Группа проектов Кипинфо
Реклама

Реклама

Причины дополнительной погрешности вихревых расходомеров при эксплуатации в реальных условиях.

К списку статей

Авторы:

Мечин А. В., Хузин А.Х., Дежина А.А.

Точность измерения – один из важных критериев, предъявляемых к приборам учета теплоносителей в коммерческих целях. Для учета воды, пара и газа часто используют вихревые расходомеры. Они менее требовательны к прямым участкам и имеют более высокую точность по сравнению с расходомерами на сужающих устройствах. Однако есть факторы, способствующие появлению дополнительной метрологической погрешности. Например, несоблюдение соосности при монтаже и несоответствие диаметров, что приводит к образованию ступеньки между трубопроводом и проточной частью расходомера, как следствие вызывает неравномерность потока среды. Если учесть, что калибровка расходомеров проводится на полностью равномерном потоке, то использование прибора вблизи неровностей трубопровода вызывает дополнительную погрешность. На тестовом стенде компании ЗАО «ЭМИС» были проведены исследования влияний факторов, создающих неравномерности потока и снижающих точность измерений.

В целом исследования можно разделить на две части:

  • Определялась дополнительная погрешность вихревых расходомеров при их установке за различными конфигурациями трубопровода.
  • Определялась дополнительная погрешность вихревых расходомеров при их установке на трубопроводы с внутренними диаметрами, отличающимися от внутреннего диаметра проточной части, а также погрешность, возникающая из-за несоосности их установки на трубопровод.

Тестирования проводились на вихревых расходомерах собственного производства с диаметрами условного прохода 25, 32 и 50 мм. Измеряемая среда – вода.

1. Влияние конфигурации трубопровода.

Возникновение дополнительной погрешности из-за несоблюдения требований к прямым участкам трубопровода до места установки расходомера, связано с изменением профиля скорости потока при прохождении потока через непрямолинейные участки или запорную арматуру.

На рисунке 1 показана зависимость величины дополнительной погрешности, возникающая вследствие несоблюдения прямых участков, от удаленности расходомера от различных «неровностей» трубопровода.

Рисунок 1. Величина дополнительной погрешности от удаленности расходомера от различных «неровностей» трубопровода.

Величина дополнительной погрешности от удаленности расходомера  от различных «неровностей» трубопровода.

Исследования показали, что несоблюдение требований к прямолинейным участкам трубопровода не приводят к изменению линейности метрологической характеристики и повторяемости приборов. Характер сдвига не изменяется в зависимости от диаметра условного прохода расходомеры.

На основании вышеизложенного можно сделать выводы о возможности коррекции точности вихревых расходомеров. При этом, даже при соблюдении минимальных требований к прямым участкам (10Ду) в большинстве случаев величина дополнительной погрешности не превышает 0,5%, поэтому при решении задач технологического учета преимущественно нет необходимости проводить коррекцию. При использовании вихревых расходомеров для решения задач высокоточного коммерческого учета и невозможности обеспечения прямолинейных участков длиной 35-40 диаметров условного прохода следует проводить коррекцию или использовать струевыпрямители – стабилизаторы потока.

Полученные данные позволяют также утверждать о несостоятельности достаточно распространенного мнения о возможности установки расходомеров вблизи сужений трубопровода, обусловленного предположениями о стабилизации потока при его сужении. Графики показывают, что дополнительная погрешность на расстоянии 10Ду одинаково большой (порядка 0,5%) наличии с сужения, так и расширения трубопровода.

Проводились исследования по влиянию ориентации тела обтекания расходомера относительно неровностей трубопровода. В результате было обнаружено, что при установке расходомера после 90° изгиба трубопровода погрешность увеличивается, если ориентация тела обтекания не «параллельна» изгибу (см. рис. 2). В экспериментах с другими конфигурациями трубопровода очевидного изменения величины дополнительной погрешности в зависимости от ориентации вихревого тела, выявлено не было.

