РД 153-34.1-11.354-2001

РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ «ЕЭС РОССИИ»

ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И РАЗВИТИЯ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ И ПРИМЕНЕНИЮ СПЕЦИАЛЬНЫХ СУЖАЮЩИХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА МАЗУТА НА ТЭС

УДК 621.311

Дата введения 2002-10-01

Разработано Открытым акционерным обществом «Предприятие по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей «УралОРГРЭС»

Исполнители Т. АМИНДЖАНОВ, П.Ф. ЗАРОДОВ, Т.К. ЗАРИПОВА

Утверждено Департаментом научно-технической политики и развития РАО «ЕЭС России» 12.11.2001г.

Первый заместитель начальника А.П. ЛИВИНСКИЙ

Введено впервые

Срок первой проверки настоящего РД - 2006 г., периодичность проверки - один раз в 5 лет.

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Основной целью разработки «Рекомендаций по расчету и применению специальных сужающих устройств для измерения расхода мазута на ТЭС» (далее - Рекомендации) является создание документа, позволяющего персоналу метрологических служб оперативно производить расчет специальных сужающих устройств (ССУ) по исходным данным, полученным от технологических подразделений, а также их изготовление и поверку (калибровку) в условиях ТЭС.

1.2 Настоящие Рекомендации распространяются на методики выполнения измерений расхода мазута с применением ССУ.

1.3 Рекомендации содержат примеры расчетов ССУ, пересчет плотности и вязкости мазута от одной температуры к другой, формы выпускного аттестата и акта ревизии (установки) ССУ, а также рабочие чертежи расходомерных узлов на низкое и высокое давление мазута.

1.4 Рекомендации предназначены для применения:

- персоналом ТЭС при организации внедрения МВИ расхода мазута с применением ССУ;

- персоналом проектных организаций при проектировании схем контроля и управления вновь строящихся и реконструируемых ТЭС.

2 РАСЧЕТ ССУ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕМЕНТОВ РАСХОДОМЕРНЫХ УЗЛОВ

2.1 В соответствии с РД 50.411-83 [5] к ССУ относятся:

- диафрагмы с коническим входом;

- сопла «четверть круга»;

- цилиндрические сопла;

- двойные диафрагмы;

- сегментные диафрагмы;

- износоустойчивые диафрагмы.

2.2 В процессе выполнения расчета ССУ определяются геометрические характеристики, производится проверка правильности выполнения расчетов и определяется погрешность измерения расхода мазута.

2.3 Геометрические характеристики ССУ, кольцевых камер, разделительных сосудов и их установка должны обеспечиваться в соответствии с требованиями РД 50.411-83 [5], ГОСТ 8.563.1-97 [1], ГОСТ 8.563.2-97 [2] и ТУ 25.7439.0018-90.

2.4 Примеры расчета ССУ, выполненные в соответствии с РД 50.411-83 [5], приведены в приложениях А-Е.

2.5 В приложениях Ж и И приведены рабочие чертежи ССУ с угловым способом отбора перепада давления, выполненные на основании расчетов (см. приложения А, Е) для низкого и высокого давления мазута.

2.5.1 Геометрические характеристики для каждого типа ССУ индивидуальны и порядок их определения приведен в РД 50.411-83.

2.5.2 Геометрические характеристики кольцевых камер определяются по ГОСТ 8.563.1.

2.5.3 Выбор фланцевых соединений производится по ГОСТ 12820 в зависимости от параметров мазута. Материал фланцев выбирается по ГОСТ 1050.

2.5.4 Измерительные трубопроводы (патрубки) выбираются по ГОСТ 8732. Материал трубопровода выбирается по ГОСТ 8731.

2.5.5 Крепежные детали - стандартные.

2.6 Проверка правильности выполнения расчета ССУ определяется с допускаемым отклонением ±0,2% верхнего предела измерения расхода.

2.7 Норма погрешности измерений расхода мазута установлена РД 34.11.321-96 [7]. В случае, если погрешность расходомерного устройства превышает нормы погрешности измерений, должна быть проведена реконструкция расходомерного устройства путем: применения других типов ССУ, применения СИ более высокого класса точности, совмещения обоих способов, указанных выше.

2.8 Условные обозначения и расчетные формулы в Рекомендациях соответствуют РД 50.411-83, за исключением расчета поправочных коэффициентов Kт и Kо на изменения диаметров ИТ и ССУ, вызванные отклонением температуры мазута от нормальной. Расчеты Kт и Kо выполнены по ГОСТ 8.563.1-97.

2.9 Измерения температуры и давления мазута должны выполняться в соответствии с требованиями РД 50.411-83, ГОСТ 8.563.1-97 и соответствующих МВИ.

2.10 Плотность и вязкость мазута должны быть определены в соответствии с требованиями ГОСТ 3900-85 [3], ГОСТ 33-82 [4] и РД 34.09.114-92 [14]. Примеры пересчета плотности и вязкости мазута от одной температуры к другой приведены в приложениях К и Л.

2.11 Форма выпускного аттестата (диафрагма с коническим входом) приведена в приложении М.

2.12 Измерение геометрических характеристик ИТ и ССУ, монтажные и демонтажные работы, составление акта ревизии производятся подразделением, эксплуатирующим данное оборудование, совместно с представителями метрологической службы энергопредприятия. Форма акта ревизии (установки) ССУ приведена в приложении Н.

2.13 Поверка (калибровка) ССУ и проверка ИТ производятся в соответствии с требованиями РД 50.411-83, ГОСТ 8.563.1-97.

3 РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА МАЗУТА

3.1 Расчет СКО погрешности измерения расхода мазута (σ) без учета внешних влияющих факторов (ВВФ) (температура окружающей среды, напряжение питания СИ и др.) проводят по формуле (5.2) [5]. Примеры расчета приведены в приложениях А, В-Е.

3.2 Расчет СКО погрешности измерения расхода мазута с учетом ВВФ в условиях эксплуатации проводят по формуле

, (1)

где σα - средняя квадратическая относительная погрешность коэффициента расхода, %, по п.5.2.1 [5];

σε - средняя квадратическая относительная погрешность на расширение измеряемой среды; σε = 0 для мазута;

m - относительная площадь ССУ;

α - коэффициент расхода ССУ по п. 3.2 [5];

- первая производная функции α = f (m), приложение 1 [5];

σd20 - средняя квадратическая относительная погрешность определения диаметра отверстия сужающего устройства, %, по п. 6.1.5 [5];

σD20 - средняя квадратическая относительная погрешность определения диаметра трубопровода, %. по п. 6.1.5 [5];

σρ - средняя квадратическая относительная погрешность определения плотности, %, по п. 5.2.5 [5];

средняя квадратическая относительная погрешность измерения перепада давления на ССУ, %, по п. 3.3 [5];

σоп - средняя квадратическая относительная погрешность оператора при планиметрировании диаграмм, 1,1% [9];

σрс - средняя квадратическая относительная погрешность, вносимая разделительными сосудами, % [8]; (для датчиков типа ДМ σрс = 0,014%, для датчиков типа САПФИР σрс = 0%, следовательно принимаем σрс = 0);

- сумма квадратов средних квадратических относительных дополнительных погрешностей измерений, вызванных изменением влияющих величин (температуры, напряжения питания и др.), % [6]. Пример расчета с учетом дополнительных погрешностей приведен в приложении Б.

3.3 Средняя квадратическая относительная погрешность измерения перепада давления на ССУ исходя из п. 5.2.3 (формула 5.13) [5]:

, (2)

где δПИП, δБКИ, δРП - класс точности составляющих (первичный измерительный преобразователь, блок корнеизвлечения, регистрирующий прибор) комплекта расходомерного устройства, %;

δПЛ, δХД - приведенные погрешности планиметра и хода диаграммы РП, %.

3.4 Предельная относительная погрешность измерения расхода мазута при доверительной вероятности Р = 0,95 определяется по формуле

δQ =20σQ. (3)

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

ПРИМЕР РАСЧЕТА ДИАФРАГМЫ С КОНИЧЕСКИМ ВХОДОМ

1. Исходные данные:

- измеряемая среда - мазут марки М-100;

- наибольший измеряемый объемный расход Qмакс = 21000 кг/ч = 5,8333 кг/с;

- наименьший измеряемый объемный расход Qмин = 7000 кг/ч = 1,9444 кг/с;

- температура измеряемой среды t = 85°С = 358,15 К;

- избыточное давление перед СУ pи = 14 кгс/см2 = 1372931 Па;

- барометрическое давление pб = 753,1 мм рт. ст. = 100404,8 Па;

- номинальный перепад давления ΔpН = 2500 кгс/м2 = 24516,6 Па;

- плотность при t = 20°С ρ20 = 0,962 г/см3 = 962 кг/м3.

