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

РД 153-34.1-11.354-2001

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» 12.11.2001 г.

Первый заместитель начальника А.П. ЛИВИНСКИЙ

РД издан по лицензионному договору с РАО «ЕЭС России».

Срок первой проверки настоящего РД - 2006 г.,

периодичность проверки - один раз в 5 лет.

Ключевые слова: расчет, специальные сужающие устройства, расход, плотность и вязкость мазута, погрешность измерения, геометрические характеристики.

Рекомендации по расчету и применению специальных сужающих устройств для измерения расхода мазута на ТЭС

РД 153-34.1-11.354-2001

Введено впервые

Дата введения 2002-10-01

год-месяц-число

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 К_т и К_о на изменения диаметров ИТ и ССУ, вызванные отклонением температуры мазута от нормальной. Расчеты К_т и К₀ 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 σ_α - средняя квадратическая относительная погрешность коэффициента расхода, %, по п. 5.2.1 [5];

σ_ε - средняя квадратическая относительная погрешность на расширение измеряемой среды; σ_ε = 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];

σ_d₂₀ - средняя квадратическая относительная погрешность определения диаметра отверстия сужающего устройства, %, по п. 6.1.5 [5];

σ_D₂₀ - средняя квадратическая относительная погрешность определения диаметра трубопровода, %, по п. 6.1.5 [5];

σ_ρ - 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];

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

σ_pc - средняя квадратическая относительная погрешность, вносимая разделительными сосудами, % [8]; (для датчиков типа ДМ σ_pc = 0,014 %, для датчиков типа САПФИР σ_pc = 0 %, следовательно принимаем σ_pc = 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 δ_ПИП, δ_БКИ, δ_РП - класс точности составляющих (первичный измерительный преобразователь, блок корнеизвлечения, регистрирующий прибор) комплекта расходомерного устройства, %;

δ_ПЛ, δ_ХД - приведенные погрешности планиметра и хода диаграммы РП, %.

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

δ_Q = 2σ_Q. (3)

Приложение А

(справочное)

ПРИМЕР РАСЧЕТА ДИАФРАГМЫ С КОНИЧЕСКИМ ВХОДОМ

1. Исходные данные:

- измеряемая среда - мазут марки М100;

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

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

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

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

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

- номинальный перепад давления Δр_н = 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 v₈₀ = 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 12Х18Н9Т;

- 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 А.1

Определяемая величина	Номера пунктов, формул, приложений	Расчет	Результат
1	2	3	4
Определение недостающих для расчета данных
1. Абсолютное давление потока мазута р_а	П. 4.1.1	1372931 + 100404,80	1473335,80 Па
2. Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода К_т	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 ρ₄²⁰ = 0,962γ = 0,000554, тогда ρ₄⁵⁰ = 0,962 - 0,000554 · (50 - 20)	0,9454 г/см³
		При ρ = 0,9454γ = 0,000581, тогда ρ₄⁸⁰ = 0,9454 - 0,000581 · (80 - 50)	0,9280 г/см³
		При ρ = 0,9280γ = 0,000607, тогда ρ₄⁸⁵ = 0,9280 - 0,000607 · (85 - 80)	0,92492 г/см³ 924,92 кг/м³
5. Кинематическая вязкость мазута в рабочих условиях v	Приложение Л^*, рисунок Л.1 Рекомендаций	v₈₅	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	П. 9.2.3	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 Термопреобразователь сопротивления гр. 23	Класс точности 1,0 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 %
манометра		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^-3кгс/см²
9. Верхний предел измерений дифференциального манометра Q_мп	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 р_ПД	П. 9.2.4.1	Не задана, следовательно, условие формулы (9.7) не выполняется
11. Вспомогательная величина С	Формула (9.5)		30,5276
12. Предельный номинальный перепад давления Δр⁰_н	П. 9.2.4	По ГОСТ 18140-84, раздел 1	0,25 кгс/см² = 24516,6 Па
13. Вспомогательная 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 Q_макс, Re_макс	Формула (4.12)		20042
17. Число Рейнольдса при Q_мин, Re_мин	Формула (4.12)		6681
18. Граничные значения числа Рейнольдса в зависимости от относительной площади m и типа СУ:
Re_{мин гр}	Формула (3.1), таблица 3		240
Re_{макс 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	0,49 м 0,5 м < 3,9 м - условие выполнено, расчет можно продолжить
20. Наибольший перепад давлений в СУ, соответствующий Q_п, Δр_макс	П. 4.2, формула (4.2)	Δр_ма_кс = Δр⁰_н	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 х = 1,4	П. 1.6, формула (1.4). Приложение П^* Рекомендаций	24516,6 1473335,8	0,017
		F0 = 2,068 · ехр(-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 вспомогательной величины mα, искомого значения модуля и геометрических характеристик диафрагмы
22. Вспомогательная 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 К₀ 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 «е» 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	m^0,5 = 0,4867; d/J = 9,337; J = 39,942/9,337	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 < E < 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, соответствующий наибольшему перепаду давления Δр_макс, ε = 1, Q_м	Формула (2.1), где nd²/4		6,9427 кг/с
33. Отклонение ΔQ	П. 9.2.14		0,026 % 0,03 % < 0,20 %. Отклонение ΔQ от Q_макс менее 0,2 %, следовательно, расчет выполнен правильно
Средняя квадратическая относительная погрешность измерения расхода σ_Q
34. Погрешность коэффициента расхода для диафрагм с коническим входом σ_α	П. 5.2.1	σ_α = 1,0 - для диафрагм с коническим входом	1,0 %
35. Погрешность поправочного множителя на расширение измеряемой среды σ_ε	Формула (5.5)	7,5 · (1 - 1)	0
36. Отношение dα/dm	П. 5.2, приложение 1	Для диафрагмы с коническим входом 0,27 - 1,43 · 0,2369 + 15,19 · 0,2369²	0,784
37. Погрешность σ_d₂₀	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 σ_D₂₀	П. 8.3	То же	0,1 %
39. Погрешность определения плотности σ_ρ где Δρ¢_t - максимальная абсолютная погрешность измерений плотности при t = 20 °С, ρ₂₀ = 0,962 г/см³ = 962 кг/м³	Формула (5.20)		0,09 %
		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. Диапазон измерения 0 - 120 °С Δ_рег = 1,2 °С. Δ_к = 1,1 · (1,1² + 1,2²)^0,5 = 1,8 °С	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 = Q_макс	Формула (5.12). Формула (2)^* Рекомендаций		1,11 %
41. Средняя квадратическая погрешность измерений массового расхода σ_Q₁₀₀	Формула (5.2). Формула (1)^* Рекомендаций		1,84 %
42. Предельная относительная погрешность измерений расхода δ_Q₁₀₀	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 Q_макс = 28000 кг/ч = 7,7778 кг/с;

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

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

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

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

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

- перепад давления Δр = 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 v₈₀ = 97 мм²/с = 9,7 · 10^-5 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) - 1,6 м;

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

- температура окружающего воздуха t = 35 °С;

- напряжение питания сети V = 231 В.

