Дифманометры с разделительными сосудами, не удовлетворяющими требованию п. 114

49. Наибольший перепад давления в сужающем устройстве, когда в соединительные линии включены вертикальные цилиндрические разделительные сосуды, равен:

а) для поплавковых дифманометров

б) для кольцевых и сильфонных дифманометров

.где ΔРн— в кгс/м².

Уравнение (91) в применении к кольцевым дифманометрам справедливо при условии

где S — площадь радиального сечения кольцевой трубки, мм².

В уравнениях (90) и (91) знак перед вторым членом, а в неравенстве (92) знак под корнем принимается таким, чтобы этот член и подкоренное выражение получились положительными.

Для поплавковых дифманометров в круглом корпусе (диаметр поплавкового сосуда Dп=77 мм) V=142000 мм³, в прямоугольном корпусе с магнитной муфтой (диаметр поплавкового сосуда Dп =78 мм) V = 168000 мм³.

Если измеряемой средой является жидкость, то вместо ρ следует подставлять ρ'_С.

Формулы для вычисления расхода — см. пп. 38, 41 и 42.

50. Перепад давления в сужающем устройстве, к которому через вертикальные цилиндрические разделительные сосуды подключен лабораторный (U-образный или чашечный) дифманометр, равен:

где d_O—внутренний диаметр измерительной трубки дифманометра, мм;

—см. п. 47.

В этом случае расход вычисляется по формулам:

В формулах (93)—(95) знак перед вторым членом принимается таким, чтобы этот член был положительным.

При измерении расхода жидкости вместо ρ'_C следует подставлять ρ_C.

IV. ТРЕБОВАНИЯ К СТАНДАРТНЫМ СУЖАЮЩИМ УСТРОЙСТВАМ

1 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

5.1. Конструкция сужающего устройства и способ его крепления должны обеспечивать возможность периодического осмотра с целью проверки соответствия сужающего устройства требованиям настоящих Правил.

52. В трубопроводах диаметром 80 мм сужающее устройство рекомендуется устанавливать между двумя патрубками, расточенными до размера, принятого при расчете сужающего устройства в качестве диаметра трубопровода D₂₀.

Длина патрубка перед сужающим устройством — не менее 60-20, за сужающим устройством — не менее 3D₂₀.

53. Неперпендикулярность входного торца сужающего устройства к его оси не должна превышать 0,5°.

54. Смещение оси отверстия сужающего устройства относительно оси трубопровода не должно превышать величин, указанных в табл. 3.

55. Неплоскостность (волнистость) входного торца сужающего устройства, характеризуемая высотой волны, не должна превышать 0,005D₂₀, при этом длина волны должна превышать высоту не менее чем в 200 раз.

56. Отклонение действительного диаметра цилиндрической части отверстия сужающего устройства от среднего значения, определенное не менее чем в четырех равноотстоящих друг от друга диаметральных направлениях, не должно превышать 0,05%.

­

Для сопел и сопел Вентури диаметр определяется в начале и в конце цилиндрической части отверстия.

Примечание. При m<0,4 допускается отклонение в 0,1 %.

57. Измерение перепада давления в сужающем устройстве производится через отдельные цилиндрические отверстия (см. рис. 10,6 и 15,6) или через две кольцевые камеры, каждая из которых соединяется с внутренней полостью трубопровода кольцевой щелью (сплошной или прерывистой) или группой равномерно распределенных по окружности отверстий. При применении отдельных отверстий наилучшие результаты обеспечивает установка сужающего устройства в обойму (см. рис. 11).

Кольцевые камеры обеспечивают выравнивание давления (что позволяет более точно измерять перепад давления при сокращенных прямых участках трубопровода), правильный монтаж и надежную эксплуатацию сужающего устройства.

Кольцевая камера выполняется либо непосредственно в «теле» сужающего устройства, либо в каждом из фланцев, между которыми оно зажимается, либо в специальной промежуточной детали — корпусе (рис. 10,а; 12 и 15, а).

При малых давлениях в трубопроводах диаметром свыше 400 мм кольцевая камера может быть образована также полостью трубки, согнутой вокруг трубопровода в кольцо (рис. 13) или прямоугольник.

Обойма, камеры и отверстия для измерения перепада давления должны удовлетворять следующим требованиям.

а) Внутренняя кромка отверстия (в трубопроводе, фланце, обойме или камере) должна быть без заусенцев; рекомендуется закруглять кромку по радиусу, не превышающему 0,1 диаметра отверстия. Ось отверстия должна образовывать с осью сужающего устройства угол 90° или близкий к нему.

