ГОСТ 8.563.1-97

Группа Т86

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ  


ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

     
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

     
State system for ensuring the uniformity of measurements.
Measurement of liquids and gases flow rate and quantity by differential
pressure method. Orifice plates, nozzles ISA 1932 and Venturi tubes inserted
in circular cross-section filled conduits. Specifications

    ОКСТУ 0008

Дата введения 1999-01-01

     

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Фирмой "Газприборавтоматика" РАО "Газпром", Всероссийским научно-исследовательским институтом расходометрии (ВНИИР) Госстандарта России, Научно-производственным объединением "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева" (НПО "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева") Госстандарта России

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 11-97 от 25 апреля 1997 г.)

За принятие проголосовали

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 11 декабря 1997 г. № 410 межгосударственный стандарт ГОСТ 8.563.1-97 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1999 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 23720-79, ГОСТ 26969-86, РД 50-213-80, МИ 2204-92, МИ 2346-95     

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1 Настоящий стандарт распространяется на измерение расхода и количества жидкостей и газов (далее - среда) методом переменного перепада давления с использованием стандартных сужающих устройств (далее - СУ) в качестве первичных измерительных преобразователей.

1.2 Стандарт распространяется на измерение расхода и количества текучих сред:

- стационарных или медленно изменяющихся во времени;

- скорость которых в отверстии СУ меньше скорости распространения звука в них;

- находящихся в одной фазе;

- турбулентных потоков при числах Рейнольдса от 3,2·10 до 10.

1.3 Стандарт устанавливает требования к геометрическим размерам и условиям применения СУ (диафрагм, сопел ИСА 1932, труб Вентури), установленных в трубопроводах круглого сечения, полностью заполненных средой.

1.4 Стандарт устанавливает требования к параметрам и условиям применения СУ, для которых коэффициенты истечения были определены экспериментально.

1.5 Стандарт соответствует международным стандартам [1], [2], [3], [4].

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.563.2-97 ГСИ. Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления. Методика выполнения измерений с помощью сужающих устройств

ГОСТ 2939-63 Газы. Условия для определения объема

ГОСТ 14249-89 (СТ СЭВ 1040-88, СТ СЭВ 1041-88) Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность

ГОСТ 15528-86 Средства измерений расхода, объема или массы протекающих жидкости и газа. Термины и определения

ГОСТ 24856-81 (СТ СЭВ 1572-79, ИСО 6552-80) Арматура трубопроводная промышленная. Термины и определения

ГОСТ 30319.0-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Общие положения

ГОСТ 30319.1-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение физических свойств природного газа, его компонентов и продуктов его переработки

ГОСТ 30319.2-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение коэффициента сжимаемости

ГОСТ 30319.3-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение физических свойств по уравнению состояния

3 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Термины, используемые в стандарте, соответствуют [4] и ГОСТ 15528.

3.1 Измерения давления и перепада давления

3.1.1 Отверстие для отбора давления - круглое отверстие в стенке измерительного трубопровода (далее - ИТ) или корпуса камеры СУ, служащее для передачи давления к средству измерений. Отверстие для отбора давления располагают на входе СУ (далее - перед СУ) и на выходе СУ (далее - за СУ).

3.1.2 Давление среды в ИТ - давление, измеренное в месте расположения отверстия для отбора давления перед СУ.

3.1.3 Перепад давления на СУ - разность между статическими давлениями среды, измеренными через отверстия для отбора давления перед и за СУ, если они расположены на одной высоте. Если отверстия для отбора давления расположены на разных высотах, то учитывают и статическое давление, обусловленное разностью высот расположения этих отверстий.

3.2 Стандартные сужающие устройства

3.2.1 Отверстие или горловина СУ - круглое отверстие в СУ, имеющее минимальное поперечное сечение, соосное ИТ.

3.2.2 Стандартная диафрагма (далее - диафрагма) - диск с круглым отверстием, имеющий острую прямоугольную входную кромку.

3.2.3 Сопло ИСА 1932 - СУ с круглым отверстием, имеющее на входе плавно сужающийся участок с профилем, образованным двумя сопрягающимися дугами, переходящий в цилиндрический участок на выходе, называемый "горловиной".

3.2.4 Расходомерная труба Вентури (далее - труба Вентури) - СУ с круглым отверстием, имеющее на входе конический сужающийся участок, переходящий в цилиндрический участок, соединенный на выходе с расширяющейся конической частью, называемой "диффузором".

Сопло Вентури - труба Вентури с сужающимся входным участком в виде сопла ИСА 1932.