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 р_а	П. 4.1.1	3432327,5 + 101324,7	3533652 Па
2. Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода К_т	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формулы (В.2),	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 = 0,9450γ = 0,000581, тогда ρ⁵⁰₄ = 0,9450 - 0,000581 · (50 - 20)	0,9276 г/см³
		При ρ = 0,9276γ = 0,000607, тогда ρ⁸⁰₄ = 0,9276 - 0,000607 · (80 - 50)	0,9094 г/см³
		При ρ = 0,9094γ = 0,000633, тогда ρ¹¹⁰₄ = 0,9094 - 0,000633 · (110 - 80)	0,8904 г/см³
		При ρ = 0,8904γ = 0,000647, тогда ρ¹³⁰₄ = 0,8904 - 0,000647 · (130 - 110)	0,8775 г/см³(877,5 кг/м³)
5. Кинематическая вязкость мазута в рабочих условиях v	Приложение Л^*, рисунок Л.1 Рекомендаций	v₁₃₀	15,8 мм²/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 %
7. Тип и разновидность термометра		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
манометра		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^-3кгс/см²
9. Верхний предел измерений дифференциального манометра Q_мп	П. 9.2.3	По ГОСТ 18140	32000 кг/ч = 8,8889 кг/с
Определение приближенного значения модуля
10. Допустимая потеря давления р_ПД не задана, следовательно, условия формулы (9.7) не выполняются
11. Вспомогательная величина С	Формула (9.5)		26,9445
12. Предельный номинальный перепад давлений Δр⁰_н	П. 9.2.4	По ГОСТ 18140	0,4 кгс/см² = 39226,6 Па
13. Вспомогательная 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 Q_макс, Re_макс	Формула (4.12). Приложение П^* Рекомендаций		69953
16. Число Рейнольдса при Q_мин, Re_мин	То же		23984
17. Граничные значения числа Рейнольдса в зависимости от относительной площади m и типа СУ:
Re_{макс гр}	Формула (3.1), таблица 3		84200
Re_{мин 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:
до СУ L₁	П. 8.4, таблица 7, П. 9.3.7	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. Наибольший перепад давления в СУ, соответствующий Q_п, Δр_макс	П. 4.2, формула (4.2)	Δр_мак_с = Δр⁰_н	2500 кгс/м² = 24516,6 Па
Проверка выполнения условий п. 1.6	П. 1.6, формулы (1.4), (1.5)	24516,6 3533652	0,0069
20. Отношение перепада давлений к абсолютному давлению на входе СУ, для воздуха х = 1,4	Приложение П^* Рекомендаций
		F0 = 2,068 · ехр(-877,5/500) - 0,259 = 2,068 · е^-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 вспомогательной величины mα, искомого значения модуля и геометрических характеристик сопла
21. Вспомогательная 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 К₀ 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
Отклонени е 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	Е = 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, соответствующий наибольшему перепаду давления, Δр_ма_кс, ε = 1, Q_м	Формула (2.1)		8,88894 кг/с
30. Отклонение ΔQ	П. 9.2.14		0,00045 % 0,00045 % < 0,2 %. Отклонение ΔQ от Q_мп менее 0,2 %, следовательно, расчет выполнен правильно
Средняя квадратическая относительная погрешность измерения расхода
31. Погрешность коэффициента расхода для сопла «четверть круга» σ_α	П. 5.2.1		1,0
32. Погрешность поправочного множителя на расширение измеряемой среды σ_ε, σ_ε = 0 (для жидкостей)			0
33. Отношение dα/dm	П. 5.2, приложение 1	-0,21 + 4,09 · 0,1712 - 3,8 · 0,1712²	0,379
34. Погрешность σ_d₂₀	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 σ_D20	П. 8.3	То же	0,05 %
36. Погрешность определения плотности σρ	Формула (5.20)		0,13 %
37. Погрешность измерения перепада давления для Q = 0,7Q_макс	Формула (5.12). Формула (2)^* Рекомендаций		0,35 %
38. Погрешность планиметрирования σ_пл	Журнал «Измерительная техника»^*, 1982, № 8		1,1 %
39. Погрешность, вносимая измерительными сосудами, σ_рс	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) δ_С1;1	П. 1.2.2, таблица 5^* ТО 3.9026-171		0,13 %
КСУ4 - от изменения напряжения питания от 220 В на 10 % (242 В) δ_С2;1	П. 1.2.2^* ТО 3.9026-171		0,25 %
- среднее квадратич еское 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_[_δ_x_1]	Формула (3.21)^* ТО 3.9026-171		0,16 %
Сапфир 22М	-		0 %
41. Средняя квадратическая погрешность измерений массового расхода σ_Q	Формула (5.2). Формула (1)^* Рекомендаций		1,61 %
42. Предельная относительная погрешность измерений расхода δ_Q₇₀	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 Q_макс = 28000 кг/ч = 7,7778 кг/с;