Плотность измеряется ареометрами типа АН, воспроизводимость результатов испытаний по ГОСТ 3900-85 [3] не превышает 0,0015 г/см3;

- кинематическая вязкость при t = 80°С ν80 = 9,7 ВУ = 72,0 мм2/с.

Вязкость измеряется вискозиметром ВУ, воспроизводимость по ГОСТ 6258 не превышает 0,5%;

- внутренний диаметр трубопровода D20 = 82 мм = 0,082 м;

- материал СУ - сталь 12X18Н9Т;

- материал трубопровода - сталь 20;

- длина прямого участка трубопровода до СУ (одно колено) - 5,2 м;

- длина прямого участка трубопровода после СУ (одно колено) - 3,9 м.

2. Определить геометрические характеристики диафрагмы с коническим входом и среднюю квадратическую относительную погрешность измерения массового расхода.

Расчет приведен в таблице А.1. В графе 2 таблицы указаны номера пунктов, формул, таблиц, приложений по РД 50-411-83 [5]. Обозначенные * соответствуют ГОСТ 8.563.1(2)-97, настоящим Рекомендациям и другим НД. Некоторые пояснения к расчету приведены в приложении П Рекомендаций.

Рабочие чертежи специального сужающего устройства, выполненные в соответствии с расчетом, РД 50-411-83. ГОСТ 8.563.1(2)-97 и другими НД, приведены в приложении Ж Рекомендаций.

Таблица A.1

Определяемая величина		Номера пунктов, формул, приложений	Расчет	Результат
1		2	3	4
Определение недостающих для расчета данных
1. Абсолютное давление потока мазута ра		п. 4.1.1	1372931 + 100404,80	1473335,80 Па
2.Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода Kт		ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формулы (В.2), (В.5)	1+10-6·(11,1+10-3·85·7,7-10-6·852·3,42)·(120-20)	1,0007624
3. Внутренний диаметр трубопровода D при температуре t		ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формула (В.2)	0,082·1,0007624	0,0820625 м
4. Плотность мазута в рабочих условиях ρ		Приложение К*, таблица К.1 Рекомендаций	При = 0,962 γ = 0,000554, тогда = 0,962 - 0,000554·(50 - 20)	0,9454 г/см3
			При ρ = 0,9454 γ = 0,000581, тогда = 0,9454 - 0,000581·(80 - 50)	0,9280 г/см3
			При ρ = 0,9280 γ = 0,000607, тогда = 0,9280 - 0,000607·(85 - 80)	0,92492 г/см3 924,92 кг/м3
5. Кинемати-ческая вязкость мазута в рабочих условиях ν		Приложение Л*, рисунок Л.1 Рекомендаций	ν85	57 мм2/с = = 0,000057 м2/с
Выбор типа и разновидности дифференциального манометра
6. Тип и разновидность дифференциального манометра		П. 9.2.3	Дифференциальный манометр типа ДМ 3583 М	Класс точности 1,5
6. Тип и разновидность дифференциального манометра			Вторичный прибор КСД 2	Класс точности 1,0;
				погрешность записи ±1,0%;
				погрешность хода диаграммы +0,5%
7. Тип и разновидность термометра			Мост автоматический уравновешенный КСМ2, предел измерения 150°С	Класс точности 1,0
7. Тип и разновидность термометра			Термопреобразователь сопротивления гр. 23	Погрешность записи ±1,0%; допускаемое отклонение от номинального для класса С = 0,2 по ГОСТ 6651
8. Тип и разновидность:
манометра			Вторичный прибор КСД 2	Класс точности 1,5; погрешность записи ±0,5%
			Манометр типа МЭД	Класс точности 1,5;
барометра			МД-49-А, диапазон измерений от 610 до 790 мм рт. ст.	Максимальная абсолютная погрешность 1 мм рт. ст. = = 1,3595·10-3 кгс/см2
9. Верхний предел измерений дифференциального манометра Qмп		П. 9.2.3	По ГОСТ 18140	25000 кг/ч = = 6,9444 кг/с
Определение предельного номинального перепада давления, приближенного значения модуля
10. Допустимая потеря давления pПД		П. 9.2.4.1	Не задана, следовательно, условие формулы (9.7) не выполняется
11. Вспомога-тельная величина С		Формула (9.5)		30,5276
12. Предельный номинальный перепад давления		П. 9.2.4	По ГОСТ 18140-84, раздел 1	0,25 кгс/см2 = = 24516,6 Па
13. Вспомога-тельная величина mα		Формула (9.6), приложение 2		0,1950
14. Приближенное значение модуля m		Приложение 2, стр. 41	1,3658·0,1950 - 0,2912·0,19502 - 2,2345·0,19503	0,2369
15. Относительная потеря давления П		Рисунок 11	Не определяется
Проверка выполнения условия п. 9.2.5
16. Число Рейнольдса при Qмакс, Reмакс		Формула (4.12)		20042
17. Число Рейнольдса при Qмин, Reмин		Формула (4.12)		6681
18. Граничные значения числа Рейнольдса в зависимости от относительной площади m и типа СУ:
Reмин гр		Формула (3.1), таблица 3		240
Reмакс гр		Формула (3.1), таблица 3		50000 20042 < 50000; 6681 > 240 – условие выполнено, расчет можно продолжить
Проверка выполнения условия п. 8.4
19. Необходимая минимальная длина прямого участка трубопровода:		П. 8.4, таблица 7, П. 9.3.7
до СУ L1			L1 = 14D = 14·0,08	1,15 м 1,2 м < 2,0 м
после СУ L2			L2 = 6D = 6·0,08	0,49м 0,5 м < 3,9 м – условие выполнено, расчет можно продолжить
20. Наибольший перепад давлений в СУ, соответствую-щий Qп, Δpмакс		П. 4.2, формула (4.2)		0,25 кгс/см2 24516,6 Па
Проверка выполнения условий п. 1.6
21. Отношение перепада давлений к абсолютному давлению на входе СУ, для воздуха x = 1,4		П. 1.6, формула (1.4). Приложение П* Рекомендаций		0,017

			F0 = 2,068·exp(-924,92/500) - 0,259	0,066
				0,098
				-0,320
				-0,7213
		Формула (1.5)		0,2326
		Формула (1.4)	1 - 0,2326	0,767 Так как 0,017 < 0,767, расчет продолжаем
Определение вспомогатель-ной величины mα, искомого значения модуля и геометрических характеристик диафрагмы
22. Вспомога-тельная величина mα		Формула (9.13)		0,1950
23. Искомое значение модуля m для 0,07<mα<0,2081		Приложение 2, стр. 41	1,3658·0,1950 - 0,2912·0,19502 - 2,2345·0,19503	0,2369
24. Поправочный множитель K0 на тепловое расширение материала СУ		ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формулы (В.4), (В.5)	1+10-6·(15,6 + 10-3·85·8,3-10-6·852·6,5)·(85-20)	1,0010568
25. Диаметр отверстия диафрагмы d20 при температуре t = 20°С		Формула (9.12)		0,03990 м
Отклонение диаметра Δd20		Формула (6.1)		±0,0000798 м = = ±0,0798 мм
26. Диаметр отверстия СУ при рабочей температуре d		ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формула (В.4)	0,03990 · 1,0010568	0,039942 м = = 39,942 мм
Определение геометрических характеристик
27. Длина цилиндрической части «e» отверстия составляет 0,021d независимо от значения m		П. 6.2.3, рисунок 4	0,021 · 39,942	0,84 мм доп. не > ±0,04 мм
28. Глубина скоса J, допускаемое отклонение		П. 6.2.4, таблица 5	m0,5 = 0,4867; = 9,337; J =	4,278 мм доп. ±0,170 мм
29. Угол входа F, допускаемое отклонение 0,03·F		П. 6.2.4, таблица 5	F = 32,59°	32,59° доп. ±0,98°
30. Общая толщина диафрагмы Е		П. 6.2.5	0,84 + 4,278 < Е < 0,1 · 82,06 5,11 < Е < 8,21	Принимаем 7,0 мм доп. ±0,1 мм
Проверка правильности выполнения расчета
31.Коэффициент расхода α		П. 3.2	0,73095 + 0,2726 · 0,2369 - 0,7138 · 0,23692 + + 5,0623 · 0,23693	0,82278
32. Расход, со-ответствующий наибольшему перепаду давления Δpмакс, ε = 1, Qм		Формула (2.1), где пd2/4		6,9427 кг/с
33. Отклонение ΔQ		П. 9.2.14		0,026% 0,03% < 0,20%. Отклонение ΔQ от Qмакс менее 0,2%, следовательно, расчет выполнен правильно
Средняя квадратическая относительная погрешность измерения расхода σQ
34. Погрешность коэффициента расхода для диафрагм с коническим входом σα		П. 5.2.1	σα = 1,0 - для диафрагм с коническим входом	1,0%
35. Погрешность поправочного множителя на расширение измеряемой среды σε		Формула (5.5)	7,5 · (1 - 1)	0
36. Отношение		П. 5.2, приложение 1	Для диафрагмы с коническим входом 0,27 - 1,43 · 0,2369 + 15,19 · 0,23692	0,784
37. Погрешность σd20		П. 6.1.5	В зависимости от требований к погрешности измерения расхода выбираем в пределах от 0,05 до 0,3%	0,1%
38. Погрешность σD20		П. 8.3	То же	0,1%
39. Погрешность определения плотности σρ		Формула (5.20)		0,09%
где - максимальная абсолютная погрешность измерений плотности при t = 20°С, ρ20=0,962 г/см3 = = 962 кг/м3			Исходные данные	0,0015 г/см3 = = 1,5 кг/м3
	Δt – максимальная абсолютная погрешность измерений температуры мазута	Приложение П* Рекомендаций	Зависит от погрешности записи регистрирующего термометра (1%) и погрешности термопреобразователя сопротивления - 1,1°С.	1,8°С
			Диапазон измерения 0-120°С
			Δрег = 1,2°С. Δк = 1,1·(1,12 + 1,22)0,5 = 1,8°С
	Δβ – максимальная абсолютная погрешность измерений коэффициента объемного теплового расширения мазута β = 0,000554 для ρ20 = 962 кг/м3	Приложение П* Рекомендаций	Половина единицы разряда последней значащей цифры β	0,0000005
	40. Погрешность измерения перепада давления для Q100 = Qмакс	Формула (5.12). Формула (2)* Рекомендаций		1,11%
	41. Средняя квадратическая погрешность измерений массового расхода σQ100	Формула (5.2). Формула (1)* Рекомендаций		1,84%
	42. Предельная относительная погрешность измерений расхода 5дюо	Формула (5.1). Формула (3)* Рекомендаций	2·1,84	3,68%

