ISO 2975-3-1976 Measurement of water flow in closed conduits Tracer methods Part III Constant rate injection method using radioactive tracers《封闭管道中水流量的测量 示踪法 第3.pdf

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1、NORME INTERNATIONALE 29751111 INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION l MF.-X,IYIiAPWlHAII OPTAHH3ALlMR 110 CTAHJIAPTll3AUMW ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALlSATlON Mesure de dbit de leau dans les conduites fermes - Mthodes par traceurs - Partie Ill : Mthode dinjection dbit constant, uti

2、lisant des traceurs radioactifs Measurement of water flow in closed conduits - Tracer methods - Part I/l : Constant rate injection method using radioactive tracers Premire dition - 1976-08-15 c - CDU 681.121.84 Rf. no : ISO 2975/111-1976 (F) Descripteurs : mesurage de dbit, coulement en conduite fer

3、me, coulement deau, mthode par traceur, isotope radioactif, conditions dessai, mthode calorimtrique, mthode fluorimtrique, mthode conductimtrique, calcul derreur. h Prix bas sur 11 pages AVANT-PROPOS LISO (Organisation Internationale de Normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux

4、de normalisation (Comits Membres 60). Llaboration des Normes Internationales est confie aux Comits Techniques ISO. Chaque Comit Membre intress par une tude a le droit de faire partie du Comit Technique correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en lia

5、ison avec IISO, participent galement aux travaux. Les Projets de Normes Internationales adopts par les Comits Techniques sont soumis aux Comits Membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes Internationales par le Conseil de IISO. La Norme Internationale ISO 2975hll a t tablie par le

6、Comit Technique ISO/TC 30, Mesure de dbit des fluides dans les conduites fermes, et a t soumise aux Comits Membres en avril 1975. Elle a t approuve par les Comits Membres des pays suivants : Allemagne 4talie Australie Pays-Bas Belgique Roumanie Espagne Royaume-Uni France Suisse Tchcoslovaquie Turqui

7、e U.R.S.S. Yougoslavie Le Comit Membre du pays suivant a dsapprouv le document pour des raisons techniques : U.S.A. 0 Organisation Internationale de Normalisation, 1976 l Imprim en Suisse NORME INTERNATIONALE ls0 2975/lll-1976 (F) Mesure de dbit de leau dans les conduites fermes - Mthodes par traceu

8、rs - Partie Ill : Mthode dinjection dbit constant, utilisant des traceurs radioactifs 0 INTRODUCTION La prsente Norme Internationale est la troisime dune srie de normes traitant de la mesure de dbit de leau dans les conduites fermes utilisant les mthodes par traceurs. La srie complte des normes sera

9、 la suivante : - Partie I : Gnrahts. - Partie II : Mthode dinjection dbit constant, utilisant des traceurs non radioactifs. - Partie Ill : Mthode dinjection dbit constant, utilisant des traceurs radioac?ifs. - Partie IV : Mthode dintgration (injection instan- tane), utilisant des traceurs non radioa

10、ctifs - Partie V : Mthode d *in tgra tion (injection ins tan- tane), utilisant des traceurs radioactifs. - Partie VI : Mthode des temps de transit, utilisant des traceurs non radioactifs. - Partie VII : Mthode des temps de transit, utilisant des traceurs radioactifs. 1 OBJET ET DOMAINE DAPPLICATION

11、La prsente Norme Internationale spcifie la mthode dinjection dbit constant, utilisant des traceurs radio- actifs, pour la mesure de dbit de leau dans les conduites fermes. 2 PRINCIPE La mesure du dbit par la mthode dinjection dbit constant se fonde sur une comparaison entre la concen- tration CI dun

12、 traceur, introduit en continu avec un dbit-volume connu 9 et la concentration des chantillons C2 prlevs en un endroit dtermin situ au-del de la distance de bon mlange1 1. Cette distance de bon mlange se dfinit comme la distance minimale au niveau de laquelle la variation en concentration du traceur

13、 sur la section est infrieure une valeur donne, dtermine lavance (par exemple : 0,5 % ). (Voir chapitre 6 de la partie 1.) Le dbit du traceur au point dinjection est gal celui qui traverse le point dchantillonnage : q C, + Q CO = (Q + q) C2 o Co est la concentration initiale dans le courant de dbit

14、Q do Cl - c2 Q=q- c2 L CO l . . (1) En gnral, CI est beaucoup plus grand que C2, ce qui conduit simplifier lquation (1) comme suit : Cl Q=q- c2 - CO Lorsque C2 est par ailleurs beaucoup plus grand que CO, on peut encore rduire cette quation, qui devient alors : Le dbit Q peut donc tre dtermin par co

15、mparaison entre la concentration de la solution injecte et celle des chan- tillons prlevs dans la conduite. 3 CONDITIONS REQUISES 3.1 Traceur Pour lutilisation de la mthode dinjection dbit cons- tant, le traceur doit satisfaire aux conditions gnrales dfinies dans le paragraphe 5.1 de la partie 1. Un

