0. 5.1 Расчет неопределенности результата измерений

Неопределенность расхода при измерении массового расхода газовой смеси рассчитывается по [4], формула (10.14):

где

– неопределенность коэффициента истечения;

– неопределенность поправочного коэффициента ;

– неопределенность поправочного коэффициента ;

– неопределенность измерения условного диаметра трубопровода;

– неопределенность измерения диаметра горловины СУ;

– неопределенность коэффициента расширения;

– неопределенность результата измерения перепада давления;

– неопределенность результата измерения плотности газовой смеси при рабочих условиях;

Неопределенность коэффициента истечения рассчитывается по [4] (формула 10.17):

где

– методическая составляющая неопределенности измерения коэффициента истечения СУ;

– составляющая неопределенности коэффициента истечения, которая обусловлена сокращением длины прямолинейных участков;

– составляющая неопределенности коэффициента истечения, которая обусловлена сокращением длины прямолинейных участков между СУ и гильзой термометра;

– составляющая неопределенности смещения оси отверстия СУ относительно ИТ;

– составляющая неопределенности определения высоты уступа в месте стыка двух секций ИТ;

Методическая составляющая неопределенности измерения коэффициента истечения СУ определяется согласно [3] (пункт 5.3.5.1):

Составляющая неопределенности так как местных сопротивлений перед СУ нет;

Составляющая неопределенности по пункту 6.3.5 [4];

Составляющая неопределенности так как нет смещения оси отверстия СУ относительно ИТ;

Составляющая неопределенности так как трубопровод на расстоянии 2D от СУ не является составным.

Таким образом, неопределенность коэффициента истечения СУ равна:

Неопределенность поправочного коэффициента для СВ рассчитывается по [3] (пункт 5.1.7.3):

Неопределенность поправочного коэффициента для СВ равна 0.

Неопределенность измерения условного диаметра трубопровода определяется в соответствии с [4] (пункт 10.3.2):

Неопределенность измерения диаметра горловины СУ определяется в соответствии с [4] (пункт 10.3.2):

Относительная стандартная неопределенность коэффициента расширения рассчитывается по формуле 10.18, [4]:

где

– методическая составляющая неопределенности коэффициента расширения СУ;

– неопределенность результата измерения

– неопределенность результата измерения

– неопределенность поправочного коэффициента на притупление входной кромки трубы;

рассчитывается по [3] (пункт 5.8.3.5.2):

где

– перепад давления на СУ,

– абсолютное давление газовой смеси,

Случайной составляющей можно пренебречь;

Таким образом неопределенность коэффициента расширения будет равна:

Неопределенность результата измерения перепада давления определяется по классу точности дифманометра:

Неопределенность результата измерения плотности газовой смеси при рабочих условиях определяется по показанию плотномера для рабочих условий:

После подстановки данных в уравнение неопределенности расхода:

2. 5.2 Определение класса точности расходомера

Предел допускаемой относительной погрешности средства измерения определяется по формуле в соответствии с [9]:

где

– любое целое число;

– отвлеченное положительное число, выбираемого из ряда значений :

(1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6;)

Так как неопределенность расхода газовой смеси равна , предел допускаемой погрешности расходомера равен:

Класс точности на приборе обозначается в виде 1.

1. 5.3 Расчет шкалы расходомера

Шкала расходомера строится по уравнению номинальной функции преобразования.

Номинальная функция преобразования – зависимость массового расхода среды от перепада давления на СУ.

кг/с

Где,

ε– коэффициент скорости входа;

– коэффициент истечения;

– коэффициент расширения;

– диаметр горловины СУ,

– плотность водяного пара,

– перепад давления на СУ,

Предельное значение шкалы расходомера равно 3,2 Угол поворота стрелки задается против часовой стрелки. Максимальный угол поворота .

Согласно [11] шкала расходомера неравномерна. Точность показаний гарантируется в пределах от 30 до 100% от . Вследствие этого на часть шкалы, в интервале от 0 до 30% от , оцифрованные отметки не наносятся.

где

( Приложение Б )

^{Следовательно,}

Зависимость массового расхода среды от перепада давления нелинейная, следовательно, шкала также нелинейная. Исполнение шкалы – круговое ( при угле дуги 180º и более).

Определим угол поворота α стрелки на дифманометре.

где

– номинальный перепад давления,

– суммарный угол поворота стрелки, равный .

В таблице 5 показана зависимость угла поворота стрелки от величины массового расхода.

Таблица 5 - зависимость угла поворота стрелки от величины массового расхода

Оцифрованные отметки шкалы,	,
0	0	0
5	252	2,72
10	1008	10,88
15	2267	24,48
20	4031	43,26
25	6299	68,02
30	9070	97,95
35	12346	133,33
40	16125	174,15
45	20408	220,4
50	25195	270

На основании данных таблицы 5 составляется чертеж шкалы расходомера (Приложение В - Чертеж шкалы расходомера).

Приложение А

Расчет коэффициента β с помощью программы MATHCAD

Список использованных источников

1. Сабитов А.Ф., Хафизов И.И. Методы и средства измерений, испытаний и контроля. Расчеты теплофизических характеристик реальных газов и газовых смесей при проектировании и эксплуатации средств измерений: Учебное пособие по курсовому проектированию. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2004.

2. ГОСТ 8.586.1-2005. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Методика выполнения измерений.

3. ГОСТ 8.586.3-2005. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Сопла и сопла Вентури. Технические требования.

4. ГОСТ 8.586.5-2005. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств.

5. ГОСТ 8.563.1-97. Диафрагмы, сопла ИСА 1932 и трубы Вентури, установленные в заполненных трубопроводах круглого сечения. Технические условия.

6. В.Н. Зубарев, А.Д. Козлов, В.М. Кузнецов и др. Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температурах и давлениях: Справочник – М.: Энергоатомиздат, 1989.

7. Кремлевский П.П., Аманиязов Х.А., Гонек Н.Ф. и др. Расходомеры и конструирование расходомеров. -Л.: Машиностроение, 1989.

8. ГОСТ 12816-80. Фланцы арматуры, соединительных частей трубопроводов на P_у от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см²). Общие технические требования.

9. ГОСТ 12815-80. Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на P_у от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см²). Типы. Присоединительные размеры и размеры присоединительных поверхностей.

10. Сергеев А.Г. Метрология. Учебное пособие для вузов. -М.: Логос, 2001.

11. Кремлевский П.П. Измерение расхода многофазных потоков. -Л.: Машиностроение, 1982.

12. ГОСТ 5365-83. Приборы электроизмерительные. Циферблаты и шкалы. Общие технические требования.

39