Расчет выполнил __________________ _________________________________

(подпись) (инициалы, фамилия)

Заключение:

Диаметр отверстия диафрагмы соответствует заданным параметрам.

Калибровщик __________________ ______________________ ____________

(подпись) (инициалы, фамилия) (дата)

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(справочное)

ПРИМЕР РАСЧЕТА СОПЛА «ЧЕТВЕРТЬ КРУГА»

1. Исходные данные:

- измеряемая среда - мазут марки M100;

- наибольший измеряемый массовый расход Qмакс = 28000 кг/ч = 7,7778 кг/с;

- наименьший измеряемый массовый расход Qмин = 9600 кг/ч = 2,6667 кг/с;

- температура измеряемой среды t = 130°С = 403,15 К;

- избыточное давление перед СУ pи = 35 кгс/см2 = 3432327,5 Па;

- барометрическое давление pб = 760 мм рт. ст. = 101324,7 Па;

- внутренний диаметр трубопровода D20 = 100 мм = 0,1м;

- перепад давления Δp = 2500 кгс/м2 = 24516,6 Па;

- плотность при t = 20°С ρ20 = 0,945 г/см3 = 945 кг/м3.

Плотность измеряется пикнометром ПЖ2, воспроизводимость результатов испытаний по ГОСТ 3900-85 [3] не превышает 0,0024 г/см3;

- кинематическая вязкость при t = 80°С ν80 = 97 мм2/с = 9,7·10-5 м2/с.

Вязкость измеряется вискозиметром Гепплера, погрешность измерения не превышает 0,5%;

- материал СУ - сталь 12Х18Н9Т;

- материал трубопровода - сталь 20;

- длина прямого участка трубопровода до СУ (одно колено) - 1,6 м;

- длина прямого участка трубопровода после СУ (одно колено) -1,0 м;

- температура окружающего воздуха t = 35°С;

- напряжение питания сети V = 231В.

2. Определить геометрические характеристики сопла «четверть круга»и среднюю квадратическую относительную погрешность измерения массового расхода. Расчет приведен в таблице Б.1. В графе 2 таблицы Б.1 указаны номера пунктов, формул, таблиц, приложений по РД 50-411-83 [5]. Обозначенные * соответствуют ГОСТ 8.563.1(2)-97 [1], [2], настоящим Рекомендациям и другим НД. Некоторые пояснения к расчету приведены в приложении П Рекомендаций.