3.2.5 Относительный диаметр отверстия СУ - отношение диаметра отверстия (или горловины) СУ к внутреннему диаметру ИТ перед СУ при рабочей температуре среды

.                                                                     (3.1)*

_______________

* Перечень и пояснения условных обозначений параметров, используемых в разделе 3, приведены в разделе 4 настоящего стандарта

Относительный диаметр отверстия (или горловины) трубы Вентури - отношение диаметра горловины к диаметру входного цилиндрического участка в сечении, проходящем через оси отверстий для отбора давления перед СУ.

Относительная площадь СУ - относительный диаметр отверстия СУ, возведенный в квадрат.

3.3 Параметры потока

3.3.1 Расход среды (далее - расход) - количество среды, протекающей через отверстие или горловину СУ в единицу времени.

Массовый расход выражают массой среды в единицу времени, объемный расход при рабочих условиях измерений - действительным объемом среды в единицу времени, стандартный объемный расход - приведенным к стандартным условиям в соответствии с требованиями ГОСТ 2939 объемом среды в единицу времени.

3.3.2 Число Рейнольдса характеризует отношение силы инерции к силе вязкости потока

.                        (3.2)

3.3.3 Показатель изоэнтропии (адиабаты) является термодинамической характеристикой потока сжимаемых сред, отображающей термодинамический процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой. Показатель изоэнтропии равен отношению относительного изменения давления к соответствующему относительному изменению плотности при обратимом адиабатическом (изоэнтропическом) процессе.

Для газов и паров вместо показателя изоэнтропии могут быть использованы значения отношений удельных теплоемкостей при постоянных давлении и объеме в случае, если отсутствуют официальные данные о значениях .

3.3.4 Коэффициент истечения - отношение действительного значения расхода жидкости к его теоретическому значению. Экспериментально коэффициент истечения определяют на несжимаемой среде по измеренным значениям и из уравнения

.                                           (3.3)

В общем случае коэффициент истечения зависит от типа СУ (потери энергии на нем), места расположения отверстий для отбора давления, от относительного диаметра отверстия СУ, числа Рейнольдса, неравномерности распределения скоростей по сечению (вызванной местными сопротивлениями и шероховатостью трубопровода), остроты входной кромки (у диафрагм) и т. д.

Для геометрически подобных СУ и при гидродинамическом подобии потоков среды значения одинаковы.

Геометрическое подобие различных СУ характеризуют равенством отношений одних и тех же геометрических размеров СУ к диаметру ИТ.

Гидродинамическое подобие потоков (независимо от рода среды) характеризуют равенством чисел Рейнольдса.

Приведенные в разделах 8, 9 и 10 уравнения для определения коэффициентов истечения представляют собой уравнения аппроксимации экспериментальных данных. Значения , рассчитанные по уравнениям аппроксимации для СУ различных типов, приведены в приложении А (таблицы А.1, А. 13).

3.3.5 Формула (3.3) дает различные значения коэффициентов истечения для несжимаемых и сжимаемых сред.

Коэффициент, учитывающий изоэнтропическое расширение газа за СУ, называют коэффициентом расширения. Экспериментально коэффициент расширения определяют на сжимаемой среде по измеренным значениям и , а также по известному значению из уравнения

.                                           (3.4)

Коэффициент расширения зависит от отношения перепада давления к давлению на входе в СУ, показателя изоэнтропии, типа СУ и относительного диаметра отверстия СУ.

Коэффициент расширения равен единице для несжимаемой среды и меньше единицы для сжимаемой среды

Приведенные в разделах 8, 9 и 10 уравнения, по которым определяют коэффициенты расширения, представляют собой для диафрагм результат аппроксимации экспериментальных данных, а для сопел - результат решения уравнения, выведенного из общего уравнения энергии потока в случае изоэнтропийного процесса.

Рассчитанные по этим уравнениям значения приведены в приложении А (таблицы А.14, А.15).

3.4 Параметры шероховатости

Параметр шероховатости - среднее арифметическое из абсолютных значений расстояний между любой точкой профиля и средней линией в пределах базовой длины. Средняя линия - линия, проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии минимально.

Значения этого параметра могут быть измерены с помощью выпускаемой промышленностью аппаратуры (например, профилометров или образцов шероховатости).

Шероховатость трубопровода при определении ее влияния на коэффициент истечения СУ оценивают по эквивалентной шероховатости . Значения эквивалентной шероховатости определяют из табличных данных (приложение Б, таблица Б.1) или экспериментально (приложение В).

4 ОБОЗНАЧЕНИЯ