б) При применении камер, показанных на рис. 12 и 13, число отверстий, соединяющих камеру с полостью трубопровода, должно быть не менее 4. Площадь каждого щелевого отверстия (см. рис. 12) должна быть не менее 12 мм².

в) Размер с (диаметр отдельного отверстия; диаметр отверстия или ширина кольцевой щели, соединяющие камеру с трубопроводом) при m<0,45 не должен превышать 0,03D₂₀, а при m>0,45 должен находиться в пределах 0,01 0,02 D₂₀. Одновременно должны соблюдаться следующие условия:

для чистых жидкостей и газов 1 мм≤ с≤ 10 мм;

для паров, влажных газов и жидкостей, которые могут испаряться в соединительных линиях:

при измерении перепада давления через отдельные отверстия 4 мм < с <10 мм,

при измерении перепада давления через камеры 1мм<с< 10 мм.

Примечания: 1. При определении ширины щели необходимо учитывать сжимаемость прокладки, уплотняющей места стыка сужающего устройства с корпусом кольцевой камеры;

2. Нижний предел размера с, равный 0;01 D₂₀, относится только к D₂₀ ≤ 1000 мм.

г) Площадь диаметрального (продольного) сечения камеры, определенная по одну сторону от оси трубопровода, должна быть не менее 1/2 площади кольцевой щели или группы отверстий, соединяющих камеру c внутренней полостью трубопровода.

Математически это условие выражается следующим образом:

для кольцевой камеры по схеме рис. 10

для кольцевой камеры по схеме рис. 12

для кольцевой камеры по схеме рис. 13

где n — число отверстий;

f — площадь одного отверстия;

d_O—внутренний диаметр внешней кольцевой трубки.

Если кольцевая камера соединяется с внутренней полостью трубопровода группой щелевых отверстий в сочетании со сплошной кольцевой щелью, обусловленной наличием прокладки, то при определении потребной площади сечения камеры площадь щели, остающейся после сжатия прокладки, можно не учитывать, если ширина этой щели не превышает 0,25 мм.

д) Внутренний диаметр корпуса кольцевой камеры или обоймы должен быть равен (с допустимым отклонением +1%) диаметру трубопровода D₂₀, принятому для расчета сужающего устройства.

е) Толщина h стенки корпуса камеры или длина цилиндрической части отдельного отверстия, отсчитанная от внутренней поверхности трубопровода (фланца, обоймы), должна быть не менее 2с.

58. Сужающие устройства обоймы и корпусы кольцевых камер должны изготовляться из материалов, устойчивых против длительного воздействия измеряемой среды.

59. На сужающем устройстве должны быть нанесены следующие обозначения:

обозначение типоразмера и заводской номер;

диаметр отверстия сужающего устройства при температуре 20°С—D₂₀ (мм);

принятый для расчета внутренний диаметр трубопровода при температуре 20^OC—D₂₀ (мм);

стрелка, указывающая направление потока;

марка материала;

знаки «+» (плюс) и «—» (минус) соответственно на переднем и заднем (по направлению потока) корпусе камеры (обойме) и на торцах сужающего устройства.

Обозначения должны наноситься так, чтобы их можно было прочесть, когда сужающее устройство находится в трубопроводе в рабочем состоянии.

Допускается нанесение обозначения на специальной пластине, прикрепленной к сужающему устройству.

К сужающему устройству должен прилагаться выпускной аттестат, содержащий:

а) наименование и все параметры измеряемой среды, необходимые для расчета сужающего устройства;

б) величины, полученные при расчете сужающего устройства (в том числе модуль m, коэффициент расхода α и др.);

в) формулу, по которой проверялась правильность расчета;

г) основные характеристики сужающего устройства (см. указанную выше маркировку) и дифманометра;

д) сведения, удостоверяющие, что качество изготовления сужающего устройства соответствует требованиям Правил.

К соплу или соплу Вентури должен прилагаться также шаблон профильной части отверстия.

2. ДИАФРАГМА

60. Диафрагма должна изготовляться в соответствии со схемой, показанной на рис. 10.

61. Диафрагма может применяться в трубопроводах диаметром не менее 50 мм, при одновременном соблюдении условия 0,05 ≤m≤ 0,7.

62. Толщина Е диафрагмы не должна превышать 0,05D₂₀. Наименьшая необходимая толщина Emin диафрагмы при перепаде давления ∆P≥1600 кгс/м² должна определяться расчетным путем, исходя из условий механической прочности диска. Относительная толщина (Ео)min может быть подсчитана по формуле

где μо—коэффициент Пуассона;

σ_B—предел прочности при растяжении, кгс/см², соответствующий температуре измеряемой среды;

n= 1,5 — коэффициент запаса прочности.

В табл. 4 приведены значения σ_B некоторых материалов.

