ГОСТ 8.586.5-2005
Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 5. Методика выполнения измерений

ГОСТ 8.586.5-2005

Группа Т86

     
     
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Государственная система обеспечения единства измерений

ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА И КОЛИЧЕСТВА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
С ПОМОЩЬЮ СТАНДАРТНЫХ СУЖАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Часть 5

Методика выполнения измерений

State system for ensuring the uniformity of measurements.
Measurements of liquids and gases flow rate and quantity by means
of orifice instruments. Part 5. Measurement procedure

МКС 17.020

Дата введения 2007-01-01

     
     
Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-97 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Отраслевой метрологический центр Газметрология" (ООО "ОМЦ Газметрология"), Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии" (ФГУП "ВНИИР"), государственным предприятием "Всеукраинский государственный научно-производственный центр стандартизации, метрологии, сертификации и защиты прав потребителей" Госпотребстандарта Украины (Укрметртестстандарт), Национальным университетом "Львовская политехника"

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии Российской Федерации

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 28 от 9 декабря 2005 г.)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Азербайджан	AZ	Азстандарт
Армения	AM	Министерство торговли и экономического развития Республики Армения
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Казахстан	KZ	Госстандарт Республики Казахстан
Кыргызстан	KG	Национальный институт стандартов и метрологии Кыргызской Республики
Молдова	MD	Молдова-Стандарт
Российская Федерация	RU	Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии
Таджикистан	TJ	Таджикстандарт
Туркменистан	TM	Главгосслужба "Туркменстандартлары"
Узбекистан	UZ	Агентство "Узстандарт"
Украина	UA	Госпотребстандарт Украины

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений следующих международных стандартов:

- ИСО 5167-1:2003 "Измерение расхода среды с помощью устройств переменного перепада давления, помещенных в заполненные трубопроводы круглого сечения. Часть 1. Общие принципы и требования" (ISO 5167-1:2003 "Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full - Part 1: General principles and requirements");

- ИСО 5167-2:2003 "Измерение расхода среды с помощью устройств переменного перепада давления, помещенных в заполненные трубопроводы круглого сечения. Часть 2. Диафрагмы" (ISO 5167-2:2003 "Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full - Part 2: Orifice plates");

- ИСО 5167-3:2003 "Измерение расхода среды с помощью устройств переменного перепада давления, помещенных в заполненные трубопроводы круглого сечения. Часть 3. Сопла и сопла Вентури" (ISO 5167-3:2003 "Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full - Part 3: Nozzles and Venturi nozzles);

- ИСО 5167-4:2003 "Измерение расхода среды с помощью устройств переменного перепада давления, помещенных в заполненные трубопроводы круглого сечения. Часть 4. Трубы Вентури" (ISO 5167-4:2003 "Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full - Part 4: Venturi tubes");

- ИСО 5168:2005 "Измерение потока жидкости и газа. Процедура оценки неопределенностей" (ISO 5168:2005 "Measurement of fluid flow - Procedures for the evaluation of uncertainties")

5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 октября 2006 г. N 237-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 8.586.5-2005 "Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 5. Методика выполнения измерений" введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2007 г.

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе "Национальные стандарты".

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе "Национальные стандарты", а текст этих изменений - в информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе "Национальные стандарты"

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 6, 2007 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

Введение

Введение

Комплекс межгосударственных стандартов ГОСТ 8.586.1-ГОСТ 8.586.5 под общим наименованием "Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств" (далее - комплекс стандартов) состоит из следующих частей:

- Часть 1. Принцип метода измерений и общие требования;

- Часть 2. Диафрагмы. Технические требования;

- Часть 3. Сопла и сопла Вентури. Технические требования;

- Часть 4. Трубы Вентури. Технические требования;

- Часть 5. Методика выполнения измерений.

Комплекс стандартов распространяется на измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления при применении следующих типов сужающих устройств: диафрагмы, сопла ИСА 1932, эллипсного сопла*, сопла Вентури и трубы Вентури.
________________
* В международном стандарте ИСО 5167-3 эллипсные сопла названы соплами большого радиуса.