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

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

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

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

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

- перепад давления Δр = 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 v₈₀ = 140 мм²/с = 1,4 · 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 (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 р_а	П. 4.1.1	2451662,5 + 101324,7	2552987,2 Па
2. Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода К_т	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 = 0,955γ = 0,000567, тогда ρ₄⁵⁰ = 0,9550 - 0,000567 · (50 - 20)	0,9380 г/см³
		При ρ = 0,9380γ = 0,000594, тогда ρ₄⁸⁰ = 0,9380 - 0,000594 · (80 - 50)	0,9202 г/см³
		При ρ = 0,9202γ = 0,000607, тогда ρ₄¹¹⁰ = 0,9202 - 0,000607 · (110 - 80)	0,9020 г/см³
		При ρ = 0,9020γ = 0,000633, тогда ρ₄¹²⁰ = 0,9020 - 0,000633 · (120 - 110)	0,8956 г/см³(895,6 кг/м³)
5. Кинематическая вязкость мазута в рабочих условиях v	Приложение Л^*, рисунок Л.1 Рекомендаций	v₁₂₀	26 мм²/c = 2,6 · 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
		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 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 · 10³ кгс/см²
9. Верхний предел измерений дифференциального манометра Q_мп	П. 9.2.3	По ГОСТ 18140	32000 кг/ч = 8,8889 кг/с
Определение приближенного значения модуля
10. Допустимая потеря давления р_ПД не задана, следовательно, условия формулы (9.7) не выполняются
11. Вспомогательная величина С	Формула (9.5)		26,6775
12. Предельный номинальный перепад давления Δр⁰_н	П. 9.2.4	По ГОСТ 18140	1 кгс/см² = 98066,5 Па
13. Вспомогательная величина mα	Формула (9.6), приложение 2		0,0852 0,008 < 0,085 < 0,452
14. Приближенное 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 Q_макс, Re_макс	Формула (4.12). Приложение П^* Рекомендаций		41656
16. Число Рейнольдса при Q_мин, Re_мин	То же		14284
17. Граничные значения числа Рейнольдса в зависимости от относительной площади m и типа СУ:	Формула (3.1), таблица 3		42240
Re_{макс гр}			42240
Re_{мин 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, таблица 7, 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	0,5 м 0,5 м < 1,0 м - условие выполнено
19. Наибольший перепад давления в СУ, соответствующий Q_п, Δр_макс	П. 4.2, формула (4.2)	Δр_макс = Δр⁰_н	1 кгс/см² = 98066,5 Па
20. Отношение перепада давлений к абсолютному давлению на входе СУ, для воздуха х = 1,4	П. 1.6, формула (1.3). Приложение П^* Рекомендаций	98066,5 2552987,2	0,0384
Проверка выполнения условий п. 1.6
		F0 = 2,068 · ехр(-895,6/500) - 0,259 = 2,068 · е^-1,791 - 0,259 = 2,068 · 0,1668 - 0,259	0,0859
			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. Вспомогательная 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 К₀ 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 температуре 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 допуск. ±0,02 58 · 1,2 мм
Допускаемое отклонение		z = 1,8 · 0,0325446	0,058 м = 58 мм допуск. ±0,02 58 · 1,2 мм
27. Конусообразность цилиндрической части сопла	П. 6.3.2	z/2000	0,03 мм
28. Толщина несимметричного 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, соответствующий наибольшему перепаду давления Δр_макс, ε = 1, Q_м	Формула (2.1)		8,8774 кг/с
31. Отклонение ΔQ	П. 9.2.14		0,129 % 0,1 % < 0,2 %. Отклонение ΔQ от Q_мп менее 0,2 %, следовательно, расчет выполнен правильно
Средняя квадратическая относительная погрешность измерения расхода			1,0
32. Погрешность коэффициента расхода для цилиндрических сопл σ_α	П. 5.2.1
33. Погрешность поправочного множителя на расширение измеряемой среды σ_ε, σ_ε = 0 (для жидкостей)	Формула (5.3) П. 4.5.3		0
34. Отношение dα/dm	П. 5.2, приложение 1	-0,02 + 1,40 · 0,10566 - 0,97 · 0,10566²	0,1171
35. Погрешность σ_d₂₀	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 σ_D20	П. 8.3	То же	0,05 %
37. Погрешность определения плотности σρ	Формула (5.20)		0,13 %
38. Погрешность измерения перепада давления для Q₇₀ = 0,7Q_макс	Формула (5.12). Формула (2)^* Рекомендаций		0,49 %
39. Средняя квадратическая погрешность измерений массового расхода σ_Q₇₀	Формула (5.2). Формула (1)^* Рекомендаций		1,65 %
40. Предельная относительная погрешность измерений расхода δ_Q₇₀	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 М100;

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

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

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

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

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

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

- перепад давления Δр = 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 v₈₀ = 103 мм²/с = 1,030 · 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 (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 р_а	П. 4.1.1	2451662,5 + 101324,7	2552987,2 Па
2. Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода К_т	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 = 0,940γ = 0,000581, тогда ρ₄⁵⁰ = 0,940 - 0,000581 · (50 - 20)	0,923 г/см³
		При ρ = 0,923γ = 0,000607, тогда ρ₄⁸⁰ = 0,923 - 0,000607 · (80 - 50)	0,905 г/см³
		При ρ = 0,905γ = 0,000633, тогда ρ₄¹¹⁰ = 0,905 - 0,000633 · (110 - 80)	0,886 г/см³
		При ρ = 0,886γ = 0,000660, тогда ρ₄¹²⁰ = 0,886 - 0,000660 · (120 - 110)	0,879 г/см³(879,0 кг/м³)
5. Кинематическая вязкость мазута в рабочих условиях v	Приложение Л^*, рисунок Л.1 Рекомендаций	v₁₂₀	19,3 мм²/с = 1,93 · 10⁵ м²/с
Выбор типа и разновидности дифференциального манометра
6. Тип и разновидность дифференциального манометра	П. 9.2.3	Преобразователь измерительный «Сапфир 22-ДД-ЕХ»	Класс точности 0,5
		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 R_ном 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
манометра		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 Q_мп	П. 9.2.3	По ГОСТ 18140	63000 кг/ч = 17,5 кг/с
Определение приближенного значения модуля
10. Допустимая потеря давления р_ПД не задана, следовательно, условия формулы (9.7) не выполняются
11. Вспомогательная величина С	Формула (9.5)		54,0914
12. Предельный номинальный перепад давления Δр⁰_н	П. 9.2.4		0,63 кгс/см² = 61781,89 Па
13. Вспомогательная величина mα	Формула (9.6), приложение 2		0,21762 0,2 < mα < 0,3762
14. Приближенное 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 Q_макс, Re_макс	Формула (4.12). Приложение П^* Рекомендаций		115575
16. Число Рейнольдса при Q_мин, Re_мин	То же		34673
17. Граничные значения числа Рейнольдса в зависимости от относительной площади m и типа СУ:
Re_{макс гр}	Формула (3.1), таблица 3		252800
Re_{мин гр}	Формула (3.1), таблица 3		5129 115575 <252800; 34673 > 5129 - 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 = 16D = 16 · 0,099	1,58 м 1,6 м < 2,5 м
после СУ L₂		L₂ = 6,5D = 5 · 0,099	0,64 м 0,6 м < 1,0 м - условие выполнено
19. Наибольший перепад давления в СУ, соответствующий Q_п, Δр_макс	П. 4.2, формула (4.2)	Δр_макс = Δр⁰_н	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	61781,89 2552987,2	0,024