На рис. 14 приведена номограмма, построенная по формуле (99) для μ_O= 0,3.

63. Разность значений Е, измеренных в любых двух точках, не должна превышать 0,005 D₂₀.

Рис. 14. Номограмма для определения необходимой наименьшей толщины диафрагмы

64. Длина цилиндрического отверстия должна находиться в пределах 0,005D₂₀≤e≤0,02D₂₀. У диафрагм толщиной более 0,02 D₂₀ цилиндрическое отверстие должно переходить в коническую выходную часть.

При m>0,5 длина е должна быть приблизительно равна 1/2Е. Угол ψ наклона образующей конуса к оси диафрагмы должен быть не менее 30°, но не более 45°.

65. На кромках отверстия диафрагмы не должно быть заусенцев и зазубрин.

66. Входная кромка отверстия диафрагмы должна быть острой. У диафрагм, диаметр отверстия которых не превышает 125 мм, падающий на кромку луч света не должен отражаться. У диафрагм с отверстием диаметром более 125 мм луч может отражаться, но кромка не должна иметь заметного невооруженным глазом притупления (округления).

3. СОПЛО

67. Сопло должно соответствовать схемам, показанным на рис. 15 и 16.

Указанные на схемах размеры имеют следующие значения:

с - см. п. 57 в,

68. Сопло может применяться в трубопроводах диаметром не менее 50 мм при одновременном соблюдении условия 0,05 ≤m≤ 0,65.

69. Профильная часть отверстия сопла должна быть выполнена с плавным сопряжением дуг.

Отклонение радиусов дуг от номинальных значений не должно превышать 10% при m≤ 0,25 и 3% при m>0,25.

Значения любых двух диаметров, измеренные в плоскости, перпендикулярной к оси сопла, не должны отличаться от среднего значения более чем на 0,1%.

70. Выходная кромка цилиндрической части отверстия должна быть острой, без заусенцев, фаски или закругления.

4. СОПЛО ВЕНТУРИ

71. Сопло Вентури (рис. 17) состоит из профильной входной части, цилиндрической средней части и выходного конуса. Профильная часть выполняется такой же, как у сопла. Цилиндрическое отверстие должно непосредственно, без радиусного сопряжения, переходить в конус.

Рис. 17. Длинное (I) и короткое (II) сопло Вентури для m≤0,444 (стрелкой указано направление потока). При m>0,444 профиль выполняется по рис. 16

72. Сопло Вентури может быть длинным или коротким: у первого — наибольший диаметр выходного конуса равен диаметру трубопровода, у второго — наибольший диаметр конуса меньше диаметра трубопровода.

73. Сопло Вентури следует применять для измерения расхода жидкостей в трубопроводах диаметром не менее 50 мм при одновременном соблюдении условий 0,05 ≤m≤ 0,6.

74. Угол конуса должен удовлетворять условию: 5° ≤ψ≤ 30°.

75. Профильная часть сопла Вентури должна удовлетворять требованиям пп. 67, 69.

76. Длина конуса lо короткого сопла Вентури должна быть не менее d₂₀.

77. Измерение перепада давления должно производиться через кольцевые камеры.

Задняя («минусовая») камера соединяется с цилиндрической частью сопла Вентури с помощью группы радиальных отверстий, диаметр δ которых должен быть не более 0,13 d₂₀, но не менее 3мм.

5. ПОТЕРЯ ДАВЛЕНИЯ

78. Потерей давления измеряемой среды при прохождении через сужающее устройство называется разность статических давлений, измеренных в двух ближайших поперечных сечениях потока (соответственно перед сужающим устройством и за ним), в которых не наблюдается влияние сужающего устройства на характер потока.

79. Потеря давления в сужающем устройстве выражается как часть перепада давления. Зависимость потери давления (в процентах перепада давления) от типа и модуля сужающего устройства представлена на рис. 18.

Потеря давления в сопле Вентури возрастает с увеличением угла конуса ψ и уменьшением длины конуса.

Потеря давления в коротком сопле Вентури сравнительно невелика, если больший диаметр конуса составляет не менее 0,75 D₂₀.

6. УСТАНОВКА СУЖАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Размеры и форма трубопровода

80. Значения диаметров d и D, соответствующее рабочей температуре t вещества в трубопроводе, определяются по следующим формулам

где — средний коэффициент линейного теплового расширения материала сужающего устройства (трубопровода) в интервале от 20 до t°С, 1/град.

В диапазоне температур от —20 до +60°С можно принимать

81. Измерительный участок трубопровода должен быть прямым (см. пп. 87—92) и цилиндрическим с круглым сечением (по результатам внешнего осмотра).