Комплекс стандартов устанавливает требования к геометрическим размерам и условиям применения сужающих устройств, используемых в трубопроводах круглого сечения, полностью заполненных однофазной (жидкой или газообразной) средой, скорость течения которой менее скорости звука в этой среде.

Части 1-4 являются модифицированными по отношению к международным стандартам ИСО 5167-1:2003 - ИСО 5167-4:2003.

В первой части приведены термины и определения, условные обозначения, принцип метода измерений, установлены общие требования к условиям измерений при применении всех типов сужающих устройств.

Вторая, третья и четвертая части устанавливают технические требования к конкретным типам сужающих устройств: вторая часть - к диафрагмам, третья - к соплам ИСА 1932, эллипсным соплам и соплам Вентури, четвертая - к трубам Вентури.

В настоящей части приведена методика выполнения измерений с помощью указанных выше типов сужающих устройств.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методику выполнения измерений (МВИ) расхода и количества жидкостей и газов с помощью следующих технических средств:

- стандартного сужающего устройства;

- измерительного трубопровода;

- средств измерений перепада давления, параметров состояния среды и ее характеристик;

- средств обработки результатов измерений;

- соединительных линий;

- вспомогательных технических устройств.

Стандарт распространяется на измерения расхода и количества среды с помощью технических средств как отечественного, так и зарубежного производства, изготовленных в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

Настоящий стандарт применяют совместно с ГОСТ 8.586.1 и в зависимости от типа сужающего устройства - ГОСТ 8.586.2, ГОСТ 8.586.3 или ГОСТ 8.586.4.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 8.417-2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин

ГОСТ 8.586.1-2005 (ИСО 5167-1:2003) Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 1. Принцип метода измерений и общие требования

ГОСТ 8.586.2-2005 (ИСО 5167-2:2003) Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2. Диафрагмы. Технические требования

ГОСТ 8.586.3-2005 (ИСО 5167-3:2003) Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 3. Сопла и сопла Вентури. Технические требования

ГОСТ 8.586.4-2005 (ИСО 5167-4:2003) Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 4. Трубы Вентури. Технические требования

ГОСТ 2939-63 Газы. Условия для определения объема

ГОСТ 10679-76 Газы углеводородные сжиженные. Метод определения углеводородного состава

ГОСТ 17310-2002 Газы. Пикнометрический метод определения плотности

ГОСТ 17378-2001 Детали трубопроводов бесшовные приварные из углеродистой и низколегированной стали. Переходы. Конструкция

ГОСТ 18917-82 Газ горючий природный. Метод отбора проб

ГОСТ 20060-83 Газы горючие природные. Методы определения содержания водяных паров и точки росы влаги

ГОСТ 23781-87 Газы горючие природные. Хроматографический метод определения компонентного состава

ГОСТ 28656-90 Газы углеводородные сжиженные. Расчетный метод определения плотности и давления насыщенных паров

ГОСТ 30319.1-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение физических свойств природного газа, его компонентов и продуктов его переработки

ГОСТ 30319.2-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение коэффициента сжимаемости

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения, условные обозначения, сокращения и единицы величин

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения в соответствии с ГОСТ 8.586.1.

3.2 Условные обозначения

Основные условные обозначения приведены в таблице 1.