		F0 = 2,068 · ехр(-879/500) - 0,259 = 2,068 · е^-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 вспомогательной величины mα, искомого значения модуля и геометрических характеристик диафрагмы
21. Вспомогательная 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. Поправочный множитель К₀ на тепловое расширение материала СУ (Ст. 12Х18Н9Т)	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	H = 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 вспомогательной диафрагм Е	П. 6.5.2	0,05D = 0,05 · 99,1	4,955 мм
29. Длина цилиндрического отверстия е	П. 6.5.3	0,005D < e <0,02D 0,005 · 99,1 < е < 0,02 · 99,1	0,49 мм < е < 1,98 мм
30. Угол наклона образующей конуса к оси диафрагмы ψ	П. 6.5.4	30° < ψ < 45°
31. Диаметр отверстия d"₂₀ вспомогательной диафрагмы при температуре t = 20 °С	Формула (9.12)		83,075 мм
32. Отклонение внутреннего диаметра d" вспомогательной диафрагмы от номинального 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 · 0,3056^1,82	0,7117
34. Расход, соответствующий наибольшему перепаду давления Δр_мак_c, ε = 1, Q_м	Формула (2.1)		17,4896 кг/с
35. Отклонение, ΔQ			0,059 % 0,06 % < 0,20 %. Отклонение ΔQ от Q_мп менее 0,2 %, следовательно, расчет выполнен правильно
Погрешность измерения расхода
36. Погрешность коэффициента расхода для двойных диафрагм σ_α	П. 5.2.1		0,5 %
37. Погрешность поправочного множителя на расширение измеряемой среды σ_ε	Формула (5.5)	7,5 · (1 - 1)	0
38. Отношение dα/dm	П. 5.2, приложение 1	0,44 · 0,3056^0,⁸²	0,166
39. Погрешность σ_d₂₀	П. 6.1.5	В зависимости от требований к погрешности измерения расхода выбираем в пределах от 0,05 до 0,3 %	0,05 %
40. Погрешность σ_D20	П. 8.3	В зависимости от требований к погрешности измерения расхода выбираем в пределах от 0,05 до 0,3 %	0,05 %
41. Погрешность определения плотности σρ	Формула (5.20)		0,10 %
где Δρ¢₁ - максимальная абсолютная погрешность измерений плотности при t = 20 °С, ρ₂₀ = 0,940 г/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 = 0,7Q_макс	Формула (5.12). Формула (2)^* Рекомендаций		0,47 %
43. Средняя квадратическая погрешность измерений массового расхода σ_Q₇₀	Формула (5.2). Формула (1)^* Рекомендаций		1,39
44. Предельная относительная погрешность измерений расхода δ_Q₇₀	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 Q_макс = 320000 кг/ч = 88,8889 кг/с;

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

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

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

- барометрическое давление р_б = 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 v₈₀ = 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 р_а	П. 4.1.1	3432327,5 + 101324,7	3533652 Па
2. Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода К_т	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 = 0,997γ = 0,000515, тогда ρ₄⁵⁰ = 0,997 - 0,000515 · (50 - 20)	0,9816 г/см³
		При ρ = 0,9816γ = 0,000528, тогда ρ₄⁸⁰ = 0,9816 - 0,000528 · (80 - 50)	0,9658 г/см³
		При ρ = 0,9658γ = 0,000554, тогда ρ₄¹¹⁰ = 0,9658 - 0,000554 · (110 - 80)	0,9492 г/см³
		При ρ = 0,9492γ = 0,000581, тогда ρ₄¹²⁰ = 0,9492 - 0,000581 · (120 - 110)	0,9434 г/см³(943,4 кг/м³)
5. Кинематическая вязкость мазута в рабочих условиях v	Приложение Л^*, рисунок Л.1 Рекомендаций	v₁₂₀	19,3 мм²/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
		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 %
7. Тип и разновидность термометра		Вторичный прибор КСУ-4 с пределом измерения от 0 до 150 °С	Класс точности 0,5; погрешность записи ±0,5 %
8. Тип и разновидность:		Преобразователь измерительный «Сапфир-22ДИ» с пределом измерений 40 кгс/см²	Класс точности 0,5
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 дифференциального манометра Q_мп	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 р_ПД не задана, следовательно, условия формулы (9.7) не выполняются
11. Вспомогательная величина С	Формула (9.5)		28,895
12. Предельный номинальный перепад давления Δр⁰_н	П. 9.2.4	По ГОСТ 18140	1,6 кгс/см² = 156906,4 Па
13. Вспомогательная величина mα	Формула (9.6), приложение 2		0,07295 0,0608 < 0,0723 < 0,3365
14. Приближенное 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 Q_макс, Re_макс	Формула (4.12). Приложение П^* Рекомендаций		202948
16. Число Рейнольдса при Q_мин, Re_мин	То же		60884
17. Граничные значения числа Рейнольдса в зависимости от относительной площади m и типа СУ:
Re_{макс гр}	Формула (3.1), таблица 3		10⁶
Re_мин_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 < 4,0 м
после СУ L₂		L₂ = 5D = 5 · 0,3003593	1,5 м 1,5 м < 3,0 м - условие выполнено
19. Наибольший перепад давления в СУ, соответствующий Q_п, Δр_макс	П. 4.2, формула (4.2)	Δр_макс = Δр⁰_н	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 х = 1,4	П. 1.6, формулы (1.4), (1.5).	156906,4 3533652,2	0,0444
	Приложение П^* Рекомендаций
		F0 = 2,068 · ехр(-943,4/500) - 0,259 = 2,068 · е^-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 вспомогательной величины mα, искомого значения модуля и геометрических характеристик диафрагмы
21. Вспомогательная 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. Поправочный множитель К₀ 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 е	П. 6.6.2	0,005 · 0,3003593 < е < 0,02 · 0,3003593	0,0015 м < е < 0,0060 м 1,50 мм < е < 6,00 мм. Угол 30° ≤ ψ ≤ 45°
25. Высота сегмента при рабочей температуре H	П. 6.6.4, формула (6.5)	Н/D = 0,04605 + 1,1997 · 0,1198 - 0,9637 · 0,1198² + 0,7612 · 0,1198³	0,17464
		Н = 0,3003593 - 0,17464	0,05245 м = 52,45 мм
26. Высота сегмента H₂₀ при температуре t = 20 °С	П. 6.6.4	Н/K₀ = 0,05245/1,0011975	0,052392 м = 52,39 мм
Отклонение ΔН₂₀	Формула (6.1)		±0,000031 м = 0,031 мм
27. Центральный 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. Относительная площадь m	Формула (6.8)		0,1171
Проверка правильности выполнения расчета
30. Коэффициент расхода α	П. 3.2	0,6085 - 0,03427 · 0,1171 + 0,3237 · 0,1171² + 0,00695 · 0,1171³	0,60894
31. Расход, соответствующий наибольшему перепаду давления Δр_ма_кс, ε = 1, Q_м	Формула (2.1), где pd²/4 = f		88,8178 кг/с
32. Отклонение ΔQ	П. 9.2.14		0,08 % 0,1 % < 0,2 %. Отклонение ΔQ от Q_макс менее 0,2 %, следовательно, расчет выполнен правильно
Средняя квадратическая относительная погрешность измерения расхода
33. Погрешность коэффициента расхода для сегментных диафрагм σ_α	П. 5.2.1	0,6 + 1,5 · 0,1198²	0,62 %
34. Погрешность поправочного множителя на расширение измеряемой среды σ_ε, ε = 1	П. 4.5.3		0
35. Отношение dα/dm	П. 5.2, приложение 1	-0,03 + 0,65m + 0,02m² = -0,03 + 0,65 · 0,1198 + 0,02 · 0,1198²	0,0482
36. Погрешность σ_d₂₀	П. 6.1.5	В зависимости от требований к погрешности измерения расхода выбираем в пределах от 0,05 до 0,3 %	0,05 %
37. Погрешность σ_D20	П. 8.3	То же	0,05 %
38. Погрешность определения плотности σρ	Формула (5.20)		0,13 %
39. Погрешность измерения перепада давления для Q₇₀ = 0,7Q_макс	Формула (5.12). Формула (2)^* Рекомендаций		0,47 %
40. Средняя квадратическая погрешность измерений массового расхода σ_Q₇₀	Формула (5.2). Формула (1)^* Рекомендаций		1,44 %
41. Предельная относительная погрешность измерений расхода δ_Q₇₀	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 Q_макс = 100000 кг/ч = 27,778 кг/с;