Действительный внутренний диаметр участка трубопровода перед сужающим устройством определяется как среднее арифметическое результатов измерений в двух поперечных сечениях: непосредственно у сужающего устройства и на расстоянии 2D₂₀ от него, причем в каждом из сечений не менее чем в четырех диаметральных направлениях.

Результаты отдельных измерений не должны отличаться от среднего значения более чем на 0,3%.

Внутренний диаметр участка трубопровода на длине 20D₂₀ за сужающим устройством может отличаться от внутреннего диаметра участка трубопровода перед сужающим устройством не более чем на ±2%.

82. Действительный внутренний диаметр трубопровода должен быть равен диаметру D₂₀, принятому для расчета сужающего устройства.

83. Если сужающее устройство устанавливается между приваренными в стык фланцами, внутренний диаметр фланца должен быть равен действительному внутреннему диаметру трубопровода.

При длине фланца, превышающей 2 D20, допускается сопряжение отверстий фланца и трубопровода по переходному конусу, имеющему уклон (в сторону сужающего устройства) не более 1:10 и плавные округления на концах. При этом длина цилиндрической части отверстия фланца должна быть не менее 2 D₂₀. В качестве диаметра D₂₀ в этом случае принимается диаметр цилиндрической части отверстия фланца.

8.4. Уплотнительные прокладки между сужающим устройством и фланцами не должны выступать во внутреннюю полость трубопровода.

На внутренней поверхности участка трубопровода длиной 2 D₂₀ перед сужающим устройством и за ним не должно быть никаких уступов, а также заметных невооруженным глазом наростов и неровностей от заклепок, сварочных швов и т. п.

Примечание. Данное требование не обязательно для участка трубопровода за соплом Вентури.

85. При установке сужающего устройства между насадными фланцами торец трубопровода должен непосредственно примыкать к сужающему устройству.

86. В трубопроводе допускается отверстие для удаления осадков или конденсата. Диаметр такого отверстия, если оно расположено вблизи сужающего устройства, не должен превышать 0,08D₂₀ , а его расстояние от соответствующего отверстия для измерения перепада давления должно быть не менее 0,5D₂₀. Оси этих отверстий не должны располагаться в одной плоскости, проходящей через ось трубы.

Влияние местных сопротивлений

87. Установка сужающих устройств непосредственно у местных сопротивлений (колена, угольники, задвижки, вентили, конические вставки и т. п.) не допускается.

Необходимые наименьшие длины l₁ прямых участков трубопровода постоянного диаметра перед сужающим устройством приведены на рис. 19 и в табл. 5 для наиболее распространенных местных сопротивлений.

88. Регулировочные задвижки и вентили рекомендуется устанавливать за сужающим устройством.

Допускается их установка перед сужающим устройством на расстоянии не менее 100D₂₀.

89. Если перед сужающим устройством последовательно расположено несколько местных сопротивлений (кроме колен в одной плоскости), то необходимая наименьшая длина прямого участка трубопровода между сужающим устройством и ближайшим к нему сопротивлением определяется по п. 87 соответственно заданному значению модуля, а необходимая наименьшая длина прямого трубопровода между двумя соседними сопротивлениями определяется как половина длины, найденной на рис. 19 (при значении модуля 0,5) для того из двух сопротивлений, которое более удалено от сужающего устройства.

II р и м е р. По направлению потока расположены сначала группа колeн в разных плоскостях, затем полностью открытая задвижка и далее сужающее устройство с модулем 0,36.

Требуемое расстояние между задвижкой и сужающим устройством составит 14D₂₀ (для m=0,36 по рис. 19, г), между группой колен и задвижкой — 31,5 D₂₀ (половина длины для m=0,5 согласно рис. 19,в). Общее расстояние равно 45,5 D₂₀. Однако, согласно рис. 19, в, длина прямого участка между группой колен и сужающим устройством с модулем m=0,36 должна быть не менее 48 D₂₀; это значение и принимается в качестве окончательного.

90. Необходимые наименьшие длины l₂ прямых участков трубопровода за сужающим устройством указаны на рис. 20 (длина 4 отсчитывается от входного торца диафрагмы или сопла и от выходного торца сопла Вентури).

91. Длина прямого участка трубопровода перед сужающим устройством или за ним может быть сокращена вдвое по сравнению с величинами, указанными соответственно в пп. 87 и 90. В этом случае, рекомендуется измерять перепад давления через кольцевые камеры.

От указанного сокращения длины прямого участка трубопровода возникает погрешность измерения расхода 0,5%.