Таблица 1 - Условные обозначения

Условное обозна- чение	Наименование величины	Единица величины
	Коэффициент истечения	1
	Диаметр отверстия СУ при рабочей температуре среды	м
	Диаметр отверстия СУ при температуре 20 °С	м
	Внутренний диаметр ИТ или входной части трубы Вентури при рабочей температуре среды	м
	Внутренний диаметр ИТ или входной части трубы Вентури при температуре 20 °С	м
	Наружный диаметр преобразователя температуры, термометра или их защитной гильзы (при ее наличии)	м
	Коэффициент скорости входа	1
	Энергосодержание (количество энергии, которое может быть получено при сгорании горючих газов)	МДж
	Удельная массовая теплота сгорания	МДж/кг
	Удельная объемная теплота сгорания при стандартных условиях	МДж/м
	Коэффициент сжимаемости газа	1
	Поправочный коэффициент, учитывающий притупление входной кромки диафрагмы	1
	Коэффициент, учитывающий изменение диаметра отверстия СУ, вызванное отклонением температуры среды от 20 °С	1
	Коэффициент, учитывающий изменение диаметра ИТ, вызванное отклонением температуры среды от 20 °С	1
	Поправочный коэффициент, учитывающий шероховатость внутренней поверхности ИТ	1
	Длина шкалы регистрирующего прибора	см
	Длина ленты с записью значения контролируемой величины	см
	Масса среды	кг
	Планиметрическое число корневого планиметра	1
	Планиметрическое число полярного планиметра	см
	Планиметрическое число пропорционального планиметра	%
	Давление среды	Па
	Атмосферное давление	Па
	Избыточное статическое давление среды	Па
	Объемный расход среды при рабочих условиях	м/с
	Массовый расход среды	кг/с
	Объемный расход среды, приведенный к стандартным условиям	м/с
	Расход энергосодержания горючих газов	МДж/с
	Среднеарифметическое отклонение профиля шероховатости	м
	Эквивалентная шероховатость внутренней поверхности ИТ	м
	Число Рейнольдса	1
	Температура среды	°С
	Абсолютная (термодинамическая) температура среды	К
	Стандартная неопределенность результата измерений величины	Зависит от единицы величины
	Относительная стандартная неопределенность результата измерений величины	%
	Расширенная неопределенность величины	Зависит от единицы величины
	Относительная расширенная неопределенность величины	%
	Объем среды при рабочих условиях	м
	Объем среды, приведенный к стандартным условиям	м
	Молярная доля компонента в смеси	%
	Молярная доля азота в смеси	%
	Молярная доля диоксида углерода в смеси	%
	Любая контролируемая величина	Зависит от единицы величины
	Фактор сжимаемости	1
	Температурный коэффициент линейного расширения материала	°C
	Относительный диаметр отверстия СУ	1
	Относительная влажность газа	1
	Относительная погрешность величины	%
	Перепад давления на СУ	Па
	Коэффициент расширения	1
	Показатель адиабаты	1
	Коэффициент гидравлического трения	1
	Динамическая вязкость среды	Па·с
	Приведенная погрешность СИ	%
	Плотность среды	кг/м
	Время	с
Примечание - Остальные обозначения указаны непосредственно в тексте.

3.3 Индексы условных обозначений величин

Индексы в условных обозначениях величин обозначают следующее:

в - верхний предел измерений;

н - нижний предел измерений;

с - стандартные условия;

max - максимальное значение величины;

min - минимальное значение величины.

Знак "-" (черта над обозначением величины) - среднее значение величины или значение величины, рассчитанное по средним значениям параметров.

3.4 Сокращения

В стандарте применены следующие сокращения:

ИТ - измерительный трубопровод;

МС - местное сопротивление;

ПД - измерительный преобразователь давления или манометр;

ППД - измерительный преобразователь перепада давления или дифманометр;

ПТ - измерительный преобразователь температуры или термометр;

СИ - средства измерений;

СУ - сужающее устройство.

3.5 Единицы величин

В настоящем стандарте применены единицы Международной системы единиц (международное сокращенное наименование - SI).

Соотношения между единицами Международной системы и единицами других систем приведены в приложении А.

4 Условия проведения измерений

4.1 Условия проведения измерений должны соответствовать ГОСТ 8.586.1 (разделы 5, 6 и 7).

4.2 Характеристики окружающей среды при эксплуатации СИ должны соответствовать условиям применения СИ, установленным его изготовителем.

4.3 Диапазон измерений применяемого СИ должен быть не менее диапазона изменений измеряемой величины.

4.4 Метрологические характеристики СИ выбирают с учетом обеспечения необходимой неопределенности результатов измерений расхода и количества среды.

4.5 Характеристики энергоснабжения СИ в условиях эксплуатации должны соответствовать характеристикам СИ, установленным его изготовителем.