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

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

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

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

- потеря давления в СУ при расходе Q_макс, Р_пд = 1 кгс/см² = 98066,5 Па;

- предельный номинальный перепад давления Δр⁰_н = 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 v₈₀ = 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 Е.1

Определяемая величина	Номера пунктов, формул, приложений	Расчет	Результат
1	2	3	4
Определение недостающих для расчета данных
1. Абсолютное давление потока мазута р_а	П. 4.1.1	2941995 + 100658,1	3042653,1 Па
2. Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода К_т	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 = 0,955γ = 0,000567, тогда ρ₄⁵⁰ = 0,955 - 0,000567 · (50 - 20)	0,9380 г/см³
		При ρ = 0,9380γ = 0,000620, тогда ρ₄⁸⁰ = 0,9380 - 0,000594 · (80 - 50)	0,9202 г/см³
		При ρ = 0,9202γ = 0,000607, тогда ρ₄¹¹⁰ = 0,9202 - 0,000607 · (110 - 80)	0,9020 г/см³
		При ρ = 0,9020γ = 0,000633, тогда ρ₄¹⁴⁰ = 0,9020 - 0,000633 · (140 - 110)	0,8830 г/см³
		При ρ = 0,8830γ = 0,000660, тогда ρ₄¹⁵⁰ = 0,8830 - 0,000660 · (150 - 140)	0,8764 г/см³(876,4 кг/м³)
5. Кинематическая вязкость мазута в рабочих условиях v	Приложение Л^* Рекомендаций	v₁₅₀	8,8 мм/с = 0,88 · 10^-5 м²/с
6. Динамическая 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	Класс точности 0,5
		Блок преобразования сигнала	Погрешность ±0,25 %
		Устройство измерения и регистрации РП 160	Класс точности 0,5; погрешность записи ±1,0 %; погрешность хода диаграммы ±0,5 %
8. Тип и разновидность термометра		Термопреобразователь сопротивления ТСМ	Допускаемое отклонение от R_но_м для класса С = 0,2 по ГОСТ 6651
		Устройство измерения и регистрации КСМ2, предел измерения 200 °С	Класс точности 0,5; погрешность записи ±1,0 %
		Наружный диаметр гильзы термометра (гильза термометра установлена после сужающего устройства)	18 мм
		Расстояние до сужающего устройства	1100 мм
9. Тип и разновидность:
манометра		Преобразователь измерительный «Сапфир-22ДИ»	Класс точности 0,5
манометра		Устройство измерений и регистрации РП 160	Класс точности 0,5; погрешность записи ±1,0 %
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
10. Верхний предел измерений дифференциального манометра, Q_мп	П. 9.2.3	По ГОСТ 18140	100000 кг/ч = 27,778 кг/с
Определение приближенного значения модуля
11. Допустимая потеря давления, р_ПД	П. 9.2.4.1		98066,5 Па
12. Вспомогательная величина С	Формула (9.5)		40,0534
13. Предельный номинальный перепад давления Δр⁰_н	П. 9.2.4	По ГОСТ 18140	0,63 кгс/см² = 61781,9 Па
14. Вспомогательная величина mα	Формула (9.6), приложение 2		0,16114
15. Приближенное значение модуля m	Приложение 3, стр. 47		0,2529
16. Относительная потеря давления, П	П. 7.1. Рис. 11		0,74
Проверка выполнения неравенства	Формула (9.7)		132522,3 132522,3 > 61781,9 - условие выполнено
Проверка выполнения условия п. 9.2.5
17. Число Рейнольдса при Q_макс, Re_макс	Формула (4.12). Приложение П^* Рекомендаций		309673
18. Число Рейнольдса при Q_мин, Re_мин	То же		103223
19. Граничные значения числа Рейнольдса в зависимости от относительной площади m и типа СУ:
Re_{мин гр}	Формула (3.1), таблица 3		81160 Re_мин ≥ Re_{мин гр} 103223 > 81160
Re_{макс гр}	Формула (3.1), таблица 3		10⁷ Re_макс ≤ Re_{макс гр} 309673 < 10⁷ - условия выполнены, расчет можно продолжить
Проверка выполнения условия п. 8.4
20. Необходимая минимальная длина прямого участка трубопровода	П. 8.4, таблица 7, П. 9.3.7
до СУ L₁		L₁ = 14D = 14 · 0,145230	2,0 м 2,0 м < 20 м
после СУ L₂		L₂ = 6D = 6 · 0,145230	0,9 м 0,9 м < 18,5 м - условие выполнено
21. Наибольший перепад давления в СУ, соответствующий Q_п, Δр_макс	П. 4.2, формула (4.2)	Δр_макс = Δр⁰_н	0,63 кгс/см² = 61781,7 Па
Проверка выполнения условий п. 1.6
22. Отношение перепада давлений к абсолютному давлению на входе СУ, для воздуха х = 1,4	П. 1.6, формула (1.4). Приложение П^* Рекомендаций	61781,7 3042653,1	0,020

