GB T 25922-2010 封闭管道中流体流量的测量 用安装在充满流体的圆形截面管道中的涡街流量计测量流量的方法.pdf
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1、ICS 17.120. 10 N 12 道昌国家标准国不H11: /、民华人中GB/T 25922-2010/ISO/TR 12764: 1997 封闭管道中流体流量的测量用安装在充满流体的圆形截面管道中的涡街流量计测量流量的方法Measurement of fluid flow in closed conduits-Flowrate measurement by means of vortex shedding flowmeters inserted in circular cross-section conduits running full CISOjTR 12764 :1 997 ,
2、IDT) 2011-01-14发布2011-05-01实施数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检茂总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 25922-2010/ISO/TR 12764: 1997 目次前言.m 1 范围-2 规范性引用文件3 术语和定义4 符号和下角标4. 1 符号4. 2 下角标66.0.6.4 5 原理46 流量计描述6. 1 物理组件6.2 设备标志.6 6.3 安全问题.7 使用说明.7.1 口径7.2 过程流体力学67.3 振动.7.4 安全8 安装.8. 1 安装位置8. 2 排管-8.3 流动调整器89 操作.810 性能特性.811 校准(K系数的确定)
3、8 附录A(资料性附录)周期波动及其对校准的影响附录B(资料性附录)旋涡传感器.附录c(资料性附录)防止空化的压力限值计算参考文献I GB/T 25922-20 1 O/ISO/TR 12764: 1997 目U吕本标准等同采用1SO/TR12764: 1997(封闭管道中流体流量的测量用安装在充满流体的圆形截面管道中的涡街流量计测量流量的方法)(英文版)。本标准等同翻译1SO/TR12764: 1997 0 本标准在制定时按GB/T1. 1一2000(标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规则和GB/T 20000.2一2001(标准化工作指南第2部分:采用国际标准的规则的有关规定做了如下
4、编辑性修改:a) 删除国际标准前言:b) 本技术报告一词改为本标准;c) 原引用标准的引导语按GB/T1. 12000的规定改成规范性引用文件的引导语;d) 原引用文件ISO5167-1为老版本,现更改为等同采用ISO5167-2(新版本)的GB/T2624. 2; d 删除了标准中未见引用的引用文件1EC60359; f) 删除了标准中未涉及的术语随机误差、系统误差、随机不确定度、系统不确定度气g) 不确定度的定义改为与1SO5168:2005(流体流量测量流量测量不确定度的评估中的定义一致;h) 4.1中,原国际标准用符号i) 用小数点代替作为小数点的逗号飞,Ej) 附录A中原国际标准以流
5、量计口径145mm举例,因国内无此规格,改为以流量计口径150 mm举例。本标准的附录A、附录B、附录C为资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会(SACjTC124)归口。本标准负责起草单位:上海工业自动化仪表研究所。本标准参加起草单位:上海仪器仪表自控系统检验测试所、中国计量科学研究院、北京市计量检测科学研究院、江苏省质量技术监督气体流量计量检测中心、上海福克斯波罗有限公司、上海横河电机有限公司、上海肯特智能仪器有限公司、上海一诺仪表有限公司、大连中隆仪表有限公司、中山市恩豪仪表有限公司、天津亿环自动化仪表技术有限公司、北京菲波安乐仪表有限
6、公司、江苏伟屹电子有限公司、合肥精大仪表股份有限公司、余姚市银环流量仪表有限公司、青岛自动化仪表有限公司、浙江迪元仪表有限公司。本标准主要起草人:郭爱华、顾顺风、段慧明、杨有涛、肖晖、马宇峰、赵志良、孙海清、谈福根、孙华春、池兆明、刘忠海、李一平、唐贤昭、王国武、朱家I目、窦建军、孙向东。本标准为首次发布。阳山G/T 25922-20 1 O/ISO/TR 12764: 1997 封闭管道中流体流量的测量用安装在充满流体的圆形截面管道中的涡街流量计测量流量的方法1 范围本标准提供了涡街流量计的通用资料,包括术语和一系列确定性能的公式。描述了涡街流量计的典型结构,并规定了检验、认证和设备溯源等方