16、e liste de traceurs gnralement utiliss est donne au paragraphe 5.1.2 de la partie 1; leurs avantages par rapport aux traceurs non radioactifs sont indiqus aux paragraphes 5.2.1 .l et 5.2.1.2 de la partie 1. 3.2 Dure de linjection La dure de linjection doit tre telle quun rgime perma- nent de concent

17、ration stablisse en tous les points de la section de mesure pour une dure suffisante. 1) On peut envisager une autre mthode ne faisant pas intervenir de prlvements. 1 ISO 2975/111-1976 (F) On doit obtenir un palier de concentration dau moins quelques minutes. Dtermination de la dure dinjection Une d

18、ure dinjection convenable peut tre dtermine par une injection pralable instantane dun traceur, colorant tel que la fluorescine ou radioactif. Pour un dbit donn, lobservation du moment o apparat et o disparat le traceur (coloration ou activit) dans chaque section permet de tracer les courbes l et 2 d

19、e la figure 1. Si lon dsire obtenir dans une section S de mesure choisie un rgime permanent de dure At, il suffit dajouter la dure At au temps tl correspondant la disparition du traceur en ce point (sur la courbe 2) et de tracer par le point C obtenu, une courbe 1 semblable la courbe 1 dapparition d

20、e la coloration (ou activit). Lordonne lorigine de cette courbe donne la dure que doit avoir linjection pour obtenir un palier de concentration de dure At la section S. En pratique, pour obtenir un palier de dure At la section S, on calcule la dure dinjection minimale ncessaire en ajoutant cette val

21、eur At le temps t2 = A B mis par un traceur inject de faon instantane pour passer en S. Lintervalle de temps tl qui spare le dbut de linjection et le dbut du rgime permanent se lit sur la courbe 2 (ordon- ne du point B) et estobtenu directement par mesure du temps coul entre linjection instantane et

22、 la disparition du traceur dans la section S. Temps s .- x l - E .- 0 Q) b %fl .c + l E m 4 3! 11 t5Q L Dans le cas dune injection centrale, dun tronon de mesure rectiligne et dun coulement turbulent, le temps t2 = A B peut tre valu selon la relation : 6,/0x t2 =- - UV 2 o U est la vitesse moyenne d

23、e lcoulement; X est la distance au point dinjection; D est le diamtre de la conduite. La fraction de la concentration maximale restant aprs le temps t2 donn par cette formule est 0,3 %. II est possible, si lon ne fait pas dinjection pralable, de contrler lapparition du palier de concentration et don

24、c la dure minimale dinjection en chantillonnant en continu et en enregistrant le taux de comptage avec le mme appareil- lage que celui pour la mesure. Cette mthode permet de suivre la variation de la concentration,dans le temps. 4 CHOIX DU TRONCON DE MESURE 4.1 Longueur de bon mlange La longueur de

25、bon mlange est dfinie dans le paragraphe 6.1 de la partie I et elle peut tre calcule thoriquement suivant le paragraphe 6.2.1 de la partie 1. La figure 3 de Temps 4 Longueur de bon i Concentration Concentration Distance la section dinjection Distance la section dinjection FIGURE 1 FIGURE 1 - Dtermin

26、ation de la dure dinjection - Dtermination de la dure dinjection ISO 2975/111-1976 (F) cette partie indique la variation mesure de la distance relle de bon mlange en fonction de la prcision recher- che dans le cas dune injection centrale et dans le cas de trois autres mthodes dinjection. Des mthodes

27、 de rduc- tion de la longueur de bon mlange sont dcrites au para- graphe 6.3 de la partie 1. 4.2 Vrifications exprimentales II est rarement possible dans les conduites de vrifier exp- rimentalement, en un grand nombre de sections, Ihomog- nit du mlange et la dure de passage du traceur, rsultant dune

28、 injection instantane. En pratique, donc, lexprimentation doit consister : a) dterminer par un essai pralable dans le troncon de mesure choisi, la dure minimale de linjection (voir 3.2); b) vrifier, si possible, lors de la mesure, que le m- lange est homogne, en prenant des chantillons en au moins d

29、eux points de la section de mesure. Dans le cas de mesures de haute prcision (par exemple 0,2 %), il est ncessaire de vrifier lhomognit du mlange avant la mesure proprement dite lorsquil existe un doute sur la qualit de ce mlange; c) tudier chaque fois que cela est possible, en prle- vant des chanti

30、llons dans une autre section situe plus laval, sil y a des diffrences systmatiques entre les concentrations moyennes aux deux sections de mesure. Cette mthode vrifie notamment que le traceur inject nest pas absorb dans le troncon de mesure ni par des produits en suspension dans le liquide ni par les

31、 parois de la conduite9 4.3 Pertes et apports Les apports et pertes de liquide de mme nature que le liquide du troncon de mesure naffectent pas les rsultats, , certaines conditions prs dfinies au paragraphe 6.5.1 de la partie 1. 5 MODE OPRATOIRE 5.1 Mise en uvre des radio-lments La manipulation des