		F0 = 2,068 · ехр(-867,1/500) - 0,259 = 2,068 · е^-1,753 - 0,259	0,099
			0,1204
			-0,427
			-0,630
	Формула (1.5)		0,252
	Формула (1.4)	1 - 0,252	0,748 Так как 0,020 < 0,748, расчет продолжаем
Определение вспомогательной величины mα, искомого значения модуля и геометрических характеристик диафрагмы
23. Вспомогательная величина mα	Формула (9.13)		0,1611
24. Искомое значение модуля m	Приложение 3, стр. 47		0,2529
25. Поправочный множитель К₀ на тепловое расширение материала СУ	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формулы (В.4), (В.5)	1 + 10^-6 · (15,6 + 10^-3 · 150 · 8,3 - 10^-6 · 150² · 6,5)×(150 - 20)	1,0021708
26. Диаметр отверстия диафрагмы d₂₀ при температуре t = 20 °С	Формула (9.12)		0,072877 м = 72,877 мм
Отклонение диаметра Δd₂₀			±0,000146 м = ±0,146 мм
27. Диаметр отверстия СУ при рабочей температуре d	ГОСТ 8.563.1* Приложение В, формула (В.4)	0,072877 · 1,0021708	0,0730347 м = 73,0347 мм
Определение геометрических характеристик
28. Толщина диафрагмы E	П. 6.7.2, ГОСТ 8.563.1*	Е < 0,05D = 0,05 · 0,145230 · 1000	7,3 мм принимаем Е = 6 мм
29. Длина цилиндрической части отверстия е		0,005 · 145 < е < 0,02 · (145 - 12,5 · 10^-3) Цилиндрическое отверстие должно переходить в коническую часть	0,7 мм ≤ е ≤ 2,9 мм. Принимаем е = 2 мм
30. Угол наклона образующей конуса к оси диафрагмы ψ	П. 6.7.2		30° ≤ ψ ≤ 45°
31. Глубина снятия фаски на входной кромке диафрагмы h	П. 6.7.3	h = 0,25 ± 0,0005 · 73,0347. Фаску выполнять под углом (45 ± 5)°	0,250 ± 0,037 мм
32. Кратчайшее расстояние L между осью сужающего устройства и осью трубы	Формула (8.1)		0,002153 м L < 2,0 мм
33. Абсолютная эквивалентная шероховатость стенок трубопровода	РД 50-213-80^* [16] таблица 4		0,04 мм
34. Средняя относительная шероховатость стенок прямого трубопровода длиной 10Д до СУ	П. 8.3		Не превышает 4,9
Проверка правильности выполнения расчета
35. Коэффициент расхода α	П. 3.2	При m < 0,3
		α_с = 0,5950 + 0,04 · 0,2529 + 0,3 · 0,2529²	0,6243035
			0,637403
36. Расход, соответствующий наибольшему перепаду давления Δp_макс, ε = 1, Q_м	Формула (2.1), где pd²/4 = f		27,788 кг/с
37. Отклонение ΔQ	П. 9.2.14		0,036 %. Отклонение ΔQ от Q_мп менее 0,2 %, следовательно, расчет выполнен правильно
Средняя квадратическая относительная погрешность измерения расхода
38. Погрешность коэффициента расхода для износоустойчивых диафрагм σ_α	П. 5.2.1	При m < 0,4	0,2 %
39. Погрешность поправочного множителя на расширение измеряемой среды σ_ε, ε = 1	Формула (5.5)	Не определяется, так как ε = 1	0
40. Отношение dα/dm	П. 5.2, приложение 1	Для износоустойчивых диафрагм dα/dm = m	0,2529
41. Погрешность σ_d₂₀	П. 6.1.5	В зависимости от требований к погрешности измерения расхода выбираем в пределах от 0,05 до 0,3 %	0,1 %
42. Погрешность σ_D₂₀	П. 8.3	То же	0,1 %
43. Погрешность определения плотности σρ	Формула (5.20)		0,1 %
где Δp¢₁ - максимальная абсолютная погрешность измерений плотности при t = 20 °С, ρ₂₀ = 955 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 прибора и термопреобразователя сопротивления	В абсолютных значениях ±2,3 °С
Δβ - максимальная абсолютная погрешность измерений коэффициента объемного теплового расширения мазута, β = 0,000594 для ρ₂₀ = 955 кг/м³	Приложение К^* Рекомендаций	Половина единицы разряда последней значащей цифры β	0,0000005 °С
44. Средняя квадратическая погрешность измерения перепада давления для Q₇₀ = 0,7Q_макс	Формула (5.12). Формула (2)^* Рекомендаций		0,93 %
45. Средняя квадратическая погрешность измерений массового расхода σ_Q₇₀	Формула (5.2). Формула (1)^* Рекомендаций		1,49 %
46. Предельная относительная погрешность измерений расхода δ_Q₇₀	Формула (5.1). Формула (3)^* Рекомендаций	2 · 1,49	3,0 %

Расчет выполнил ____________________ _________________________________

(подпись) (инициалы, фамилия)

Заключение:

Площадь отверстия диафрагмы соответствует заданным параметрам.

Калибровщик ______________________ _____________________ _________

(подпись) (инициалы, фамилия) (дата)

Приложение Ж

(справочное)

РАБОЧИЕ ЧЕРТЕЖИ СПЕЦИАЛЬНОГО СУЖАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Приложение И

(справочное)

РАБОЧИЕ ЧЕРТЕЖИ ИЗНОСОУСТОЙЧИВОЙ ДИАФРАГМЫ

Приложение К

(справочное)

ПЕРЕСЧЕТ ПЛОТНОСТИ ЖИДКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ ОТ ОДНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ К ДРУГОЙ

Для пересчета плотности жидких нефтепродуктов от одной температуры к другой следует пользоваться формулой Д.И. Менделеева

где - относительная плотность при температуре t₁;

- относительная плотность при температуре t₂;

γ - средняя температурная поправка на 1 °С при температуре t_н и относительной плотности .

Значения температурных поправок представлены в таблице К.1.

Формула обеспечивает высокую точность, если разница (t₁ - t₂) нe более 30 °С. Более высокая точность обеспечивается при (t₁ - t₂) не более 10 °С. В других случаях интервал температур следует разбить на более мелкие (каждые из которых не более 30 °С). Далее в соответствии с формулой следует определять ступенчато до заданной температуры новые значения ρ и γ для нахождения искомой плотности .

Пример пересчета плотности мазута от одной температуры к другой

Исходные данные:

- температура мазута t₁ = 20 °С;

- относительная плотность ρ_н²⁰ = 0,9650 г/см³.

Определить плотность мазута при t₂ = 100 °С.

При ρ = 0,9650 кг/см³ γ = 0,000554,

тогда ρ_н⁵⁰ = 0,9650 - 0,000554(50 - 20) = 0,9484 г/см³.

При ρ = 0,9484 кг/см³ γ = 0,000581,

тогда ρ_н⁸⁰ = 0,9484 - 0,000581(80 - 50) = 0,9310 г/см³.

При ρ = 0,9310 кг/см³ γ = 0,000594,

тогда ρ_н¹⁰⁰ = 0,9310 - 0,000594(100 - 80) = 0,9191 г/см³.

Следовательно, плотность мазута при t₂ = 100 °С ρ₁₀₀ = 0,9191 г/см³.

Для быстрого, но менее точного пересчета плотности мазута от одной температуры к другой можно пользоваться графиком (рисунок К.1).