При применении кольцевых камер длина прямого участка трубопровода перед сужающим устройством может быть сокращена в три раза по сравнению с величинами, указанными на рис. 19. Возникающая при этом погрешность измерения расхода составляет 1%. Сокращенная длина прямого участка перед сужающим устройством в любом случае не должна быть менее 6D₂₀. Погрешность от сокращения длин трубопровода учитывается, как указано в п. 117.

92. Установка струевыпрямителей с целью уменьшения необходимых длин прямых участков трубопровода целесообразна только после местных сопротивлений, создающих вихревой поток (например, группа колен в разных плоскостях). Наиболее эффективными являются:

а) пластинчатый струевыпрямитель, представляющий собой три пластины перпендикулярно оси трубопровода на расстоянии D₂₀ одна от другой, снабженные большим числом равномерно распределенных отверстий, диаметр которых равен половине толщины пластины;

б) трубчатый струевыпрямитель, выполненный из тонкостенных трубок длиной 2D₂₀, закрепленных внутри трубопровода так, что наибольшее расстояние между центрами трубок (в поперечном сечении) не превышает 0,25 D₂₀.

Струевыпрямитель должен отстоять от местного сопротивления на расстоянии не менее 2D₂₀ . Наименьшая допустимая длина прямого участка трубопровода между струевыпрямителем и сужающим устройством равна 12 D₂₀ при m≤0,2 и 20 D₂₀ при m>0,2.

Рис. 19 [продолжение]

Необходимые наименьшие длины прямых участков трубопровода перед сужающим устройством:

в — группа колен и разных плоскостях или смешивающиeся потоки; г—полностью открытый вентиль и задвижка; — сходящийся или расходящийся конус (конусность 1:3)

Рис. 20. Необходимые наименьшие длины прямых участков трубопровода за сужающим устройством

V. ТРЕБОВАНИЯ К ДИФМАНОМЕТРАМ И ИХ УСТАНОВКЕ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

93. Дифманометр должен удовлетворять требованиям ГОСТ 3720-66.

94. Если поправка ∆Q на влияние числа Рейнольдса (см. пп 133—н, 134 —n и 135 —р) превышает 0,003 Qп, то она должна быть указана в выпускном аттестате дифманометра, а в руководстве по монтажу и эксплуатации прибора должна быть изложена методика введения этой поправки.

95. Заполнение дифманометра уравновешивающей жидкостью, его монтаж и подключение к соединительным линиям, по которым давление перед сужающим устройством и за ним передается в дифманометр, должны производиться в соответствии с руководством по монтажу и эксплуатации прибора.

96. Соединительные линии должны быть проложены по кратчайшему расстоянию вертикально или с уклоном к горизонтали не менее 1:10.

Длина линий должна быть такой, чтобы температура вещества, поступающего в дифманометр, не отличалась от температуры окружающего воздуха, но она не должна превышать наибольшей допустимой длины, указанной в руководстве по монтажу и эксплуатации дифманометра.

97. Внутренний диаметр соединительных линий должен быть не менее 8 мм, а внутренний диаметр трубок, соединяющих сужающее устройство с уравнительными или разделительными сосудами,— не менее 12 мм.

98. Соединительные линии должны быть герметичными.

99. Изгибы трубок соединительных линий должны быть плавными.

100. Соединительные линии должны быть защищены от действия внешних источников теплоты или холода.

101. Площадь сечения проходного отверстия вентилей в соединительных линиях должна быть не менее площади сечения трубок. Вентили должны быть прямоточными.

102. Установка вентилей в трубках, соединяющих уравнительные (конденсационные) сосуды с сужающим устройством, не допускается.

2. СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ЖИДКОСТЕЙ

103. При измерении расхода жидкости дифманометр рекомендуется устанавливать ниже сужающего устройства (рис. 21).Соединительные линии должны иметь уклон в одну сторону.

• 

Если же односторонний уклон соединительных линий неосуществим, в наивысших точках отдельных участков, (ступеней) линий следует устанавливать газосборннки (рис. 22).

В случае расположения дифманометра выше сужающего устройства в высших точках линий необходимо помещать газосборники (рис. 23).

104. Для горизонтальных и наклонных трубопроводов соединительные линии должны подключаться к нижней половине сужающего устройства.

105. Перед дифманометром рекомендуется устанавливать отстойные сосуды (на схемах показаны пунктиром). Установка сосудов обязательна, если из измеряемой жидкости выпадают осадки.

106. Для измерения расхода горячих жидкостей (t>120°С) при помощи поплавковых, кольцевых и сильфонных дифманометров в соединительные линии следует включать уравнительные сосуды, обеспечивающие равенство плотностей жидкости в трубках, соединяющих сосуды с прибором. Объем внутренней полости каждого сосуда должен быть не менее объема жидкости, перетекающей из сосуда в прибор при изменении его показания от нуля до максимума.