Таблица Б.1

Определяемая величина	Номера пунктов, формул, приложений	Расчет	Результат
1	2	3	4
Определение недостающих для расчета данных
1. Абсолютное давление потока мазута pа	П. 4.1.1	3432327,5 + 101324,7	3533652 Па
2. Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода Kт	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формулы (В.2), (B.5)	1 + 10-6·(11,1 + 10-3·130·7,7 - 10-6·1302·3,4)× ×(130 - 20)	1,0013248
3. Внутренний диаметр трубопровода D при температуре t	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формула (В.2)	0,1 · 1,0013248	0,10013248 м
4. Плотность мазута в рабочих условиях ρ	Приложение К*, таблица К.1 Рекомендаций	При ρ = 0,9450 γ = 0,000581, тогда = 0,9450 - 0,000581 · (50 - 20)	0,9276 г/см3
		При ρ = 0,9276 γ = 0,000607, тогда = 0,9276 - 0,000607 · (80 - 50)	0,9094 г/см3
		При ρ = 0,9094 γ = 0,000633, тогда = 0,9094 - 0,000633 · (110 - 80)	0,8904 г/см3
		При ρ = 0,8904 γ = 0,000647, тогда = 0,8904 - 0,000647 · (130 - 110)	0,8775 г/см3 (877,5 кг/м3)
5. Кинемати-ческая вязкость мазута в рабочих условиях ν	Приложение Л*, рисунок JI.1 Рекомендаций	ν130	15,8мм2/с = = 1,58·10-5 м2/с
Выбор типа и разновидности дифференциального манометра
6. Тип и разновидность дифференциального манометра	П. 9.2.3	Преобразователь измерительный «Сапфир»	Класс точности 0,25
		Вторичный прибор КСУ-4	Класс точности 0,5;
			погрешность записи ±0,5%;
			погрешность хода диаграммы ±0,5%
		Блок питания и корнеизвлечения БПК-40	Погрешность ±0,25%
7. Тип и разновидность термометра		Термопреобразователь сопротивления ТСМУ-055 с пределом измерения от 0 до 150°С с унифицированным выходным сигналом от 0 до 5 mА	Погрешность±0,5%
		Вторичный прибор КСУ-4 с пределом измерения от 0 до 150°С	Класс точности 0,5;
			погрешность записи ±0,5%
8. Тип и разновидность:
манометра		Преобразователь измерительный «Сапфир-22ДИ» с пределом измерений 40 кгс/см2	Класс точности 0,5
		Вторичный прибор КСУ-4	Класс точности 0,5;
			погрешность записи ±0,5%
барометра		МД-49-А, диапазон измерений от 610 до 790 мм рт. ст.	Максимальная абсолютная погрешность 1 мм рт. ст. = = 1,3595 · 10-3 кгс/см2
9. Верхний предел измерений дифференциального манометра Qмп	П. 9.2.3	По ГОСТ 18140	32000 кг/ч = = 8,8889 кг/с
Определение приближенного значения модуля
10. Допустимая потеря давления pПД не задана, следовательно, условия формулы (9.7) не выполняются
11. Вспомога-тельная величина С	Формула (9.5)		26,9445
12. Предельный номинальный перепад давлений	П. 9.2.4	По ГОСТ 18140	0,4 кгс/см2 = = 39226,6 Па
13. Вспомога-тельная величина mα	Формула (9.6), приложение 2		0,1721 0,12<0,17<0,49
14. Приближенное значение модуля m	Приложение 2, стр. 41	-0,0111 + 1,5239 · 0,1721 - 1,4744 · 0,17212 + + 0,8919 · 0,17213	0,212 0,10<m<0,50
Проверка выполнения условия п. 9.2.5
15. Число Рейнольдса при Qмакс, Reмакс	Формула (4.12). Приложение П* Рекомендаций		69953
16. Число Рейнольдса при Qмин, Reмин	То же		23984
17. Граничные значения числа Рейнольдса в зависимости от относительной площади m и типа СУ:
Reмакс гр	Формула (3.1), таблица 3		84200
Reмин гр	Формула (3.1), таблица 3		2336 69953 < 84200; 23984 > 2336 - условие выполнено, расчет можно продолжить
Проверка выполнения условия п. 8.4
18. Необходимая минимальная длина прямого участка трубопровода:	П. 8.4, таблица 7, П. 9.3.7
до СУ L1		L1 = 14D = 14 · 0,10013248	1,4 м 1,4 м < 1,6 м
после СУ L2		L2 = 6D = 6 · 0,10013248	0,6 м 0,6 м < 1,0 м -условие выполнено
19. Наиболь-ший перепад давления в СУ, соответствую-щий Qп, Δpмакс	П. 4.2, формула (4.2)		2500 кгс/м2 = = 24516,6 Па
Проверка выполнения условий п. 1.6	П. 1.6, формулы (1.4), (1.5)		0,0069
20. Отношение перепада давлений к абсолютному давлению на входе СУ, для воздуха x = 1,4	Приложение П* Рекомендаций
		F0 = 2,068·exp·(-877,5/500) - 0,259 = = 2,068·e-1,755 - 0,259 = 2,068·0,173 - 0,259	0,099
			0,1196
			-0,4292
			-0,6459
	Формула (1.5)		0,2491
	Формула (1.4)	1 - 0,2491	0,7509.
			Так как 0,0111<0,7509, расчет продолжаем
Определение вспомогатель-ной величины mα, искомого значения модуля и геометрических характеристик сопла
21. Вспомога-тельная величина mα	Формула (9.13)		0,1721
22. Искомое значение модуля m для 0,12<mα<0,497	Приложение 2, стр. 41	-0,0111 + 1,5239 · 0,1721 - 1,4744 · 0,17212 + + 0,8919 · 0,17213	0,212
23. Поправочный множитель K0 на тепловое расширение материала СУ	ГОСТ 8. 563.1* Приложение В, формулы (В.4), (В.5)	1 + 10-6·(15,6 + 10-3·130·8,3 - 10-6·1302·6,5) × × (130 - 20)	1,0018226
24. Диаметр отверстия сопла d20 при температуре t = 20°С	Формула (9.12)		0,046021 м
Отклонение диаметра Δd20	Формула (6.1)		±0,000046 м = = ±0,046 мм
25. Диаметр отверстия СУ при рабочей температуре d	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формула (В.4)	0,046021 · 1,0018226	0,046105 м = = 46,105 мм
26. Значение радиуса r	П. 6.4.2, рисунок 6	r/d = 0,12; r = 0,12 · 46,105	5,53 мм доп. ±0,05 мм
27. Оптимальная толщина диска сопла Е	П. 6.4.5	E = 0,1D = 0,1 · 100 мм	10 мм
Проверка правильности выполнения расчета
28. Коэффициент расхода α	П. 3.2	0,7772 - 0,2137·0,212 + 2,0437·0,2122 - - 1,2664·0,2123	0,8117
29. Расход, соответствую-щий наибольшему перепаду давления, Δpмакс, ε = 1, Qм	Формула (2.1)		8,88894 кг/с
30. Отклонение ΔQ	П. 9.2.14		0,00045% 0,00045%<0,2% Отклонение ΔQ от Qмп менее 0,2%, следовательно, расчет выполнен правильно
Средняя квадратическая относительная погрешность измерения расхода
31. Погрешность коэффициента расхода для сопла «четверть круга» σα	П. 5.2.1		1,0
32. Погрешность поправочного множителя на расширение измеряемой среды σε, σε = 0 (для жидкостей)			0
33. Отношение	П. 5.2, приложение 1	-0,21 + 4,09 · 0,1712 - 3,8 · 0,17122	0,379
34. Погрешность σd20	П. 6.1.5	В зависимости от требований к погрешности измерения расхода выбираем в пределах от 0,05% до 0,3%	0,05%
35. Погрешность σD20	П. 8.3	То же	0,05%
36. Погрешность определения плотности σρ	Формула (5.20)		0,13%
37. Погрешность измерения перепада давления для Q = 0,7Qмакс	Формула(5.12). Формула (2)* Рекомендаций		0,35%
38. Погрешность планиметрирова-ния σпл	Журнал «Изме-рительная техника»*, 1982, № 8		1,1%
39. Погрешность, вносимая измерительными сосудами, σрс	Приложение А* РД 153-34.0-11.326-00		0%
40. Погрешность измерения от изменения влияющих величин , где - дополнительная погрешность:	Формула (3.20)* РД 153-34.0-11.201-97 [15]		0,16
КСУ4 - вносимая отклонением температуры окружающего воздуха от 20±2°С на 15°С (35°С) δС1;1	П. 1.2.2, таблица 5* ТО 3.9026-171		0,13%
КСУ4 - от изменения напряжения питания от 220 В на 10% (242В) δС2;1	П. 1.2.2* ТО 3.9026-171		0,25%
- среднее квадратическое отклонение дополнительной погрешности:
КСУ4 - вносимая отклонением температуры окружающего воздуха σ[δ-1-1]	Формула (3.23)* ТО 3.9026-171		0,075%
КСУ4 - от изменения напряжения питания σ[δ-2-1]	Формула (3.23)* ТО 3.9026-171		0,14%
- среднее квадратическое отклонение дополнительной погрешности:
КСУ4 σ[δξ1]	Формула (3.21)* ТО 3.9026-171		0,16%
Сапфир 22М	-		0%
41. Средняя квадратическая погрешность измерений массового расхода σQ	Формула (5.2). Формула (1)* Рекомендаций		1,61%
42. Предельная относительная погрешность измерений расхода δQ70	Формула (5.1). Формула (3)* Рекомендаций	2 · 1,61	3,22%

Расчет выполнил __________________ _________________________________

(подпись) (инициалы, фамилия)

Заключение:

Площадь отверстия диафрагмы соответствует заданным параметрам.

Калибровщик _________________ _____________________ ________________

(подпись) (инициалы, фамилия) (дата)

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(справочное)

ПРИМЕР РАСЧЕТА ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СОПЛА

1. Исходные данные:

- измеряемая среда - мазут марки M100;

- наибольший измеряемый массовый расход Qмакс = 28000 кг/ч = 7,7778 кг/с;

- наименьший измеряемый массовый расход Qмин = 9000 кг/ч = 2,500 кг/с;

-температура измеряемой среды t = 120°С = 393,15 К;

- избыточное давление перед СУ pи = 25 кгс/см2 = 2451662,5 Па;

- барометрическое давление pб = 760 мм рт. ст. = 101324,7 Па;

- внутренний диаметр трубопровода D20 =100 мм = 0,1 м;

- перепад давления Δp = 1 кгс/см2 = 98066,5 Па;

- плотность при t = 20°С ρ20 = 0,955 г/см3 = 955 кг/м3.

- кинематическая вязкость при t = 80°С ν80 = 140 мм2/с = 1,4·10-4 м2/с.

Вязкость измеряется вискозиметром Гепплера, погрешность измерения не превышает 0,5%;

- материал СУ - сталь 12Х18Н9Т;

- материал трубопровода - сталь 20;

- длина прямого участка трубопровода до СУ (тройник) - 1,5 м;

- длина прямого участка трубопровода после СУ (одно колено) - 1,0 м.

2. Определить геометрические характеристики цилиндрического сопла и среднюю квадратическую относительную погрешность измерения массового расхода. Расчет приведен в таблице В.1. В графе 2 таблицы В.1 указаны номера пунктов, формул, таблиц, приложений по РД 50-411-83 [5]. Обозначенные * соответствуют ГОСТ 8.563.1(2)-97 [1], [2], настоящим Рекомендациям и другим НД. Некоторые пояснения к расчету приведены в приложении П Рекомендаций.