На оси у откладывают известное значение относительной плотности ρ_н²⁰ (точка А). Из полученной точки проводят линию, параллельную близлежащей наклонной прямой.

На оси х из точки, соответствующей рабочей температуре, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с линией, соответствующей ρ_н²⁰ (точка В). Из полученной точки проводят прямую до пересечения с осью у и в точке пересечения находят искомую относительную плотность ρ_н^t² (точка С).

Рисунок K.1 - Номограмма зависимости различной плотности мазута от температуры

Таблица К.1

Относительная плотность ρ_н^tn, г/см³	Температурная поправка плотности γ, г/(см³ · °С)	Коэффициент объемного расширения β, 1/°С
0,8500 - 0,8599	0,000699	0,000818
0,8600 - 0,8699	0,000686	0,000793
0,8700 - 0,8799	0,000673	0,000769
0,8800 - 0,8899	0,000660	0,000746
0,8900 - 0,8999	0,000647	0,000722
0,9000 - 0,9099	0,000633	0,000699
0,9100 - 0,9199	0,000620	0,000677
0,9200 - 0,9299	0,000607	0,000656
0,9300 - 0,9399	0,000594	0,000635
0,9400 - 0,9499	0,000581	0,000615
0,9500 - 0,9599	0,000567	0,000594
0,9600 - 0,9699	0,000554	0,000574
0,9700 - 0,9799	0,000541	0,000555
0,9800 - 0,9899	0,000528	0,000536
0,9900 - 0,9999	0,000515	0,000518
1,0000 - 1,0099	0,000502	0,000499
1,0100 - 1,0199	0,000489	0,000482
1,0200 - 1,0299	0,000476	0,000464
1,0300 - 1,0399	0,000463	0,000447
1,0400 - 1,0499	0,000450	0,000431
1,0500 - 0,0599	0,000437	0,000414
1,0600 - 1,0700	0,000424	0,000398

Приложение Л

(справочное)

ПЕРЕСЧЕТ ВЯЗКОСТИ МАЗУТА ОТ ОДНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ К ДРУГОЙ (по данным ВТИ)

Изменение вязкости мазута марок М40, M100 в зависимости от изменения температуры приведено на номограмме (рисунок Л.1). Линии, характеризующие в этой координатной сетке изменение вязкости от температуры для указанных марок топочных мазутов, являются прямыми, имеют почти одинаковый наклон и в первом приближении их можно считать параллельными.

Для пересчета вязкости мазута от одной температуры к другой по номограмме находят точку, соответствующую известному значению вязкости мазута при определенной температуре t₁ (точка А). Из полученной точки проводят прямую линию, параллельную оси х.

На оси х из точки, соответствующей температуре t₁, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с данной линией (точка В). Через полученную точку проводят прямую, параллельную близлежащей наклонной прямой.

На оси х из точки, соответствующей рабочей температуре t₂, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с наклонной прямой (точка С).

Из полученной точки проводят прямую линию до пересечения с осью у и в точке пересечения находят искомую вязкость (точка Д).

Для получения строгой зависимости вязкости от температуры для любой конкретной марки мазута необходимо определить его вязкость при любых двух значениях температуры, нанести эти точки на номограмму и соединить их прямой линией.

Промежуточные значения на шкале кинематической вязкости v (м²/с) для заданной условной вязкости можно определить по формуле

При использовании мазута малой вязкости число 0,0631 следует уменьшить до 0,050 при 2°УВ, до 0,0540 при 1,8°УВ, до 0,0570 при 1,6°УВ, до 0,0595 при 1,4°УВ и до 0,0620 при 1,15°УВ (Машиностроение. Энциклопедический справочник - М.: 1947).

Пример пересчета вязкости мазута от одной температуры к другой

Исходные данные:

- мазут марки M100;

- кинематическая вязкость мазута при t₁ = 80 °С

v₈₀ = 90 мм²/с = 9,0 · 10^-5 мм²/с.

Определить кинематическую вязкость мазута при температуре t₂ = 120 °С.

Для v₈₀ = 90 мм²/с и t₁ = 80 °С на рисунке Л.1 находят точку пересечения, проводят через нее прямую, параллельную оси х. На оси х из точки, соответствующей t₁ = 80 °С, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с указанной линией и через полученную точку проводят прямую, параллельную наклонной прямой. Из точки, соответствующей t₂ = 120 °С, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с наклонной прямой и из полученной точки проводят прямую, параллельную оси х, до пересечения с осью у. Находят искомую вязкость v₁₂₀ = 19,7 мм²/с = 1,97 · 10^-5 мм²/с.

1 - мазут М40; 2 - мазут М100

Рисунок Л.1 - Номограмма зависимости вязкости мазута от температуры

Приложение М

(справочное)

ФОРМА ВЫПУСКНОГО АТТЕСТАТА

Выпускной аттестат

на диск ССУ - диафрагма с коническим входом типа ДКС _________________________

№ _________________________ изготовленный __________________________________

принадлежащий _____________________________________________________________

1. Расчетный диаметр трубопровода D₂₀ ___________________________________ мм

2. Расчетный диаметр отверстия d₂₀ _______________________________________ мм

3. Номинальный перепад давления Δр⁰_н ____________________________________ Па

4. Относительная площадь m _______________________________________________

5. Коэффициент расхода α __________________________________________________

6. Наружный диаметр диска D₂ ___________________________________________ мм

7. Толщина диска Е ____________________________________________________ мм

8. Длина цилиндрической части диска е ___________________________________ мм

9. Глубина скоса j ______________________________________________________ мм

10. Диаметр цилиндрической выточки К ___________________________________ мм

Расчет диска ССУ проверен

___________________________________________________________________________

(дата проверки) (руководитель метрологической службы

___________________________________________________________________________

организации изготовителя ССУ, фамилия, инициалы, подпись, дата, печать)

Результаты измерений

d₂₀¹	d₂₀²	d₂₀³	d₂₀⁴	d₂₀⁵

Заключение: _____________________________________________________________

Калибровщик ____________________________________________________________

(должность, фамилия, инициалы, подпись, дата, печать)

Приложение Н

(рекомендуемое)

ФОРМА АКТА РЕВИЗИИ (УСТАНОВКИ) ССУ

______________________________________________________________

(наименование энергопредприятия)

Акт
ревизии (установки) специального сужающего устройства

г. __________________ «__» ___________ 20__ г.

