Расход жидкости и газа

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

РАСХОД ЖИДКОСТИ И ГАЗА

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПО СКОРОСТИ

В ОДНОЙ ТОЧКЕ СЕЧЕНИЯ ТРУБЫ

ГОСТ 8.361-79

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва
РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по делам стро­ительства

ИСПОЛНИТЕЛИ

П. В. Лобачев, канд. техн, наук (руководитель темы); А. А. Ласточкин
ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по делам строитель­ства
Член Госстроя СССР В. Е. Зубков
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государст­венного комитета СССР по стандартам от 2 августа 1979 г. № 2929

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Государственная система обеспечения
единства измерений

РАСХОД ЖИДКОСТИ И ГАЗА

Методика выполнения измерений по скорости
в одной точке сечения трубы
State system for ensuring the uniformity of measurements. Technique of measuring by the velocity at a single point of a pipe cross-se<
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 2 августа 1979 г. № 2929 срок введения установлен
с 01.07 1980 г.
Настоящий стандарт устанавливает метод измерений объемно­го расхода жидкости и газа по скорости в одной точке попереч­ного сечения напорных цилиндрических труб диаметром не ме­нее 300 мм.
Стандарт не распространяется на измерения расхода нефти, кристаллизирующихся и криогенных жидкостей.

1. УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

Й ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗМЕРЯЕМОЙ СРЕДЫ

1.1. При выполнении измерений должны быть соблюдены сле­дующие условия:
поток в трубопроводе должен быть сформировавшимся и тур­булентным, а движение — установившимся;
площадь измерительного сечения в течение всего периода из­мерений должна оставаться постоянной;
на стенках трубы не должно быть отложений и наростов из­меряемой среды или продуктов коррозии.
1.2. Измеряемая среда должна быть однофазной или по сво­им физическим свойствам близка к однофазной.
1.3. При измерении расхода газа число Маха не должно пре­вышать 0,25.

© Издательство стандартов, 1979

2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ

2.1. Метод измерения расхода жидкости и газа по скорости по­тока в одной точке поперечного сечения основан на закономерно­стях турбулентного течения в трубах, согласно которым скорость потока в определенной точке сечения трубы пропорциональна средней скорости в данном сечении.
2.2. При определении расхода данным методом необходимо из- „мерить первичным преобразователем местную скорость в одной точке поперечного сечения трубы и площадь данного-измери- тельного сечения. Расход Q, м3/с, определяют по формуле'
Q=K^co,
где Kv — отношение средней скорости потока в данном сече-
нии к скорости потока в точке измерения;
V — местная скорость потока, м/с;
а) — площадь поперечного сечения трубы, м2.
Примечание. Для увеличения надежности допускается устанавливать несколько первичных преобразователей в одном сечении.
2.3. Местную скорость потока измеряют в точках, где она рав­на средней скорости в данном сечении ( в точках средней скоро­сти) или на оси трубы.
Точки средней скорости при развитом турбулентном течении из­меряемой среды расположены на .расстоянии (0,242±0,013)г . от внутренней поверхности стенки трубы, где г — внутренний радиус трубы в измерительном сечении.
2.4. Коэффициент Kv при измерении в точках средней скоро­сти остается постоянным и равным единице во всем диапазоне турбулентного теченйя. При измерении скорости потока на оси трубы коэффициент остается постоянным только в автомо­дельной области турбулентного режима течения (см. справочное приложение 1).
При измерении скорости потока на оси трубы значение коэф­фициента Kv зависит от гидравлических характеристик'труб (ше­роховатости поверхности, числа Рейнольдса Re) и его необходимо предварительно определять экспериментально для каждого из­мерительного сечения. .
Примечание. При достоверно известном значении коэффициента гид­равлического трения X коэффициент Kv допускается принимать по табл. 1.
Таблица 1
X _
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
Kv
0,875
0,84
0,80
0,77
0,74
0,713
2.5. Для измерения расхода жидкости и газа необходимо на­личие прямого участка трубопровода, обеспечивающего симмет­ричное установившееся распределение скоростей потока, соответ­ствующее развитому турбулентному течению в трубе. Значение коэффициента гидравлического трения Л трубопровода не дол­жно превышать 0,06. При измерении скорости на оси трубы режим течения должен соответствовать автомодельной области турбулен­тного течения.
Режим течения определяют в зависимости от значений числа Re и коэффициента Л по графику, приведенному в справочном при­ложении 1.

3. ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДСТВАМ ИЗМЕРЕНИЙ СКОРОСТИ ПОТОКА

И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВАМ, НЕОБХОДИМЫМ ДЛЯ ИХ УСТАНОВКИ

3.1. Для измерения скорости потока применяют первичный преобразователь. Первичным преобразователем скорости может служить устройство, преобразующее местную скорость потока в сигнал, удобный для Передачи, обработки и регистрации. В каче­стве первичных преобразователей скорости используют напорные трубки, специальные тахометрические преобразователи, термо­анемометры, термогидрометры, электромагнитные преобразова­тели скорости и т. п. Первичный преобразователь выбирают в за­висимости от диаметра трубы, значения местной скорости потока, диапазона измерений, избыточного давления и свойств измеряе­мой среды (плотности, агрессивности, наличия твердых включе­ний и т. п.). '
Примеры выполнения наиболее распространенных первичных преобразователей — напорных трубок, приведены в справочном приложении 2.
3.2. Предел допускаемой погрешности измерения скорости по­тока первичным преобразователем не должен превышать ±3%.
3.3. Отношение максимального размера поперечного сечения первичного преобразователя скорости к диаметру трубы не дол­жно превышать 0,06. Показания первичного преобразователя ско­рости, расположенного в точке средней скорости, не должны за­висеть от поперечного градиента скорости. Для напорных трубок,, загнутых навстречу потоку, показания не зависят от градиента скорости потока, если отношение диаметра трубки к диаметру трубы не превышает 0,02.
3.4. Первичный преобразователь скорости устанавливают кйк до начала эксплуатации трубопровода, так и во время эксплуа­тации без прекращения подачи по нему измеряемой среды.
3.5. Устройство для ввода первичного преобразователя скоро­сти должно обеспечивать возможность определения расстояния от стенки трубы до оси первичного преобразователя. Схемы уст­
3.6. ройств для установки первичных преобразователей скорости при­ведены в справочном приложении 3.
3.7. Расстояние от стенки трубы до первичного преобразовате­ля принимают равным 0,242г или г.
Это расстояние контролируют непосредственным измерением или при помощи устройства ввода первичного преобразователя (см. справочное приложение 3). Погрешность определения рас­стояния от внутренней поверхности стенки трубы до первичного преобразователя не должна превышать 0,005 внутреннего диамет­ра трубы.
3.8. Устройства для установки первичного преобразователя скорости должны обеспечивать устойчивость штанги. Уровень ви­брации штанги не должен превышать допускаемый для принятого первичного преобразователя во всем диапазоне измеряемых ско­ростей.

4. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ

4.1. Измерительное сечение выбирают на прямом участке тру­бы, длина которого перед измерительным сечением должна быть возможно большей, НО/ в зависимости от расположенных перед ним местных сопротивлений, не менее значений, указанных в табл. 2.
Таблица 2
Длина участка, выраженная в диаметрах
трубы, при измерении
Колено или тройник
Два или более колен в одной плоскости
Два или более колен в разных плоскостях
Конфузор
Диффузор
Полностью открытый клапан
Полностью открытая задвижка
Расстояние от измерительного сечения до конца прямого уча­стка в любом случае должно быть больше или равным 5 диамет­рам трубы.
4.2. Площадь измерительного сечения определяют по среднему арифметическому значению четырех диаметров, равномерно рас­положенных в сечении. Измерения необходимо проводить микро­метрическим нутромером по ГОСТ 10—75.
4.3. При невозможности непосредственного измерения внутрен­него диаметра трубы допускается определять площадь измери­тельного сечения измерением наружного периметра и толщины стенки трубы. Наружная поверхность трубы должна быть тща­тельно защищена и не иметь вмятин и выступов. Измерения не­обходимо проводить металлической рулеткой по ГОСТ 7502—69. Толщину стенки измеряют индикаторным толщиномером по ГОСТ 11358—74, штангенциркулем по ГОСТ 166—73 или ультразвуко­вым толщиномером.
f

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА

5.1. При установке первичного преобразователя в точке сред­ней скорости погрешность измерения расхода складывается из погрешности измерения местной скорости, погрешности определе­ния площади измерительного сечения, погрешности установки пер­вичного преобразователя и погрешности относительной координаты точки средней скорости.
Среднее квадратическое отклонение результатов измерений расхода определяют по формуле
V = V(^-)2+(-^У+13,7Х (^У+О.ОООбХ' ’
где gv — среднее квадратическое отклонение результатов изме­рений местной скорости, м/с;
аи — среднее квадратическое отклонение результатов опре­деления площади измерительного сечения, м2;
X — коэффициент гидравлического трения;
•г — радиус трубы в измерительном сечении, м;
(Ту — среднее квадратическое отклонение координаты уста­новки первичного преобразователя скорости, м.
5.2. Предел допускаемой погрешности измерения расхода с до­верительной вероятностью 0,95 определяют по формуле
гдеор— предел допускаемой погрешности измерения расхода;
Oq — среднее квадратическое отклонение измерений расхода, м3/с.
5.3. При установке первичного преобразователя на оси трубы и экспериментальном определении отношения скорости на оси тру­бы к средней скорости среднее квадратическое отклонение изме­рений расхода определяют по формуле
5.4.
av \ a<o \ . / <4p \ . / °»max
/ + / + "r
\ t) / \ <o / \ VCp / \ Cmax
где ucp и v шах— средняя й максимальная скорости потока в из­мерительном сечении трубы, получаемые при экспериментальном опре