Таблица B.1

Определяемая величина	Номера пунктов, формул, приложений	Расчет	Результат
1	2	3	4
Определение недостающих для расчета данных
1. Абсолютное давление потока мазута pа	П. 4.1.1	2451662,5 + 101324,7	2552987,2 Па
2. Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода Kт	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формулы (В.2), (В.5)	1 + 10-6·(11,1 + 10-3·120·7,7 - 10-6·1202·3,4) × × (120 - 20)	1,0011975
3. Внутренний диаметр трубопровода D при температуре t	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формула (В.4)	0,1·1,0011975	0,10012 м
4. Плотность мазута в рабочих условиях ρ	Приложение К*, таблица К.1 Рекомендаций	При ρ = 0,955 γ = 0,000567, тогда = 0,9550 - 0,000567 · (50 - 20)	0,9380 г/см3
		При ρ = 0,9380 γ = 0,000594, тогда = 0,9380 - 0,000594 · (80 - 50)	0,9202 г/см3
		При ρ = 0,9202 γ = 0,000607, тогда = 0,9202-0,000607 · (110 - 80)	0,9020 г/см3
		При ρ = 0,9020 γ = 0,000633, тогда = 0,9020 - 0,000633 · (120 - 110)	0,8956 г/см3 (895,6 кг/м3)
5. Кинематичес-кая вязкость мазута в рабочих условиях ν	Приложение Л*, рисунок Л.1 Рекомендаций	ν120	26 мм2/с = = 2,6·10-5 м2/с
Выбор типа и разновидности дифференциаль-ного манометра
6. Тип и разновидность дифференциаль-ного манометра	П. 9.2.3	Преобразователь измерительный «Сапфир»	Класс точности 0,5
		Вторичный прибор КСУ-4	Класс точности 0,5;
			погрешность записи ±0,5%;
			погрешность хода диаграммы ±0,5%
		Блок питания и корнеизвлечения БПК-40	Погрешность ±0,25%
7. Тип и разновидность термометра		Термопреобразователь сопротивления ТСМУ-055 с пределом измерения от 0 до 150°С с унифицированным выходным сигналом от 0 до 5 mА	Погрешность ±0,5%
		Вторичный прибор КСУ-4 с пределом измерения от 0 до 150°С	Класс точности 0,5;
			погрешность записи ±0,5%
8. Тип и разновидность:
манометра		Преобразователь измерительный «Сапфир-22ДИ» с пределом измерений 40 кгс/см2	Класс точности 0,5;
		Вторичный прибор КСУ-4	погрешность записи ±0,5%
барометра		МД-49-А, диапазон измерений от 610 до 790 мм рт. ст.	Максимальная абсолютная погрешность 1 мм рт. ст. = = 1,3595·10-3 кгс/см2
9. Верхний предел измерений диф-ференциального манометра Qмп	П. 9.2.3	По ГОСТ 18140	32000 кг/ч = = 8,8889 кг/с
Определение приближенного значения модуля
10. Допустимая потеря давления pПД не задана, следовательно, условия формулы (9.7) не выполняются
11. Вспомога-тельная величина С	Формула (9.5)		26,6775
12. Предельный номинальный перепад давления	П. 9.2.4	По ГОСТ 18140	1 кгс/см2 = = 98066,5 Па
13. Вспомога-тельная величина mα	Формула (9.6), приложение 2		0,0852 0,008<0,085<0,452
14. Приближен-ное значение модуля m	Приложение 2, стр. 41	1,2486 · 0,0852 + 0,0279 · 0,08522 - - 1,6328 · 0,08523 + 1,6979 · 0,08524	0,1056
Проверка выполнения условия п. 9.2.5
15. Число Рейнольдса при Qмакс, Reмакс	Формула (4.12). Приложение П* Рекомендаций		41656
16. Число Рейнольдса при Qмин, Reмин	То же		14284
17. Граничные значения числа Рейнольдса в зависимости от относительной площади m и типа СУ:
Reмакс гр	Формула (3.1), таблица 3		42240
Reмин гр	Формула (3.1), таблица 3		1644 41656 < 42240; 14284 > 1644 -условие выполнено, расчет можно продолжить
Проверка выполнения условия п. 8.4
18. Необходимая минимальная длина прямого участка трубопровода:	П.8.4, таблица7, п. 9.3.7
до СУ L1		L1 = 10D = 10 · 0,10012	1,0 м 1,0 м < 1,5 м
после СУ L2		L2 = 5D = 5 -0,10012	0,5м 0,5 м < 1,0 м -условие выполнено
19. Наибольший перепад давления в СУ, соответствую-щий Qп, Δpмакс	П. 4.2, формула (4.2)		1 кгс/см2 = = 98066,5 Па
20. Отношение перепада давлений к абсолютному давлению на входе СУ, для воздуха x = 1,4	П. 1.6, формула (1.3). Приложение П* Рекомендаций		0,0384
Проверка выполнения условии п. 1.6
Проверка выполнения условии п. 1.6		F0 = 2,068·exp(-895,6/500) – 0,259 = =2,068·e-1,791 – 0,259 = 2,068·0,1668 – 0,259
			0,1128
			-0,3956
			-0,7062
	Формула (1.5)		0,2079
	Формула (1.3)	0,57·(1 - 0,2079)	0,4515. Так как 0,0384 < 0,4515, расчет продолжаем
Определение вспомогательной величины mα, искомого значения модуля и геометрических характеристик сопла
21. Вспомога-тельная величина mα	Формула (9.13)		0,0852
22. Искомое значение модуля m для 0,008<mα<0,4518	Приложение 2, стр. 41	1,2486 · 0,0852 + 0,0279 · 0,08522 - - 1,6328 · 0,08523 + 1,6979 · 0,08524	0,10566
23. Поправочный множитель K0 на тепловое расширение материала СУ	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формулы (В.4), (В.5)	1 + 10-6·(15,6 + 10-3·120·8,3 - 10-6·1202·6,5)× ×(120 -20)	1,0016502
24. Диаметр отверстия сопла d20 при темпера-туре t = 20°С	Формула (9.12)		0,032491 м
Отклонение диаметра Δd20	Формула (6.1)		±0,000032 м = ±0,032 мм
25. Диаметр отверстия СУ при рабочей температуре d	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формула (В.4)	0,032491 · 1,0016502	0,0325446 м
26. Длина цилиндрического сопла z	П. 6.3.1, рисунок 4	z/d= 1,8; m = 0,10566;	0,058 м = 58 мм
Допускаемое отклонение		z= 1,8 · 0,0325446	допуск. ±0,02·58 ≈ 1,2 мм
27. Конусообраз-ность цилиндрической части сопла	П. 6.3.2	z/2000	0,03 мм
28. Толщина несимметрич-ного цилиндрического сопла Е	П. 6.3.3	E = 0,1·D20 = 0,1 · 100 мм	10 мм
Проверка правильности выполнения расчета
29. Коэффициент расхода α	П. 3.2	0,80017-0,01801·0,10566+0,7022·0,105662 - - 0,322·0,105663	0,80493
30. Расход, соот-ветствующий наибольшему перепаду давления Δpмакс, ε=1, Qм	Формула (2.1)		8,8774 кг/с
31. Отклонение ΔQ	П. 9.2.14		0,129% 0,1% < 0,2%. Отклонение ΔQ от Qмп менее 0,2%, следовательно, расчет выполнен правильно
Средняя квадратическая относительная погрешность измерения расхода
32. Погрешность коэффициента расхода для цилиндрических сопл σα	П. 5.2.1		1,0
33. Погрешность поправочного множителя на расширение измеряемой среды σε,	Формула (5.3)
σε = 0 (для жидкостей)	П. 4.5.3		0
34. Отношение	П. 5.2, приложение 1	-0,02 + 1 ,40 · 0,10566 - 0,97 · 0,105662	0,1171
35. Погрешность σd20	П. 6.1.5	В зависимости от требований к погрешности измерения расхода выбираем в пределах от 0,05% до 0,3%	0,05%
36. Погрешность σD20	П. 8.3	То же	0,05%
37. Погрешность определения плотности σρ	Формула (5.20)		0,13%
38. Погрешность измерения перепада давления для Q70=0,7Qмакс	Формула (5.12). Формула (2)* Рекомендаций		0,49%
39. Средняя квадратическая погрешность измерений массового расхода σQ70	Формула (5.2). Формула (1)* Рекомендаций		1,65%
40. Предельная относительная погрешность измерений расхода δQ70	Формула (5.1). Формула (3)* Рекомендаций	2 · 1,65	3,3%

Расчет выполнил _______________ ____________________________________

(подпись) (инициалы, фамилия)

Заключение:

Площадь отверстия диафрагмы соответствует заданным параметрам.

Калибровщик ______________ ____________________________ _____________

(подпись) (инициалы, фамилия) (дата)

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(справочное)

ПРИМЕР РАСЧЕТА ДВОЙНОЙ ДИАФРАГМЫ

1. Исходные данные:

- измеряемая среда - мазут марки M100;

- наибольший измеряемый массовый расход Qмакс = 50000 кг/ч = 13,8898 кг/с;

- наименьший измеряемый массовый расход Qмин = 15000 кг/ч = 4,1667 кг/с;

- температура измеряемой среды t = 120°С = 393,15 К;

- избыточное давление перед СУ pи = 25 кгс/см2 = 2451662,5 Па;

- барометрическое давление pб = 760 мм рт. ст. = 101324,7 Па;

- внутренний диаметр трубопровода D20 = 99 мм = 0,099 м;

- перепад давления Δp = 0,63 кгс/см2 = 61781,89 Па;

- плотность при t = 20°С ρ20 = 0,940 г/см3 = 940 кг/м3.

- кинематическая вязкость при t = 80°С ν80 = 103 мм2/с = 1,030·10-4 м2/с.

Вязкость измеряется вискозиметром Гепплера, погрешность измерения не превышает 0,5%;

- материал СУ - сталь 12X18Н9Т;

- материал трубопровода - сталь 20;

- длина прямого участка трубопровода до СУ (одно колено) - 2,5 м;

- длина прямого участка трубопровода после СУ (одно колено) -1,0 м.

