Материал: Расходомеры и счетчики количества веществ. Расходомеры переменного перепада давления, расходомеры переменного уровня, тахометрические расходомеры и счетчики

тости трубопровода. Чем больше Rm/D, тем сильнее заостряется профиль скоростей и тем выше значение К ш (больше единицы).

Усопел влияние шероховатости трубы на С и а меньше, чем у диафрагм, а трубы, имеющие D > 300 мм, считаются гидравличес­ ки гладкими, и влиянием шероховатости пренебрегают, как для сопел, так и для диафрагм, и для D > 300 мм множитель Кш = 1. Также и при Re < 1000 или при Кш < 1,0005.

Устандартных диафрагм при d < 125 мм помимо множителя вводят еще множитель Ки (тоже больший единицы) на неизбеж­ ное притупление входной острой кромки. С учетом поправочных множителей К ш и К п имеем для диафрагм произведение СКШКП.

При международной организации по стандартизации (ИСО) существует технический комитет ТК-30, который обобщает ре­ зультаты экспериментальных работ по сужающим устройствам

ирассылает соответствующие рекомендации отдельным странам. Этот же комитет — автор международного стандарта 5167 по сужающим устройствам. В нашей стране на основании рекомен­ даций ТК-30 ИСЮ были изданы последовательно следующие нор­ мы по стандартным сужающим устройствам: Правила № 169 в 1938 г., Правила 27-54 в 1954 г., Правила 28-64 в 1964 г., Прави­ ла РД 50-213-80 в 1982 г. и правила в 1998 г., получившие ранг стандарта ГОСТ 8.563.1,2,3-97 «Измерение расхода и количе­ ства жидкостей и газов методом переменного перепада давле­ ния».

Характерная для стандартных диафрагм и сопел очень малая зависимость С и а при больших числах Re (примерно при Re > 105) обусловила широкую возможность их применения, так как в боль­ шинстве промышленных случаев потоки пара и газа, а также воды и других невязких веществ имеют большие числа Re. Учи­ тывая это, в Правилах № 169, Правилах 27-54 и Правилах 28-64 были составлены таблицы зависимости а от т , а также соответ­ ствующие графики, которые и были положены в основу расчета. Чем меньше т, тем ранее (при меньших числах т) начинается зона допустимого постоянства значений а. Таблицы этих гра­ ничных чисел, обозначенных через Rerp, приведены в упомяну­ тых трех правилах. Для диафрагм Rerp возрастает от 22 000 при т = 0,05 до 24 000 при т = 0,6. Кроме того, в правилах 27-54 и 28-64 разрешен небольшой заход в область чисел Re < Rerp до чисел, обозначаемых как минимально допустимые Remin. Но в области Remin < Re < Rerp вводилась небольшая поправка к чис­ лу Re или в виде множителя кце или в виде слагаемой поправки. Расчеты диафрагм и сопел с помощью указанных правил были очень простыми. Но с развитием ЭВМ потребовались не таблич­ ные, а аналитические зависимости С от Р (или т). Эта задача была решена Штольцем. Ему удалось результаты ранее получен­ ных экспериментальных значений С для стандартных диафрагм дать в виде одной интерполяционной формулы не только для всех допустимых значений Р и чисел Re, охваченных опытами, но

42

даже и для всех методов отбора: углового, фланцевого и радиаль­ ного (трехрадиусного). Эта формула имеет следующий вид:

С = 0,5959 + 0,0312Р2,1 - 0,1840р8 + 0,0029р2*5(106 /R e)0*75 +

где Li = l\/D — отношение расстояния от входного торца диаф­ рагм до оси отверстия для отбора давления р\ к диаметру трубы; 1<2 = ^2/-D — отношение расстояния от выходного торца диафраг­ мы до оси отверстия для отбора давления Р2 к диаметру трубы.

Формула Штольца для углового отбора давлений принимает вид

С = 0,5959 + 0,0312р2,1 - 0Д840Р8 +0,0029р2,5(106 /R e)0’75.

(35)

Стандартные диафрагмы и формулы Штольца имеют следую­ щие границы применения: d > 12,5 мм; 50 < D < 1000 мм. Наи­ меньшее допустимое число Remin зависит от метода отбора давле­ ний, при угловом Remin = 5000 при 0,2 < (3 < 0,45 и Remin = 1000 при Р > 0,45, а при фланцевом и радиальном Remin = 1260 Р2£>.

Допустимые значения (3 при фланцевом и радиальном мето­ дах определяются неравенством 0,2 <Р< 0,75, которое междуна­ родный стандарт 5167 предлагает распространить и на угловой метод, хотя до этого предложения при угловом методе всегда раз­ решалось иметь Р вплоть до 0,8.

Предельная относительная погрешность исходного коэффици­ ента истечения диафрагм 6Q = ±0,6 % при р < 0,6 и 8С ± Р % при Р > 0,6, если погрешности р, Re, D и Rm/D равны 0.

Допустимая относительная шероховатость трубопровода RU1/D для всех методов отбора давлений одинакова и в зависимости от Р выражается следующими значениями:

При большей относительной шероховатости надо умножать С на поправочный множитель Кш. Что касается поправки на при­ тупление входной острой кромки диафрагмы, то в ИСО 5167 нет ответа на этот вопрос. Но притупление кромки неизбежно в про­ цессе изготовления и эксплуатации, и следует либо применять множитель КПуучитывающий реальную степень притупления, либо, что лучше, применять при d < 125 мм износоустойчивое сужаю­ щее устройство — стандартное сопло или же диафрагму с напе­ ред притупленной входной кромкой, называемую износоустойчи­ вой диафрагмой.

Значения С, даваемые формулой Штольца для диафрагм с уг­ ловым методом отбора давлений, отличаются от эксперименталь­ ных данных, приводимых в прежних рекомендациях ИСО и на­ ших правилах, в среднем не более чем на ±0,1 % . Но при боль-

43

СЛ

Т а б л и ц а 2

Сравнение Кп и Кт по РД 50-213—80 и ГОСТ 8.563.1—97 и методические погрешности РД по расходу 6? и коэффициентам Кп и Кш — 6*п и Б*ш

46