Рис. 23. Схема соединительных линий при измерении расхода жидкости (дифманометр расположен выше сужающего устройства):

1 — сужающее устройство; 2 — вентиль;

3 — продувочный вентиль;

4 — отстойный сосуд; 5 — газосборник

6— дифманометр

Площадь поперечного сечения сосуда должна быть не менее площади «плюсовой» камеры дифманометра.

Включение сосудов в линии производятся по схемам рис. 26 и 27, причем для вертикальных и наклонных трубопроводов боковые отверстия в сосудах и примыкающие к ним участки трубок должны располагаться на одном уровне, соответствующем нижнему отверстию для измерения перепада давления в сужающем устройстве.

Трубка, соединяющая сосуд с верхним отверстием для отбора давления, должна быть термоизолирована.

Конструкция сосудов или их расположение должны обеспечивать удаление воздуха (газов) из сосудов.

3. СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ГАЗОВ

107. При измерении расхода газа дифманометр рекомендуется устанавливать выше сужающего устройства (рис. 24).

Соединительные линии на всем своем протяжении должны иметь односторонний уклон. Если же односторонний уклон соединительных линий невозможен, в низших точках отдельных участков (ступеней) линий следует устанавливать отстойные сосуды.

В случае установки дифманометра ниже сужающего устройства (рис. 25) в низших точках линий должны быть помещены отстойные сосуды (для улавливания конденсата и др.).

108. Для горизонтальных и наклонных трубопроводов соединительные линии должны подключаться к верхней половине сужающего устройства.

109. При измерении расхода горячих газов необходимо обеспечить равенство температур в обеих соединительных линиях.

Следует избегать расположения соединительных трубок в непосредственной близости к горячему трубопроводу; если же этого избежать не удается, обе соединительные трубки должны быть совместно термоизолированы.

4. СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ ВОДЯНОГО ПАРА

110. При измерении расхода пара должно быть обеспечено постоянство и равенство уровней конденсата в обеих соединительных линиях.

Это достигается установкой в непосредственной близости от сужающего устройства уравнительных (конденсационных) сосудов, которые вместе с участками соединительных линий между сосудами и дифманометром заполняются конденсатом (водой).

Оба сосуда, а также боковые отверстия в них должны находиться на одной высоте; для вертикальных и наклонных трубопроводов боковые отверстия в сосудах должны располагаться в плоскости верхнего отверстия для отбора давления в сужающем устройстве.

Трубки, соединяющие сужающее устройство с сосудами, на участках вблизи сосудов должны располагаться горизонтально и на одном уровне. Эти трубки должны быть термоизолированы.

111. Уравнительные сосуды должны иметь такие размеры, чтобы можно было пренебречь дополнительной погрешностью дифманометра, возникающей из-за разности уровней конденсата в сосудах при резком изменении расхода.

Площадь F поперечного сечения сосуда для поплавковых, кольцевых и сильфонных дифманометров должна удовлетворять следующему условию:

(102)

где ρ_В, ρ_П—плотность воды и пара при температуре насыщения, соответствующей рабочему давлению в трубопроводе, кг/м³;

ΔРн— в кгс/м².

Значения V— см. п. 49.

112. Дифманометр следует располагать ниже сужающего устройства (рис. 26).

При Р>2 кгс/см² допускается установка дифманометра выше сужающего устройства по схеме рис. 27 (данная схема применима также при расположении дифманометра ниже сужающего устройства на расстоянии не более 1,5 м ).

Схема, приведенная на рис. 28, допустима при Р ≤ 2 кгс/см² и расстоянии между трубопроводом и сосудами не более 4 м. При этом трубки, соединяющие сужающее устройство с сосудами, должны иметь внутренний диаметр не менее 25 мм. Указанные трубки, а также сосуды должны быть заключены в термоизоляцию.

Для надежной работы прибора у каждого сосуда следует предусмотреть вторую трубку для спуска конденсата в трубопровод.

5. РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СОСУДЫ

113. Передача давления к дифманометру через разделительную жидкость, заливаемую в дифманометр и в участки соединительных линий между разделительными сосудами и дифманометром (рис. 29—34), производится в тех случаях, когда свойства измеряемой среды или условия эксплуатации не позволяют осуществить непосредственное подключение дифманометра к сужающему устройству.

Разделительные, сосуды должны располагаться максимально близко к сужающему устройству.

Уровни жидкости в разделительных сосудах должны быть одинаковыми при нулевом перепаде давления.

Разделительная жидкость должна подбираться таким образом, чтобы она химически не взаимодействовала ни с измеряемой средой, ни с уравновешивающей жидкостью, не смешивалась с ними, а также не давала отложений и не воздействовала на материал соединительных линий, разделительных сосудов и внутренней полости дифманометра.