2. Определить геометрические характеристики двойной диафрагмы и среднюю квадратическую относительную погрешность измерения массового расхода. Расчет приведен в таблице Г.1. В графе 2 таблицы Г.1 указаны номера пунктов, формул, таблиц, приложений по РД 50-411-83 [5]. Обозначенные * соответствуют ГОСТ 8.563.1(2)-97 [1], [2], настоящим Рекомендациям и другим НД. Некоторые пояснения к расчету приведены в приложении П Рекомендаций.

Таблица Г.1

Определяемая величина	Номера пунктов, формул, приложений	Расчет	Результат
1	2	3	4
Определение недостающих для расчета данных
1. Абсолютное давление потока мазута pа	П. 4.1.1	2451662,5 + 101324,7	2552987,2 Па
2. Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода Kт	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формулы (В.2), (В.5)	1 + 10-6·(11,1 + 10-3·120·7,7 - 10-6·1202·3,4)× ×(120 - 20)	1,0011975
3. Внутренний диаметр трубопровода D при температуре t	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формула (В.2)	0,099·1,0011975	0,0991186 м
4. Плотность мазута в рабочих условиях ρ	Приложение К*, таблица К.1 Рекомендаций	При ρ = 0,940 γ = 0,000581, тогда = 0,940 - 0,000581 · (50 - 20)	0,923 г/см3
		При ρ = 0,923 γ = 0,000607, тогда = 0,923 - 0,000607 · (80 - 50)	0,905 г/см3
		При ρ = 0,905 γ = 0,000633, тогда = 0,905 - 0,000633 · (110 - 80)	0,886 г/см3
		При ρ = 0,886 γ = 0,000660, тогда = 0,886 - 0,000660 · (120 - 110)	0,879 г/см3 (879,0 кг/м3)
5. Кинемати-ческая вязкость мазута в рабочих условиях ν	Приложение Л*, рисунок Л.1 Рекомендаций	ν120	19,3 мм2/с = = 1,93·10-5 м2/с
Выбор типа и разновидности дифференциального манометра
6. Тип и разновидность дифференциального	П. 9.2.3	Преобразователь измерительный «Сапфир 22-ДД-ЕХ»	Класс точности 0,5
манометра		Блок преобразования сигнала	Погрешность ±0,25%
		Устройство измерения и регистрации А550	Класс точности 0,5;
			погрешность записи ±0,5%;
			погрешность хода диаграммы ±0,5%
7. Тип и разновидность термометра		Термопреобразователь сопротивления ТСМ	Допускаемое отклонение от Rном для класса С=0,2 по ГОСТ 6651-94
		Устройство измерения и регистрации А550	Класс точности 0,5;
			погрешность записи ±0,5%
8. Тип и разновидность:
манометра		Преобразователь измерительный «Сапфир-22ДИ» с пределом измерения 40 кгс/см2	Класс точности 0,5
		Устройство измерения и регистрации А550	Класс точности 0,5;
			погрешность записи ±0,5%
барометра		МД-49-А, диапазон измерений от 610 до 790 мм рт. ст.	Максимальная абсолютная погрешность 1 мм рт. ст. = = 1,3595·10-3 кгс/см2
9. Верхний предел измерений дифференциального манометра Qмп	П. 9.2.3	По ГОСТ 18140	63000 кг/ч = = 17,5 кг/с
Определение приближенного значения модуля
10. Допустимая потеря давления pПД не задана, следовательно, условия формулы (9.7) не выполняются
11. Вспомога-тельная величина С	Формула (9.5)		54,0914
12. Предельный номинальный перепад давления	П. 9.2.4		0,63 кгс/см2 = = 61781,89 Па
3 . Вспомога-тельная величина mα	Формула (9.6), приложение 2		0,21762 0,2<mα<0,3762
14. Приближен-ное значение модуля m	Приложение 2, стр. 41	-0,0085 + 1,5786 · 0,2176-0,6418 · 0,21762 + + 0,1026 · 0,21763	0,30566 0,10<m<0,50
Проверка , выполнения условия п. 9.2.5
15. Число Рейнольдса при Qмакс, Rемакс	Формула (4.12). Приложение П* Рекомендаций		115575
16. Число Рейнольдса при Qмин, Reмин	То же		34673
17. Граничные значения числа Рейнольдса в зависимости от относительной площади m и типа СУ:
Rемакс гр	Формула (3.1), таблица 3		252800
Reмин гр	Формула (3.1), таблица 3		5129 115575 < 252800; 34673 > 5129 -условие выполнено, расчет можно продолжить
Проверка выполнения условия п. 8.4
18. Необходи-мая минимальная длина прямого участка трубопровода:	П. 8.4, таблица 7, п. 9.3.7
до СУ L1		L1 = 16D = 16·0,099	1,58м 1,6 м < 2,5 м
после СУ L2		L2 = 6,5D = 5·0,099	0,64м 0,6 м < 1,0 м -условие выполнено
19. Наиболь-ший перепад давления в СУ, соответствующий Qп, Δpмакс	П. 4.2, формула (4.2)		0,63 кгс/см2 = = 61781,89 Па
Проверка выполнения условий п. 1.6
20. Отношение перепада давлений к абсолютному давлению на входе СУ, для воздуха х- 1,4	П. 1.6, формула (1.4). Приложение П* Рекомендаций		0,024
	П. 1.6, формула (1.4). Приложение П* Рекомендаций	F0 = 2,068 · exp(-879/500) - 0,259 = = 2,068 · e-1,772 - 0,259 = 2,068 · 0,172 - 0,259	0,097
			0,120
			-0,4151
			-0,611
	Формула (1.5)		0,219
	Формула (1.4)	1 – 0,219	0,781 Так как 0,024 < 0,781, расчет продолжаем
Определение вспомогатель-ной величины mα, искомого значения модуля и геометрических характеристик диафрагмы
21. Вспомога-тельная величина mα	Формула (9.13)		0,2176
22. Искомое значение модуля m для mα = 0,2176	Приложение 2, стр. 41	-0,0085 + 1,5786 · 0,2176 - 0,6418 · 0,21762 + + 0,1026 · 0,21763	0,3056
23. Поправоч-ный множитель К0 на тепловое расширение материала СУ (Ст12Х18Н9Т)	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формулы (В.4), (В.5)	1+10-6·(15,6+10-3·120·8,3-10-6·1202·6,5)× ×(120-20)	1,0016502
24. Диаметр отверстия диафрагмы d20 при температуре t=20°С	Формула (9.12)		0,0547036 м
Отклонение диаметра Δd	Формула (6.1)		±0,000055 м = ±0,055 мм
25. Диаметр отверстия СУ при рабочей температуре d	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формулы (В4)	0,0547036 · 1,0016502	0,0547939 м = = 54,7939 мм
26. Расстояние между диафрагмами	П. 6.5.1	Н = 0,5D = 0,5 · 99,1	49,55 мм
27. Значение модуля m1	Формула (6.4)	0,01965 + 3,5678 · 0,3056 - 4,6298 · 0,30562 + + 2,3306 · 0,30563	0,7048
28. Толщина основной и вспомогатель-ной диафрагм Е	П. 6.5.2	0,05D = 0,05 · 99,1	4,955 мм
29. Длина цилиндрического отверстия e	П. 6.5.3	0,005 · D < e < 0,02 · D 0,005 · 99,1 < e < 0,02 · 99,1	0,49мм<e<1,98мм
30. Угол наклона образующей конуса к оси диафрагмы ψ	П. 6.5.4	30°< ψ <45°
31. Диаметр отверстия вспомогатель-ной диафрагмы при температуре t=20°С	Формул а (9.12)		83,075 мм
32. Отклонение внутреннего диаметра d" вспомогатель-ной диафрагмы от номиналь-ного значения	П. 6.5.6	Не более 0,2%	±0,2%, или ±0,16 мм
Проверка правильности выполнения расчета
33. Коэффициент расхода α	П. 3.2	0,6836 + 0,243 · 0,30561,82	0,7117
34. Расход, соответствую-щий наибольшему перепаду давления Δpмакс, ε = 1, Qм	Формула (2.1)		17,4896 кг/с
35. Отклонение, ΔQ			0,059% 0,06% < 0,20%. Отклонение ΔQ от Qмп менее 0,2%, следовательно, расчет выполнен правильно
Погрешность измерения расхода
36. Погрешность коэффициента расхода для двойных диафрагм σα	П. 5.2.1		0,5%
37. Погрешность поправочного множителя на расширение измеряемой среды σε	Формула (5.5)	7,5 · (1 - 1)	0
38. Отношение	П. 5.2, приложение 1	0,44 · 0,30560,82	0,166
39. Погреш-ность σd20	П. 6.1.5	В зависимости от требований к погрешности измерения расхода выбираем в пределах от 0,05 до 0,3%	0,05%
40. Погреш-ность σD20	П. 8.3	В зависимости от требований к погрешности измерения расхода выбираем в пределах от 0,05 до 0,3%	0,05%
41. Погреш-ность определения плотности σρ	Формула (5.20)		0,10%
где - максимальная абсолютная погрешность измерений плотности при t = 20°С, ρ20=0,940г/см3= =940 кг/м3		Исходные данные	0,0024 г/см3 = = 2,4 кг/м3
Δt - максимальная абсолютная погрешность измерений температуры мазута	Приложение П* Рекомендаций	Зависит от погрешности записи регистрирующего прибора и термопреобразователя сопротивления	В абсолютных значениях ±1,8°С
Δβ - максимальная абсолютная погрешность измерений коэффициента объемного теплового расширения мазута, β = 0,000615 для ρ20 = 940 кг/м3	Приложение К* Рекомендаций	Половина единицы разряда последней значащей цифры β	0,0000005
42. Средняя квадратическая погрешность измерения перепада давления для Q70=0,7Qмакс	Формула (5.12). Формула (2)* Рекомендаций		0,47%
43. Средняя квадратическая погрешность измерений массового расхода σQ70	Формула (5.2). Формула (1)* Рекомендаций		1,39
44. Предельная относительная погрешность измерений расхода δQ70	Формула (5.1). Формула (3)* Рекомендаций	2 · 1,39	2,8%