7、面的要求。本标准还向用户提供了涉及涡街流量计选型和应用的技术信息,并提供了校准指南。本标准阐述了相关术语,并且描述了试验步骤、技术规范、应用说明和确定性能特征的公式。本标准描述了如何利用旋涡频率实现流体流速的测量;如何实现体积流量、质量流量和标准状态体积流量的测量;以及如何实现指定时间内的累积流量的测量。本标准仅适用于满管式流量计(非插入式),并且仅适用于封闭满管中稳定的或者变化缓慢的单相流体流量。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否
8、可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T 2624.2 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第2部分:孔板CGB/T 2624. 2-2006 ,ISO 5167-2:2003 ,IDT) GB/T 3369. 1 过程控制系统用模拟信号第1部分:直流电流信号CGB/T 3369. 1-2008, IEC 60381-1:1982 ,IDT) GB/T 3369. 2 过程控制系统用模拟信号第2部分:直流电压信号CGB/T 3369. 2-2008 , IEC 60381号:1978 , IDT) GB 4208 外壳防护等级CIP代码)C
9、GB4208-2008 ,IEC 60529:2001,IDT) GB/T 17611 封闭管道中流体流量的测量术语和符号CGB/T17611-1998, idt ISO 4006: 1991) ISO 5168 流体流量测量流量测量不确定度的评估ISO 7066-1 流量测量装置校准和使用中不确定度的评估第1部分:线性校准关系ISO 7066-2 流量测量装置校准和使用中不确定度的评估第2部分:非线性校准关系3 术语和定义GB/T 17611、ISO5168、ISO7066-1和ISO7066-2确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3. 1 不确定度uncertainty 表征合理地赋予被
10、测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数。3.2 K系数K-factor 一个测量周期内,流量计输出的脉冲数与流过流量计的相应流体总体积之比(见图1)。注l:K系数的变化可以表示为管道雷诺数或者特定热力学条件下流量的函数。通常使用平均K系数,它定义为:G/T 25922-2010/ISO/TR 12764: 1997 3.3 3.4 3.5 3.6 3. 7 3.8 2 K.n _ Kmax + Km;n 一moan一。式中:Kmn是指定测量范围内的K系数的最大值,Kmin是同一测量范围内K系数的最小值。或者,用另一种方法,取流量计的整个流量范围内数个K系数,计算它们的平均值。K系数可能会随流
11、量计本身受到的压力和热效应而变化(参见第11章)。如果液体和气体的K系数之间有差异,或由于邻接管道的不同布局导致的差异,宜向制造商咨询。注2:K系数以单位体积的脉冲数表示。K阳XK川m图中:1一-K系数;2一一管道雷诺数p3一一指定的线性测量范围;4 线性度(士%)。图1典型的K系数曲结线性度Iinearity 指定的管道雷诺数或流量范围内K系数的一致性(见图1)。注:线性度范围的上、下限由制造商规定。范围度rangeabiIity 2 在指定的准确度(或不确定度)的范围内,流量计最大与最小流量(或雷诺敖)之比。雷诺数Reynolds number Re 表示管道中惯性力与蒙古性力之比的元量纲
12、数。用来表示勃度、密度和管线流速综合影响的相关参数。斯特罗哈尔数Strouhal number St 表示旋涡分离频率与流体速度和非流线型旋涡发生体特性尺寸之间关系的无量纲参数。注:实际应用中以K系数(有量纲的)取代斯特罗哈尔数。最小局部压力lowest local pressure 流量计中的最小压力。注:最小局部压力关系到闪蒸和空化现象的出现。在流量计的下游,压力可得到部分恢复。压力损失pressure loss 流量计的上游压力与下游恢复后的压力之差。G/T 25922-20 1 O/ISO/TR 12764: 1997 3.9 问蒸f1ashing 蒸气泡的形成。注:当压力低于液体蒸气