Плотность разделительной жидкости должна быть меньше плотности уравновешивающей жидкости дифманометра. В качестве разделительных жидкостей обычно применяют воду, легкие минеральные масла, глицерин, водо-глицериновые смеси, этиленгликоль, водо-этиленгликолевые смеси, дибутилфталат, этиловый спирт, спирто-глицериновые смеси. Свойства некоторых разделительных жидкостей указаны в табл. 6. Плотность воды дана в приложении 2.

В зависимости от соотношения плотностей измеряемой среды и разделительной жидкости первая из них подводится либо в верхнюю, либо в нижнюю часть разделительного сосуда.

Таблица 6

Свойства разделительных жидкостей (ориентировочные данные)

114. Введение разделительных сосудов в соединительные линии влияет таким образом, что перепад давления в сужающем устройстве всегда оказывается больше разности давлений в дифманометре.

Влиянием вертикальных разделительных сосудов на показания прибора можно пренебречь при условии, если удовлетворяются неравенства:

а) для поплавковых дифманометров

(103)

где Dп и .Dсм — внутренний диаметр соответственно поплавкового и сменного сосуда дифманометра, мм;

б) для кольцевых дифманометров

(104)

где S — площадь радиального сечения кольцевой трубки, мм";

в) для сильфонных дифманометров (без силовой компенсации)

(105)

где Dс — эффективный диаметр сильфона, мм;

l — ход сильфона, соответствующий верхнему пределу измерений прибора, мм;

ΔP_Н — в кгс/м².

При измерении расхода жидкости вместо ρ'_С следует подставлять ρ_С.

Знак перед скобкой под корнем в указанных выше неравенствах принимается таким, чтобы числитель дроби получился положительным.

Диаметр сменного сосуда поплавковых дифманометров в прямоугольном корпусе с магнитной муфтой I и в круглом корпусе II определяется по табл 7; диаметр поплавкового сосуда D_П равен соответственно 78 и 77 мм.

Для мембранных дифманометров, а также сильфонных дифманометров с силовой компенсацией, влияние разделительных сосудов пренебрежимо мало.

VI. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

115. Измерения расхода, как это следует из уравнений (47), (48), (57) и (59), являются косвенными измерениями.

Правые части упомянутых уравнений содержат две категории величин.

К первой категории относятся величины, найденные путем обработки большого числа опытных данных, ко второй — величины, измеряемые, как правило, однократно.

Первая категория представлена величинами α, ε и К. Для величин этой группы известны средние квадратичные и предельные погрешности. Для этих величин справедлив закон сложения средних погрешностей.

Ко второй категории относятся величины (d, P, T, ΔP, ρ, φ. Для них известны только максимальные погрешности однократного измерения.

Величины Рн, Тн, ρ_Н, k_t , находимые по справочным данным также следует отнести ко второй категории, так как для них можно установить только максимальные погрешности.

Указанное деление величин на две группы не позволяет воспользоваться для оценки точности измеренного расхода законом сложения средних погрешностей в строгом его понимании. В этом случае приходится предельную погрешность, рассматриваемую как удвоенную среднюю квадратичную погрешность ряда измерений, принимать равной (при доверительной вероятности 95%) максимальной погрешности однократного измерения.

Принятое допущение позволяет применить закон сложения средних погрешностей для оценки погрешности измерения расхода.

116. Средняя квадратичная погрешность измерения расхода σ'_Q, отнесенная к верхнему пределу измерений дифманометра, равна

(106)

где σ_Q — средняя квадратичная относительная погрешность измерения расхода, %;

Q' — измеряемый расход, выраженный в долях верхнего предела измерений дифманометра (Q/Q_П) .

117. Предельная относительная погрешность измерения расхода δ_Q равна:

(107)

где δ_L — погрешность, вызванная влиянием уменьшенной длины прямого участка трубопровода перед сужающим устройством или за ним в соответствии с п. 91.

3. ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ПОКАЗЫВАЮЩИМ ДИФМАНОМЕТРОМ

118. Средняя квадратичная относительная погрешность измерения расхода показывающим дифманометром определяется по формуле

(108)

Здесь опущено слагаемое 4 ввиду его малости (при принятых допусках на d) в сравнении с остальными слагаемыми.

119. Средняя квадратичная относительная погрешность коэффициента расхода равна

(109)

Значения для диафрагм приведены на рис. 35, 37 и 39, значения и для сопел и сопел Вентури — на рис. 36 и 38. Указанная на рис. 35 и 36 величина Re гр (граничное число Рейнольдса) определяется по рис. 40. При этом число Rе, которое сравнивается с Re гр , подсчитывается для расхода, равного Q ср.

