10 ;
с
6 0,75
2.2.11.1.3. С = С~ + В (10 / Re) = 0,6042945.
3,5
2.2.11.1.4. К = 1 + 3,5 бета (лямбда - лямбда ) / С = 1,011245.
ш с
2.2.11.1.5. Проверяют выполнение условия К <= 1,03.
ш
2.2.12. Рассчитывают поправочный коэффициент на число
Рейнольдса
6 0,75
К = 1 + (В / С~) х (10 / Re) = 1,00148895.
Re
2.2.13. Рассчитывают значение коэффициента расхода
альфа = С(бета) х К х К х К = 0,6494035.
Re ш n
2.2.14. Рассчитывают значение массового расхода
2
q = 0,25 х пи х альфа х эпсилон х [1 + гамма (t - 20)] х
m d
2 0,5
х d х (2 х ДЕЛЬТА р х ро) = 0,598868809 кг/с.
20
2.2.15. Расчет объемного расхода, приведенного к стандартным
условиям
q = q 3600 / ро = 3137,674772 куб. м/ч в ст. усл.
с m с
Примечание. Расход, рассчитанный по алгоритмам ИСО, дает
(q ) = 0,598868809 кг/с. Результат полностью совпадает с
m isо
расходом, полученным в п. 2.2.14. Число Рейнольдса по алгоритмам
m isо
ИСО Re = 711164,81.
iso
Пример 5
1. Исходные данные:
1.1. Технологическая среда природный
газ
1.2. Температура, t, -С 10
1.3. Абсолютное давление на входе в диафрагму, 400000
р, Па
1.4. Показатель адиабаты в рабочих условиях, КАППА 1,305
1.5. Плотность в рабочих условиях, ро, кг/куб. м 2,82685
Плотность в стандартных условиях, ро , 0,68710738
с
кг/куб. м -5
1.6. Динамическая вязкость в рабочих условиях, 1,0723 х 10
мю, Па х с
1.7. Внутренний диаметр трубопровода при 100,00
20 -С, D , мм
20
1.8. Внутренний диаметр отверстия диафрагмы при 76,504
20 -С, d , мм
20
1.9. Труба стальная, новая бесшовная
холоднодеформированная.
Эквивалентная шероховатость, R , мм 0,03
ш
1.10. Сужающее устройство - диафрагма с угловым
отбором перепада давления
1.11. Перепад давления на диафрагме, ДЕЛЬТА р, Па 1000
1.12. Материал трубопровода Сталь 35
Материал диафрагмы Сталь
12Х18Н10Т
1.13. Радиус закругления острой кромки, r , мм 0,05
н
1.14. Межповерочный интервал, тау , лет 1
nn
1.15. Проверяют выполнение условия:
ДЕЛЬТА р / р = 1000 / 400000 = 0,0025 < 0,25.
2. Расчет расхода
2.1. Первый этап.
2.1.1. Расчет относительного диаметра.
2.1.1.1. Температурный коэффициент линейного расширения,
-1
гамма, (-С) :
-5
- для стали 35 (гамма ) 1,03034410 ,
D
-5
- для стали 12Х18Н10Т (гамма ) 1,56823510 .
d
2.1.1.2. Внутренний диаметр трубопровода в рабочих условиях,
мм
-5
D = D х [1 + гамма (t - 20)] = 100 х [1 + 1,03034410 х (10 - 20)] = 99,989697.
20 D
Внутренний диаметр отверстия диафрагмы в рабочих условиях, мм
-5
d = d х [1 + гамма (t - 20)] = 76,504 х [1 + 1,56823510 х (10 - 20)] = 76,492002.
20 d
2.1.1.3. Относительный диаметр
бета = d / D = 76,492002 / 99,989697 = 0,764998845 < 0,8 и более 0,2.
2.1.2. Расчет
2,1 8 4 0,5
С(бета) = (0,5959 + 0,0312 бета - 0,184 бета ) / (1 - бета ) = 0,730193613.
2,5 4 0,5
2.1.3. Расчет В(бета) = 0,0029 бета / (1 - бета ) = 0,001830617.
2.1.4. Проводим расчет К .
n
_
2.1.4.1. Так как тау = 1 году, r = 0,0292 + 0,850 х r = 0,0717.
nn k н
_
2.1.4.2. r / d = 0,000937353 > 0,0004.
k
_
2.1.4.3. К = 1,0547 - 0,0575 х ехр(-149 х r / d) = 1,004695182.
n k
2.1.5. Так как среда - газ, коэффициент расширения
4
эпсилон = 1 - (0,41 + 0,35 бета ) ДЕЛЬТА р / (р КАППА) = 0,998984923.
0,5
2.1.6. Расчет С = (эпсилон х D / мю) (2 х ДЕЛЬТА р х ро) = 700429,7201.
ф
2.1.7. Расчет относительной эквивалентной шероховатости
4 4
(R 10 / D) = (0,03 х 10 / 99,989697) = 3,000309135.
ш
Проверка выполнения условия (8.6) ГОСТ 8.563.1-97. При
бета > 0,3 имеем:
4
{8+[1/(10 бета )]}/14
10 = 3,910969843, К > 1.
ш
Так как выполняется п. 6.1.7.3.3, выбирают методику расчета
К и массового расхода по п. 6.2.3.
ш
2.2. Второй этап
2.2.3. Расчет
а+1 6 2 а
П = {В(бета) / [С(бета) ]} [10 / (бета х С х К )] .
с ф n
При а = 0,75: П = 0,006173634.
с
2.2.4. Расчет К = 0,993892203.
с
2
2.2.5. Расчет Re = [С(бета) К / К ] бета С = 302565,3484.
n с ф
6 0,75
2.2.6. Расчет К = 1 + (В / С~) х (10 / Re) = 1,006145328.
Re
2.2.7. Расчет коэффициента расхода
альфа = С(бета) х К х К = 0,738130352.
Re n
2.2.8. Расчет результата измерений массового расхода
2
q = 0,25 пи альфа эпсилон [1 + гамма (t - 20)] х
m d
2 0,5
х d (2 ДЕЛЬТА р ро) = 0,254788792 кг/с.
20
2.2.9. Расчет объемного расхода, приведенного к стандартным
условиям
q = q 3600 / ро = 1334,929122 куб. м/ч в ст. усл.
с m с
Примечание. Расход, рассчитанный по алгоритмам ИСО, дает
(q ) = 0,254788792 кг/с. Результат полностью совпадает с
m isо
расходом, полученным в п. 2.2.8. Число Рейнольдса по алгоритмам
m isо
ИСО Re = 302565,3488.
iso
Примечание. Количество значащих цифр в примерах расчета выбрано
из возможности их использования для оценки соответствия
программных комплексов настоящим Рекомендациям.
|