Настоящий Акт составлен представителями _____________________________________

___________________________________________________________________________

в присутствии ______________________________________________________________

Была проведена ревизия (установка) ССУ на мазутопроводе _______________________

в комплекте с _______________________________________________________________

(тип и заводской номер датчика, прибора)

___________________________________________________________________________

(номер позиции по проекту)

В результате ревизии установлено:

1. Внутренний диаметр трубопровода перед ССУ:

D¹₂₀ ___________ D²₂₀ ___________ D³₂₀ ___________ D⁴₂₀ ___________ D₂₀ __________

2. То же на расстоянии 0,25D перед ССУ:

D¹₂₀ ___________ D²₂₀ ___________ D³₂₀ ___________ D⁴₂₀ ___________ D₂₀ __________

3. To же на расстоянии 0,5D перед ССУ:

D¹₂₀ ___________ D²₂₀ ___________ D³₂₀ ___________ D⁴₂₀ ___________ D₂₀ __________

4. Внутренний диаметр трубопровода после ССУ на расстоянии 2D:

D¹₂₀ ___________ D²₂₀ ___________ D³₂₀ ___________ D⁴₂₀ ___________ D₂₀ __________

5. Наличие уступов, неровностей, сварных швов на внутренней поверхности трубопровода _______________________________________________________________

6. Расстояние прямых участков трубопровода до ССУ ____________________________

7. То же после ССУ __________________________________________________________

8. Внутренний диаметр отверстия ССУ:

d¹₂₀ ___________ d²₂₀ ___________ d³₂₀ ___________ d⁴₂₀ ___________ d₂₀ ____________

9. Толщина диска ССУ Е _____________________________________________________

10. Входная кромка отверстия (острота, углы скоса и др.) _________________________

___________________________________________________________________________

11. Наличие заусенцев и зазубрин на кромках отверстия ССУ ______________________

___________________________________________________________________________

12. Диаметр отверстия или ширина щели камеры для отбора перепада давления, ______

___________________________________________________________________________

13. Выявленные дефекты _____________________________________________________

При ревизии применялись следующие измерительные инструменты: ________________

___________________________________________________________________________

(тип, заводской номер и дата поверки)

___________________________________________________________________________

Заключение. По результатам ревизии установлено, что данное ССУ соответствует или не соответствует требованиям РД 50-411-83.

___________________________________________________________________________

(должность) (подпись) (фамилия, инициалы)

___________________________________________________________________________

(должность) (подпись) (фамилия, инициалы)

___________________________________________________________________________

(должность) (подпись) (фамилия, инициалы)

Приложение П

(справочное)

ПОЯСНЕНИЯ К РАСЧЕТУ НЕКОТОРЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И КОЭФФИЦИЕНТОВ

П.1 Давление насыщенного пара р_нп - по формуле (1.5) РД 50-411-83 [5].

Зависит от температуры измеряемой среды и определяется в соответствии с ГОСТ 8.563.1-97;

П.2 Плотность жидкости ρ_t и значение максимальной абсолютной погрешности измерений плотности Δρ¢_t при температуре 20 °С - по формуле (5.20) РД 50-411-83.

Δρ¢_t равно половине единицы разряда последней значащей цифры ρ_t. Если известна воспроизводимость результатов измерений ρ по ГОСТ 3900-85, то принимаются исходные данные.

П.3 Максимальная абсолютная погрешность измерений температуры мазута Δ_t - по формуле (5.20) РД 50-411-83.

Зависит от погрешности записи регистрирующего прибора и термопреобразователя сопротивления и равна

П.4 Класс точности дифференциального манометра (комплекта расходомера) S_Q - по формулам (5.11); (5.12); (5.13) РД 50-411-83.

Характеризуется предельной относительной погрешностью комплекта в целом, первичного измерительного преобразователя и регистрирующего измерительного прибора

П.5 Коэффициент, характеризующий изменение значения кинематической вязкости v, при выполнении расчетов в единицах СИ по формулам (4.11) и (4.12) РД 50-411-83 равен 9,80665.

Так как при выполнении расчетов и определении вязкости мазута в рабочих условиях используются номограммы и другие справочные данные, составленные в системах МКС МКГСС, то при условии измерения динамической вязкости μ (кгс · с/м²) кинематическая вязкость v = μ/ρ. При переводе в систему СИ v = μ · 9,80665/ρ, отсюда μ = vρ/9,80665.

Следовательно, для вычисления числа Рейнольдса при известном объемном расходе, подставляя значения μ в формулу (4.11) РД 50-411-83,

число Рейнольдса

а при известном массовом расходе формула (4.12) РД 50-411-83 имеет вид

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 8.563.1-97. Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления. Диафрагмы, сопла ИСА 1932 и трубы Вентури, установленные в заполненных трубопроводах круглого сечения.

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

3. ГОСТ 3900-85. Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности.

4. ГОСТ 33-82. Нефтепродукты. Методы определения кинематической и расчет динамической вязкости.

5. РД 50-411-83. Методические указания. Расход жидкостей и газов. Методика выполнения измерений с помощью специальных сужающих устройств.

6. РД 153-34.0-11.201-97. Методика определения обобщенных метрологических характеристик измерительных каналов ИИС и АСУ ТП по метрологическим характеристикам агрегатных средств измерений. - М.: СПО ОРГРЭС, 1999.

7. РД 34.11.321-96. Нормы погрешности измерений технологических параметров тепловых электростанций и подстанций. - М.: Ротапринт ВТИ, 1997.

8. РД 153-34.0-11.326-00. Методика выполнения измерений расхода мазута с применением специальных сужающих устройств. - М.: СПО ОРГРЭС, 2001.

9. Измерительная техника, 1982, № 8.

10. Геллер З.И. Мазут как топливо.

11. Адамов В.А. Сжигание мазута в топках котлов.

12. Ляндо И.М. Эксплуатация мазутного хозяйства котельной промышленного предприятия.

13. Ляндо И.М. Сжигание топочного мазута и газа в промышленных котельных.

14. РД 34.09.114-92. Методические указания по контролю качества твердого, жидкого и газообразного топлива для расчета удельных расходов топлива на тепловых электростанциях. - М.: Ротапринт ВТИ, 1992.

15. РД 153-34.0-11.201-97. Методика определения обобщенных метрологических характеристик измерительных каналов ИИС и АСУ ТП по метрологическим характеристикам агрегатных средств измерений. - М.: СПО ОРГРЭС, 1999.

16. РД 50-213-80. Правила измерения расхода газа и жидкостей стандартными сужающими устройствами.

СОДЕРЖАНИЕ

1 общие положения. 1

2 расчет ссу и определение геометрических характеристик элементов расходомерных узлов. 2

3 расчет погрешности измерения расхода мазута. 3

Приложение А. Пример расчета диафрагмы с коническим входом.. 4

Приложение б. Пример расчета сопла «четверть круга». 10

Приложение в. Пример расчета цилиндрического сопла. 15

Приложение г. Пример расчета двойной диафрагмы.. 21

Приложение д. Пример расчета сегментной диафрагмы.. 27

Приложение е. Пример расчета износоустойчивой диафрагмы.. 33

Приложение ж. Рабочие чертежи специального сужающего устройства. 41