4.6 Измерения следует выполнять СИ, прошедшими поверку или калибровку в зависимости от сферы применения.

4.7 СИ применяют в соответствии с требованиями технической документации по их эксплуатации.

5 Метод измерений

5.1 Принцип метода

Принцип метода измерения расхода среды с помощью СУ изложен в ГОСТ 8.586.1 (раздел 5).

Количество среды определяют путем интегрирования расхода среды по времени.

5.2 Формулы для расчета расхода среды

5.2.1 Расход среды измеряют в единицах массового расхода, объемного расхода в рабочих условиях и объемного расхода, приведенного к стандартным условиям (в качестве стандартных условий принимают условия по ГОСТ 2939).

Связь массового расхода с объемным расходом при рабочих условиях и объемным расходом, приведенным к стандартным условиям, устанавливает формула

. (5.1)

5.2.2 Массовый расход среды рассчитывают по формуле

. (5.2)

Объемный расход среды при рабочих условиях рассчитывают по формуле

. (5.3)

Объемный расход среды, приведенный к стандартным условиям, рассчитывают по формуле

. (5.4)

5.2.3 Если плотность среды в рабочих условиях рассчитывают по формуле

, (5.5)

то формулы (5.2), (5.3) и (5.4) примут вид, соответственно:

; (5.6)

; (5.7)

. (5.8)

5.2.4 Формулы для определения расхода сухой части влажного газа приведены в приложении Б.

5.2.5 Число Рейнольдса, в зависимости от единицы расхода среды, рассчитывают по соответствующей из следующих формул:

; (5.9)

; (5.10)

. (5.11)

5.3 Формулы для расчета количества среды

5.3.1 Количество среды (, , ), прошедшей по ИТ за определенный период времени, представляет собой интеграл функции расхода по времени , соответственно , , за этот период

5.3.2 При дискретном интегрировании функций расхода по времени с интервалами дискретизации количество среды рассчитывают по формулам:

- при прямоугольной аппроксимации

; (5.12)

; (5.13)

; (5.14)

- при трапецеидальной аппроксимации

; (5.15)

; (5.16)

, (5.17)

где , и - значения функций , и в начале интервала соответственно;

, и - значения функций , и в конце интервала соответственно;

- число интервалов дискретизации в течение времени ();

и - время начала и конца периода времени интегрирования соо

тветственно.

5.3.3 При дискретном интегрировании функций расхода по времени с равномерным интервалом дискретизации количество среды рассчитывают по формулам:

- при прямоугольной аппроксимации

; (5.18)

; (5.19)

; (5.20)

- при трапецеидальной аппроксимации

; (5.21)

; (5.22)

, (5.23)

где

. (5.24)

5.3.4 По известному значению среднего расхода , и за интервал времени () количество среды рассчитывают по формулам:

; (5.25)

; (5.26)

. (5.27)

5.3.4.1 При дискретном интегрировании функций расхода по времени с равномерным интервалом дискретизации средние значения , и вычисляют по одному из следующих вариантов:

а) при наличии полного массива значений , и в интервале времени () средние значения расхода среды рассчитывают по формулам:

; (5.28)

; (5.29)

; (5.30)

б) при поочередном в процессе интегрирования определении значений , и в интервале времени () средние значения расхода среды рассчитывают по формулам:

; (5.31)

; (5.32)

, (5.33)

где , и - средние значения , и на интервале времени () соответственно;

, и - средние значения , и на интервале времени () соответ

ственно.

5.3.4.2 При известных средних значениях параметров потока и среды значения , и рассчитывают по формулам (5.2)-(5.8).

Примечание - Определение среднего значения расхода среды по средним значениям его аргументов приводит к появлению дополнительной составляющей неопределенности измерения количества среды, так как среднее значение нелинейных функций, к которым относятся уравнения расхода, не может быть точно определено через средние значения его аргументов.

5.3.5 Количество сухой части влажного газа рассчитывают по формулам, аналогичным в 5.3.2, 5.3.3 и 5.3.4.