Рисунок 2. Влияние ориентации тела обтекания расходомера относительно изгиба трубопровода на дополнительную погрешность.

ориентации тела обтекания расходомера относительно изгиба трубопровода на дополнительную погрешность.

2. Влияние несоответствия внутренних диаметров трубопровода и проточной части расходомера, а также несоосности установки расходомера.

Возникновение дополнительной погрешности из-за несоответствия внутренних диаметров трубопровода и проточной части расходомера обусловлен изменением профиля потока на стыке. Несоблюдение требований к соосности приводит к возникновению дополнительной погрешности по этой же причине.

На рисунке 3 показана зависимость величины дополнительной погрешности, возникающей из-за несоответствия диаметров трубопровода и проточной части расходомера, в зависимости от соотношения внутреннего диаметра трубопровода и проточной части расходомера.

Рисунок 3. Зависимость величины дополнительной погрешности от соотношения внутреннего диаметра трубопровода и проточной части расходомера.

Зависимость величины дополнительной погрешности от соотношения внутреннего диаметра трубопровода  и проточной части расходомера.

Дополнительная погрешность меньше, если диаметр трубопровода больше диаметра проточной части расходомера, в противоположном погрешность существенна и большая, чем от несоблюдения требований к прямым участкам трубопровода. Изменений характера линейности метрологических характеристик и повторяемости не выявилось, что в свою очередь подтверждает возможность коррекции погрешности. При предварительной калибровке расходомера вместе с прямыми участками трубопровода длиной 5Ду, влияние несоответствия диаметров не было обнаружено.

Влияние отклонения от соосности исследовалось при установке расходомера с использованием стандартных фланцев по ГОСТ 12820-80. Пределы отклонений от соосности определяются допусками на фланцы.

На рис. 4 показана зависимость величины дополнительной погрешности, возникающей из-за несоосности установки расходомера, в зависимости от отклонения по вертикали и горизонтали.

Рисунок 4. Зависимость величины дополнительной погрешности в зависимости от отклонения по вертикали и горизонтали.

Зависимость величины дополнительной погрешности в зависимости от отклонения по вертикали и горизонтали.

Очевидна большая дополнительная погрешность по сравнению с аналогичными показателями для различных конфигураций трубопровода и несоответствия диаметров расходомера и трубопровода. При этом коррекция не может быть проведена потребителем после установки прибора из-за невозможности нормирования отклонения от соосности.

Выводы.

При использовании вихревых расходомеров для решения задач высокоточного и коммерческого учета необходимо обеспечивать прямолинейные участки трубопровода длиной не менее 30 диаметров условного прохода. При невозможности обеспечения данных требований обязательно использование струевыпрямителей, либо должна проводиться коррекция. Возможность коррекции должна быть предусмотрена производителем.

При установке вихревого расходомера после 90° изгиба трубопровода, следует ориентировать прибор таким, образом, чтобы тело обтекания было «параллельно» изгибу.

Несоответствие внутреннего диаметра трубопровода и диаметра проточной части расходомера должны быть исключены использованием прямых участков 5Ду, вместе с которыми проводилась калибровка расходомера, либо коррекцией потребителем в соответствии с измеренными значениями внутреннего диаметра трубопровода.

Наиболее важным фактором, обеспечивающим точность измерения расхода вихревыми преобразователями, является соблюдение соосности при монтаже. Поэтому для коммерческого учета необходимо конструктивно обеспечивать максимальную соосность расходомера и трубопровода, с помощью использования ответных фланцев, поставляемых вместе с расходомером. Фланцы по ГОСТ 12820-80 не могут гарантировать требуемую соосность.


Оценить статью

Средняя оценка: 4.4


1

2

3

4

5

Реклама


Реклама


Реклама

Реклама


Яндекс цитирования Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика
© 2006-2013 Kipinfo.ru
При использовании информации ссылка на сайт “Kipinfo” обязательна.
Контактная информация Размещение рекламы
16+