13、压时即发生间蒸。3. 10 空化cavitation 出现闪蒸后,压力恢复到高于蒸气压力且蒸气泡破裂(压破)的现象。注:空化能导致测量误差以及流量计的机械损坏。3. 11 晌应时间response time 显示流量从某一规定流量值(例如:10%)跃变到实际流量值所需的时间。3. 12 衰退fade 涡街流量计的旋涡分离或检测失效。4 符号和下角标4. 1 符号符号表征量量纲且响应时间T D 流量计内径L f 旋涡分离频率T-1 d 非流线型旋涡发生体迎流面宽度L K K系数,仪表系数=l/KL-3 N 脉冲数元量纲qv 体积流量L3T-1 qm 质量流盐MT-1 Q, 累积体积流盐u Qm
14、累积质量流量M Re 雷诺数无量纲St 斯特罗哈尔数元量纲v 流量计内平均流速LT-1 材料的线膨胀系数一1 绝对秸度(动力)ML-1T-1 p 流体密度ML-3 T 温度 B 平均周期的百分比误差元量纲t 置信度95%的双尾学生氏t分布系数元量纲 平均周期的标准偏差T SI单位s 口1Hz 口1口1-3m3/s kg/s 口13kg m/s K-1 Pa s kg/m3 K s 3 GB/T 25922-20 1 O/ISO/TR 12764: 1997 表(续)符号表征i豆i主纲SI单位T 旋涡分离的平均周期T s n 测量周期数无量纲 压力ML-1T-2 Pa Pdmin 最小下游压力限
15、ML -lT-2 Pa Cl , C2 经验常数元量纲A 总压降ML-1T-2 Pa PP 工况温度下流体蒸气压力ML-1T-2 Pa 注:基础符号:M=质量,L=长度,T=时间,8=温度。4.2 下角标下角标说明b 标准状况flow 流体流动条件D 无阻塞的流量计内径,见4.1盯l质量单位。参比条件V 体积单位,参比条件v 体积单位,工况条件口lean极值的平均值rnax 最大值rnm 最小值z 第i次测量d 下游f 工作状况5 原理5. 1 当非流线型旋涡发生体置于流体流动的管道中时,沿着非流线型旋涡发生体的表面形成一个边界层并逐步增长。由于动量不足和存在一个反向的压力梯度,于是发生分离,
16、并形成一个固有的不稳定剪切层。最后剪切层卷起成为旋涡,交替地从非流线型旋涡发生体的两侧分离向下游扩散。这一系列旋涡被称作冯卡门涡街(见图2)。旋涡成对分离的频率与流体速度成正比。由于分离过程是可再现的,因此可以用来测量流量。4 GB/T 25922-20 1 O/ISO/TR 12764: 1997 图中:1一-流体流向;2一一旋涡发生体;3一-旋涡;4 管道。2 3 图2原理示意图5.2 传感器用于检测分离的旋涡,即把与旋涡有关的压力或流速转换成电信号。4 5.3 斯特罗哈尔数St描述了涡街频率f,非流线型旋涡发生体的特性尺寸d和流体速度u的关系。fXd v= St . ( 1 ) 5.4
17、对于确定的非流线型旋涡发生体形状,斯特罗哈尔数在很大雷诺数范围内保持基本恒定。这表明斯特罗哈尔数与流体的密度、压力、秸度和其他物理参数元关。因此,流体流速与旋涡分离的频率,即涡街脉冲频率成正比:v=Xf 式中,为常数,=d/Sto而工况条件下体积流量,即体积流量,由下式给出:户监尘二St 1 式中,A为考虑了管道及流量计配置影响的等效流通面积。涡街流量计的K系数为:因此,K= , .St _=f 一二一一(A X d) qv f qV=K . ( 2 ) . ( 3 ) ( 4 ) . ( 5 ) 为获得质量流量或标准状况下的体积流量,即标准体积流量,必需已知流体标准状况下的密度(b和流体温度
18、和压力条件下的密度Plo质量流量:qm=似云标准体积流量:qvb=(去)X丢指定时间间隔内流过流量计的累积流量为:Qv=言,Qm=向言,或电b=(2)去式中,N是该时间间隔内旋涡分离的总数,即旋涡脉冲的总数。5 GBjT 25922-2010jISOjTR 12764: 1997 6 流量计描述6. 1 物理组件涡街流量计由两部分组成:测量管(有时称一次装置)和输出装置(有时称二次装置)。6. 1. 1 测量管测量管是管道系统的组成部分,由流量计表体、非流线型旋涡发生体和传感器组成。6. 1. 1. 1 流量计表体通常有两种型式:采用螺栓直接与管道法兰连接的法兰式;利用螺栓夹持在相邻管道法兰间
19、的元法兰夹装式。6. 1. 1.2 非流线型旋涡发生体是一个安装在流量计表体横截面上的结构件。其形状、尺寸以及与流量计表体横截面上流通面积的比值都会影响K系数的线性度。理想的非流线旋涡发生体形状目前尚未知晓。图2所示的正方形旋涡发生体并不是欲推荐或实用的形状。6. 1. 1.3 传感器用于检测分离释放的旋涡。传感器的安装位置和原理根据流量计设计而不同。(参见附录B)6. 1.2 输出装置输出装置将传感器检出信号转换成数字的流量读数、数字的累积流量读数、定标脉冲信号和(或)标准化的模拟量输出(参见GBjT3369)。6.2 设备标志6.2.1 流量计铭牌应标明制造商、序列号、压力等级、平均K系数
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