Величина учитывает неточность поправки на влияние числа Рейнольдса или погрешность от пренебрежения этой поправкой (см. пп. 133—н, 134—n и 135 — р).

Величина учитывает ошибку определения исходного коэффициента расхода, обусловленную отклонением действительного диаметра трубопровода от номинального (в пределах, предусмотренных п. 81), и равна:

(110)

Рис. 35. Средняя квадратичная погрешность исходного коэффициента расхода диафрагм

.Рис. 36. Средняя квадратичная погрешность исходного коэффициента расхода сопел и сопел Вентури

Рис. 37. Средняя квадратичная погрешность поправочного множителя на шероховатость для диафрагм

120. Средняя квадратичная относительная погрешность поправочного множителя на расширение измеряемой среды вычисляется по формуле

(111)

где —средняя квадратичная погрешность значения ε_СР, найденного согласно пп. 35—37;

σ'_ε— средняя квадратичная погрешность, обусловленная отклонением действительного значения ε от ε_СР.

Рис. 38. Средняя квадратичная погрешность поправочного множителя на шероховатость для сопел и сопел Вентури

Рис. 39. Средняя квадратичная погрешность поправочного множителя на неостроту входной кромки диафрагмы

Погрешность величины σ_СР равна:

(112)

где n — коэффициент, равный 1 для сопел, 2 для диафрагм при; m≤0,56 и 4 для диафрагм при m›0,56;

ΔP/P - см. п. 36.

Величина σ'_ε подсчитывается по формуле

(113)

где ε соответствует ΔP/P и определяется согласно п. 35.

121. Если принять, что погрешность значения перепада давления в сужающем устройстве может быть приравнена погрешности измерения разности давлений в дифманометре, то

(114)

Рис. 40. Граничное число Рейнольдса:

а — диафрагмы; б — сопла и сопла Вентури

где Q' — расход, выраженный в долях верхнего предела измерений дифманометра (Q/Q_П);

S_Q — класс точности (по расходу) дифманометра.

122. Средняя квадратичная относительная погрешность значения плотности жидкости, подсчитанной согласно п. 26, равна:

(116)

г де Δρ₂₀, Δβ и Δt — максимальные абсолютные погрешности величин ρ₂₀ , β, t.

Величины находятся на основании числа значащих цифр в табличных значениях ρ₂₀ и β и равны 1/2 единицы разряда последней значащей цифры соответствующего табличного значения.

Величина Δt зависит от точности примененного термометра и условий измерения.

123. Средняя квадратичная относительная погрешность значения плотности газа, подсчитанной согласно п. 28, составляет:

(116)

причем

(117)

(118)

(119)

где ΔP_б — максимальная абсолютная погрешность показания барометра, кгс/ом²;

Р_М — верхний предел измерений манометра, кгс/см²;

S_M — класс точности манометра;

Δt — см. п. 122;

Δρ_Н — максимальная абсолютная погрешность величины ρ_Н, равная 1/2 единицы разряда последней значащей цифры в табличном значении, ρ_Н.

Погрешность σ_К зависит от метода определения коэффициента сжимаемости.

При определении коэффициента сжимаемости согласно п. 30 σ_К=2%.

Примечание. Приведенные выше формулы не учитывают ошибок, связанных с колебаниями Р и Т в процессе измерения расхода.

124. Если плотность измеряемой среды определяется по таблицам в зависимости от давления и температуры, то

(120)

где δ_ρ — максимальная относительная погрешность табличного значения плотности, % (половина единицы разряда последней значащей цифры, разделенная на значение плотности и умноженная на 100);

Для значений плотности перегретого водяного пара σ_ρ = 0,2% (см. приложение 3).

3. ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ВЕЩЕСТВА САМОПИШУЩИМ ДИФМАНОМЕТРОМ

125. Средняя квадратичная относительная погрешность измерения количества протекающего вещества при применении самопишущего дифманометра составляет:

(121)

где —средняя квадратичная погрешность хода диаграммы, %;.

—средняя квадратичная погрешность планиметра, %.

Значения определяются, как указано в пп. 118—124.

Величина определяется согласно п. 121, причем значение Q равно частному от деления количества израсходованного вещества, найденного с помощью планиметра, на соответствующий промежуток времени. Величина

(122)

где Δτ— допустимая погрешность хода диаграммы за 24 ч (3 мин для приборов с часовым приводом и 5 мин для приборов с пневматическим или электрическим приводом). Величина σ_П определяется по формуле

(123)

где δп—допустимая относительная погрешность планиметра в %, (зависит от конструкции планиметра).