5.4 Формулы для расчета энергосодержания горючих газов

5.4.1 Расход энергосодержания горючих газов рассчитывают по формулам:

; (5.34)

. (5.35)

5.4.2 Энергосодержание горючих газов определяют интегрированием функции по времени по формулам, аналогичным в 5.3.2, 5.3.3 и 5.3.4.

Энергосодержание горючих газов допускается рассчитывать по формулам:

; (5.36)

, (5.37)

где , - масса и объем газа, приведенный к стандартным условиям, соответственно, определенные за интервал ;

, - удельная массовая и объемная теплота сгорания горючего газа при стандартных условиях, соответственно, определенные на интервале ;

- -й интервал времени между двумя определениями значений или .

6 Средства измерений и требования к их монтажу

6.1 Общие положения

6.1.1 Для определения расхода и количества среды необходимо выполнять измерения переменных параметров потока и среды, входящих в уравнение расхода.

6.1.2 СИ и вспомогательные технические устройства, необходимые для измерения расхода и количества среды, выбирают исходя из условий их эксплуатации и технико-экономической целесообразности.

6.1.3 Для измерения параметров потока и среды применяют приборы с регистрацией результатов измерения на бумажных или электронных носителях, а также планиметры или электронные устройства для считывания графической информации, вычислительные устройства ручного или автоматического действия для обработки результатов измерений.

Для автоматизации процедуры измерения и определения расхода и количества среды в реальном масштабе времени применяют вычислительные устройства, которые принимают сигналы от измерительных преобразователей параметров потока и среды, автоматически обрабатывают их и выдают необходимую информацию о результатах измерений и вычислений.

6.1.4 Для определения значений условно-постоянных величин (параметров, принимаемых в качестве постоянных величин на определенный период, например час, сутки, месяц и т.д.) допускается применение показывающих приборов.

Условно-постоянные величины могут быть приняты равными ожидаемым значениям, прогнозируемым на основе ранее выполненных измерений или общих знаний об условиях измерений.

6.2 Средства измерений перепада давления и давления

6.2.1 Измерение перепада давления на сужающем устройстве

6.2.1.1 Перепад давления на СУ [см. ГОСТ 8.586.1 (пункт 3.1.4)] определяют подсоединением ППД через соединительные трубки к отверстиям для отбора давления или к отверстиям в кольцевых камерах усреднения, служащим для передачи давления к СИ.

6.2.1.2 Допускается подключение к одному СУ двух или более ППД.

6.2.1.3 Требования к монтажу ППД учитывают основные положения, изложенные в [1].

6.2.2 Разъединительные краны

Разъединительные краны предназначены для отделения СИ от ИТ.

Разъединительные краны рекомендуется помещать на соединительных трубках непосредственно у места их соединения с ИТ. При установке уравнительных (конденсационных) сосудов разъединительные краны (вентили) допускается монтировать непосредственно за ними.

Площадь проходного сечения крана должна быть не менее 64% площади сечения соединительной трубки.

В рабочем режиме разъединительные краны должны быть полностью открыты.

Рекомендуется отдавать предпочтение установке шаровых кранов.

6.2.3 Уравнительные (конденсационные) сосуды

6.2.3.1 При измерениях расхода пара соединительные трубки заполняются конденсатом. При измерениях перепада давления происходит нарушение равенства высоты столбов конденсата в обеих соединительных трубках вследствие перемещения части конденсата в ППД. Изменение уровней столбов конденсата приводит к появлению дополнительной составляющей неопределенности результатов измерений перепада давления.

Для уменьшения этой составляющей неопределенности результата измерения перепада давления применяют уравнительные (конденсационные) сосуды. На рисунке 1 приведены уравнительные сосуды, рекомендуемые [1]. Основные геометрические характеристики сосудов указаны в таблице 2.

Рисунок 1 - Уравнительные сосуды

Рисунок 1 - Уравнительные сосуды

Таблица 2 - Размеры конденсационных сосудов

	Вход		Вход
Обозна- чение размера	Патрубки с газовой резьбой	Приварные патрубки	Патрубки с газовой резьбой	Приварные патрубки				*
	дюймы	мм	дюймы	мм	мм			см