Расчет выполнил __________________ __________________________________

(подпись) (инициалы, фамилия)

Заключение:

Диаметр отверстия диафрагмы соответствует заданным параметрам.

Калибровщик ________________ __________________________ _________

(подпись) (инициалы, фамилия) (дата)

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

(справочное)

ПРИМЕР РАСЧЕТА СЕГМЕНТНОЙ ДИАФРАГМЫ

1. Исходные данные:

- измеряемая среда - мазут марки M100;

- наибольший измеряемый массовый расход Qмакс = 320000 кг/ч = 88,8889 кг/с;

- наименьший измеряемый массовый расход Qмин = 96000 кг/ч = 26,6667 кг/с;

- температура измеряемой среды t = 120°С = 393,15 К;

- избыточное давление перед СУ pи= 25 кгс/см2 = 2451662,5 Па;

- барометрическое давление pб = 760 мм рт. ст. = 101324,7 Па;

- внутренний диаметр трубопровода D20 = 300 мм = 0,3 м;

- перепад давления ΔР = 1,6 кгс/см2 = 156906,4 Па;

- плотность при t = 20°С ρ20 = 0,997 г/см3 = 997 кг/м3.

- кинематическая вязкость при t = 80°С ν80 = 87 мм2/с = 8,7·10-5 м2/с.

Вязкость измеряется вискозиметром Гепплера, погрешность измерения не превышает 0,5%;

- материал СУ - сталь 20;

- материал трубопровода - сталь 20;

- длина прямого участка трубопровода до СУ (одно колено) – 4 м;

- длина прямого участка трубопровода после СУ (одно колено) – 3 м.

2. Определить геометрические характеристики сегментной диафрагмы и среднюю квадратическую относительную погрешность измерения массового расхода. Расчет приведен в таблице Д.1. В графе 2 таблицы Д.1 указаны номера пунктов, формул, таблиц, приложений по РД 50-411-83 [5]. Обозначенные * соответствуют ГОСТ 8.563.1(2)-97 [1], [2], настоящим Рекомендациям и другим НД. Некоторые пояснения к расчету приведены в приложении П Рекомендаций.

Таблица Д.1

Определяемая величина	Номера пунктов, формул, приложений	Расчет	Результат
1	2	3	4
Определение недостающих для расчета данных
1. Абсолютное давление потока мазута pа	П. 4.1.1	3432327,5 + 101324,7	3533652 Па
2. Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода Kт	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формулы (В.2), (В.5)	1 + 10-6·(11,1 + 10-3·120·7,7 - 10-6·1202·3,4)× ×(120-20)	1,0011975
3. Внутренний диаметр трубопровода D при температуре t	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формула (В.2)	0,3 · 1,0011975	0,3003593 м
4. Плотность мазута в рабочих условиях ρ	Приложение К*, таблица К.1 Рекомендаций	При ρ = 0,997 γ = 0,000515, тогда = 0,997 - 0,000515 · (50 - 20)	0,9816 г/см3
		При ρ = 0,9816 γ = 0,000528, тогда = 0,9816 - 0,000528 · (80 - 50)	0,9658 г/см3
		При ρ = 0,9658 γ = 0,000554, тогда = 0,9658 - 0,000554 · (110 - 80)	0,9492 г/см3
		При ρ = 0,9492 γ = 0,000581, тогда = 0,9492 - 0,000581 · (120 - 110)	0,9434 г/см3 (943,4 кг/м3)
5. Кинемати-ческая вязкость мазута в рабочих условиях ν	Приложение Л*, рисунок Л.1 Рекомендаций	ν120	19,3мм2/с = = 1,93 · 10-5 м2/с
Выбор типа и разновидности дифференциального манометра
6. Тип и разновидность дифференциального манометра	П. 9.2.3	Преобразователь измерительный «Сапфир»	Класс точности 0,5
6. Тип и разновидность дифференциального манометра		Вторичный прибор КСУ-4	Класс точности 0,5;
			погрешность записи ±0,5%;
			погрешность хода диаграммы ±0,5%
		Блок питания и корнеизвлечения БПК-40	Погрешность ±0,25%
7. Тип и разновидность термометра		Термопреобразователь сопротивления ТСМУ-055 с пределом измерения от 0 до 150°С с унифицированным выходным сигналом от 0 до 5 mА	Погрешность ±0,5%
		Вторичный прибор КСУ-4 с пределом измерения от 0 до 150°С	Класс точности 0,5;
			погрешность записи ±0,5%
8. Тип и разновидность: манометра		Преобразователь измерительный «Сапфир-22ДИ» с пределом измерений 40 кгс/см2	Класс точности 0,5
8. Тип и разновидность: манометра		Вторичный прибор КСУ-4	Класс точности 0,5;
			погрешность записи ±0,5%
барометра Примечание - Для измерения и регистрации расхода, температуры и давления мазута возможно применение одного вторичного прибора КСУ-4 на три точки измерения и регистрации с линейной 100%-ной шкалой		МД-49-А, диапазон измерений от 610 до 790 мм рт. ст.	Максимальная абсолютная погрешность 1 мм рт. ст. = = 1,3595·10-3 кгс/см2
9. Верхний предел измерений, дифференци-ального манометра Qмп	П. 9.2.3	По ГОСТ 18140	32000 кг/ч = = 88,8889 кг/с
Определение предельного номинального перепада давления, приближенного значения модуля
10. Допустимая потеря давления pПД не задана, следовательно, условия формулы (9.7) не выполняются
11. Вспомога-тельная величина С	Формула (9.5)		28,895
12. Предельный номинальный перепад давления	П. 9.2.4	По ГОСТ 18140	1,6 кгс/см2 = = 156906,4 Па
13. Вспомога-тельная величина mα	Формула (9.6), приложение 2		0,07295 0,0608<0,0723< <0,3365
14. Приближен-ное значение модуля m	Приложение 2, стр. 41	-0,00294 + 1,7226·0,07295 - 0,5123·0,072952- -0,4931·0,072953	0,1195 0,10 <m< 0,50
Проверка выполнения условия п. 9.2.5
15. Число Рейнольдса при Qмакс, Reмакс	Формул а (4.12). Приложение П* Рекомендаций		202948
16. Число Рейнольдса при Qмин, Reмин	То же		60884
17. Граничные значения числа Рейнольдса в зависимости от относительной площади m и типа СУ:
Reмакс гр	Формула (3.1), таблица 3		106
Reмин гр	Формула (3.1), таблица 3		5975 202820 < 106; 60884 > 5975 -условие выполнено, расчет можно продолжить
Проверка выполнения условия п. 8.4
18. Необходимая минимальная длина прямого участка трубопровода:	П. 8.4, таблица 7, п. 9.3.7
до СУ L1		L1 = 10D = 10 · 0,3003593	3,0 м 3,0 м < 4,0м
после СУ L2		L2 = 5D = 5 · 0,3003593	1,5 м 1,5 м < 3,0 м -условие выполнено
19. Наиболь-ший перепад давления в СУ, соответствую-щий Qп, Δpмакс	П. 4.2, формула (4.2)		1,6 кгс/см2 = = 156906,4 Па
Проверка выполнения условий п. 1.6
20. Отношение перепада давлений к абсолютному давлению на входе СУ, для воздуха x=1,4	П. 1.6, формулы (1-4), (1.5). Приложение П* Рекомендаций		0,0444
		F0=20,68·exp(-943,4/500)-0,259= =2,068·e-1,887-0,259=2,068·0,1515-0,259	0,0544
			0,0911
			-0,2893
			-0,7873
	Формула (1.5)		0,3195
	Формула (1.4)	1 - 0,3195	0,6805 Так как 0,0444 < 0,6805, расчет продолжаем
Определение вспомогатель-ной величины mα, искомого значения модуля и геометрических характеристик диафрагмы
21. Вспомога-тельная величина mα	Формула (9.13)		0,07295
22. Искомое значение модуля m для 0,0608<mα< <0,3365	Приложение 2, стр. 41	-0,00294+1,7226·0,07295-0,5123·0,072952 - -0,4931·0,072953	0,1198
23. Поправоч-ный множитель K0 на тепловое расширение материала СУ	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формула (В.4)	1+10-6·(11,1 + 10-3·120·7,7-10-6·1202·3,4)× ×(120-20)	1,0011975
24. Толщина диафрагмы Е	П. 6.6.2	Е ≤ 0,05 · 0,3003593	Е ≤ 0,015 м = = 15,0 мм
Толщина кромки e	П. 6.6.2	0,005 · 0,3003593 < e < 0,02 · 0,3003593	0,0015м<e<0,0060м 1,50мм<e<6,00мм. Угол 30°≤ψ≤45°
25. Высота сегмента при рабочей температуре Н	П. 6.6.4, формула (6.5)		0,17464
		Н = 0,3003593 · 0,17464	0,05245 м = = 52,45 мм
26. Высота сегмента Н20 при температуре t = 20°С	П. 6.6.4		0,052392 м = = 52,39 mm
Отклонение ΔН20	Формула (6.1)		±0,000031 м = = 0,031 mm
27. Централь-ный угол сегмента Θ	П. 6.6.6	,
27. Централь-ный угол сегмента Θ	П. 6.6.6	отсюда ;