32、radio-lments (stockage, transport, mise en uvre) doit seffectuer conformment la Igis- lation en vigueur. 5.2 Prparation de la solution concentre II est essentiel que la solution injecte soit homogne. Cette homognit peut sobtenir par un brassage nergique au moyen dun agitateur mcanique ou dune pompe

33、en circuit ferm. II est recommand de prparer la solution dinjection dans un rservoir distinct du rservoir dalimentation avec une eau filtre par un procd appropri. Si, nanmoins, le brassage est effectu dans le rservoir dalimentation, ce dernier doit avoir une capacit suffisante pour quil ny ait pas a

34、jouter de liquide ou de traceur pendant linjection. La solution doit tre prleve un certain niveau au-dessus du fond du rservoir et lon prendra toutes prcautions pour que des particules non dissoutes du traceur ne soient pas entranes avec la solution injecte. Dans le cas dune injection de longue dure

35、, il y aura lieu de prendre toutes prcautions ncessaires pour viter toute variation dans le temps de la concentration de la solution (par vaporation sous leffet de la temprature ambiante, par exemple). Pour minimiser les effets ventuels dadsorption du traceur radioactif, on a intrt ajouter cette sol

36、ution un entraneur constitu par une certaine quantit de substance non radioactive identique celle qui contient le traceur radioactif. 5.3 Injection de la solution concentre Le traceur doit tre inject dbit constant dans la conduite pendant le temps ncessaire pour obtenir un palier de concentration de

37、 dure suffisante la section de mesure. Cette injection peut se faire au moyen dune pompe volu- mtrique. II doit tre possible de vrifier les points suivants : - tanchit permanente du circuit dinjection, - stabilit du dbit dinjection pendant toute !a priode dinjection. 5.4 Mesure du dbit dinjection La

38、 mesure du dbit dinjection doit tre base sur la mesure de grandeurs fondamentales de masse, longueur, temps, entrant directement dans la dfinition de la grandeur dbit. Le dispositif de mesure du dbit dinjection doit tre talonn avant et aprs les essais. La valeur moyenne des dbits dinjection sert au

39、calcul du dbit, condition que les deux lectures obtenues ne diffrent pas de plus dune quantit cohrente avec la prcision globale requise sur la mesure du dbit (par exemple 1 %). Lorsque linjection est ralise avec une pompe volum- trique entrane par un moteur synchrone, ce qui est dun usage courant, l

40、e contrle du dbit est ramen une mesure de la frquence du rseau dalimentation auquel il est connect. 5.5 Prlvements 5.5.1 chantillons Des chantillons doivent tre prlevs : - dans la conduite, pour vrifier pendant la mesure que la concentration en traceur, quaurait eue le liquide circulant dans la cond

41、uite en labsence dinjection, est constante; 1) Voir le paragraphe 5.1 de la partie I 3 ISO 2975/1 I I-1976 (F) - dans la conduite, pour dterminer la concentration en traceur dans la section de mesure, vrifier Ihomog- neit de la concentration en traceur dans la section de prlvement et mettre en viden

42、ce le palier de concen- tration (voir 4.2); - dans la solution injecte, pour contrler Ihomo- gnit de la concentration (voir 5.1) ; - dans la solution injecte, pour comparer la concentration du traceur dans la solution injecte la concentration- du traceur dans les chantillons prlevs dans la conduite.

43、 En pratique on prlvera : - deux ou trois chantillons du liquide circulant dans la conduite en amont de la section dinjection pendant linjection ou, si lon craint des variations de la concen- tration de base, ces chantillons doivent tre prlevs dans la section principale de prlvement avant et aprs le

44、 passage de la solution; - trois cinq chantillons de la solution injecte la sortie de lappareil dinjection juste avant et juste aprs la priode dinjection; - au moins cinq chantillons de la solution dilue dans la conduite et, si possible, en au moins deux points de la section de mesure, dont trois au

45、 minimum au mme point rpartis pendant le temps de passage du traceur. 5.5.2 Matriel dchan tilonnage Le prlvement est effectu au cours du palier de concen- tration, dont lapparition peut tre contrle par la mesure continue du taux de comptage de leau dans la conduite. 5.6 Solutions dilues La concentra

46、tion de la solution injecte ne peut pas tre mesure directement et il est ncessaire de la rduire appro- ximativement celle des chantillons prlevs dans la conduite. cet effet, un chantillon de la solution concentre din- jection est dilu par des mthodes gravimtriques (balance de prcision) ou volumtriqu

47、es (fioles, pipettes talonnes ou microburettes) avec de leau prise dans la conduite en amont de la section dinjection ou avant les essais. partir du produit des taux de comptage mesurs et des facteurs de dilution, il est possible dvaluer lordre de grandeur des erreurs alatoires ventuelles des mthodes de dilution et de mesure. 6 MTHODES DANALYSE ET DE CALCUL 6.1 Dtermination du dbit Le rapport de dilution de la solution injecte dans leau de la conduite est dtermin par mesure des taux de comptage des solutions dilues