		;	Θ = 99°20'36" = = 99,59°
28. Площадь отверстия f	Формула (6.7)		0,008465 м2
29. Относитель-ная площадь m	Формула (6.8)		0,1171
Проверка правильности выполнения расчета
30. Коэффици-ент расхода α	П. 3.2	0,6085 - 0,03427·0,1171 + 0,3237·0,11712 + + 0,00695·0,11713	0,60894
31. Расход, со-ответствующий наибольшему перепаду давления Δpмакс, ε = 1, Qм	Формула (2.1), где		88,8178 кг/с
32. Отклонение ΔQ	П. 9.2.14		0,08% 0,1% < 0,2%. Отклонение ΔQ от Qмакс менее 0,2%, следовательно, расчет выполнен правильно
Средняя квадратическая относительная погрешность измерения расхода
33. Погреш-ность коэффициента расхода для сегментных диафрагм σα	П. 5.2.1	0,6 + 1,5 · 0,11982	0,62%
34. Погреш-ность поправочного множителя на расширение измеряемой среды σε, ε = 1	П. 4.5.3		0
35. Отношение	П. 5.2, приложение 1	-0,03 + 0,65m + 0,02m2 = = -0,03 + 0,65 · 0,1198 + 0,02 · 0,11982	0,0482
36. Погреш-ность σd20	П. 6.1.5	В зависимости от требований к погрешности измерения расхода выбираем в пределах от 0,05 до 0,3%	0,05%
37. Погреш-ность σD20	П. 8.3	То же	0,05%
38. Погреш-ность определения плотности σρ	Формула (5.20)		0,13%
39. Погреш-ность измерения перепада давления для Q70=0,7Qмакс	Формула (5.12). Формула (2)* Рекомендаций		0,47%
40. Средняя квадратическая погрешность измерений массового расхода σQ70	Формула (5.2). Формула (1)* Рекомендаций		1,44%
41. Предельная относительная погрешность измерений расхода δQ70	Формула (5.1). Формула (3)* Рекомендаций	2 · 1,44	2,9%

Расчет выполнил _________________ _______________________________

(подпись) (инициалы, фамилия)

Заключение:

Площадь отверстия диафрагмы соответствует заданным параметрам.

Калибровщик _________________ ________________________ ____________

(подпись) (инициалы, фамилия) (дата)

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

(справочное)

ПРИМЕР РАСЧЕТА ИЗНОСОУСТОЙЧИВОЙ ДИАФРАГМЫ

1. Исходные данные:

- измеряемая среда - мазут марки M100;

- наибольший измеряемый массовый расход Qмакс = 100000 кг/ч = 27,778 кг/с;

- наименьший измеряемый массовый расход Qмин = 33333 кг/ч = 9,259 кг/с;

- температура измеряемой среды t = 150°С = 423,15 К;

- избыточное давление перед СУ pи = 30 кгс/см2 = 2941995 Па;

- барометрическое давление pб = 755,0 мм рт. ст. = 100658,1 Па;

- потеря давления в СУ при расходе Qмакс > Pпд = 1 кгс/см2 = 98066,5 Па;

- предельный номинальный перепад давления = 0,63 кгс/см2 = 61781,9 Па;

- плотность при t = 20 °С ρ20 = 0,955 г/см3 = 955 кг/м3.

Плотность измеряется ареометром типа АН, воспроизводимость результатов испытаний по ГОСТ 3900-85 [3] не превышает 0,0015 г/см3;

- кинематическая вязкость при t = 80°С ν80 = 11,2 ВУ = 83,0 мм2/с.

Вязкость измеряется вискозиметром ВУ, воспроизводимость результатов испытаний по ГОСТ 6258-85 не превышает 0,5%;

- внутренний диаметр трубопровода D20 = 145 мм = 0,145 м;

- материал СУ - сталь 12Х18Н9Т;

- материал трубопровода - сталь 20;

- длина прямого участка трубопровода до СУ (одно колено) - 2,0 м;

- длина прямого участка трубопровода после СУ (одно колено) - 18,5 м.

2. Определить геометрические характеристики износоустойчивой диафрагмы и среднюю квадратическую относительную погрешность измерения массового расхода. Расчет приведен в таблице Е.1. В графе 2 таблицы Е.1 указаны номера пунктов, формул, таблиц, приложений по РД 50-411-83 [5]. Обозначенные * соответствуют ГОСТ 8.563.1(2)-97 [1], [2], настоящим Рекомендациям и другим НД. Некоторые пояснения к расчету приведены в приложении П Рекомендаций.

Рабочие чертежи износоустойчивой диафрагмы, выполненные в соответствии с расчетом, РД 50-411-83, ГОСТ 8.563.1(2)-97 и другими НД, приведены в приложении И Рекомендаций.

Таблица E.1

РД 153-34.1-11.354-2001.doc

Определяемая величина	Номера пунктов, формул, приложений	Расчет	Результат
1	2	3	4
Определение недостающих для расчета данных
1. Абсолютное давление потока мазута pа	П. 4.1.1	2941995 + 100658,1	3042653,1 Па
2. Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода Kт	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формулы (В. 2), (В.5)	1 + 10-6·(11,1 + 10-3·150·7,7 - 10-6·1502·3,4)× ×(150 - 20)	1,0015832
3. Внутренний диаметр трубопровода D при температуре t	ГОСТ 8. 563.1* Приложение В, формула (В. 2)	0,145 · 1,0015832	0,145230 м
4. Плотность мазута в рабочих условиях ρ	Приложение К*, таблица К. 1 Рекомендаций	При ρ = 0,955 γ = 0,000567, тогда = 0,955 - 0,000567 · (50 - 20)	0,9380 г/см3
		При ρ = 0,9380 γ = 0,000620, тогда = 0,9380 - 0,000594 · (80 - 50)	0,9202 г/см3
		При ρ = 0,9202 γ = 0,000607, тогда = 0,9202 - 0,000607 · (110 - 80)	0,9020 г/см3
		При ρ = 0,9020 γ = 0,000633, тогда = 0,9020 - 0,000633 · (140 - 110)	0,8830 г/см3
		При ρ = 0,8830 γ = 0,000660, тогда = 0,8830 - 0,000660 · (150 - 140)	0,8764 г/см3 (876,4 кг/м3)
5. Кинемати-ческая вязкость мазута в рабочих условиях ν	Приложение Л* Рекомендаций	ν150	8,8 мм2/с = = 0,88·10-5 м2/с
6. Динами-ческая вязкость мазута в рабочих условиях μ	Формула (80)* РД 50-213-80 [16]		0,000787 Па · с
Выбор типа и разновидности дифференциального манометра
7. Тип и разновидность дифференциального манометра	П. 9.2.3	Преобразователь измерительный Сапфир-22ДД