Скачиваний:
58
Добавлен:
28.03.2015
Размер:
844.44 Кб
Скачать

ПР 51-00159093-026-2004

ГОСТ 8.563.2-97 ГСИ. Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления. Методика выполнения измерений с помощью сужающих устройств

ГОСТ Р 8.577-2000 Государственная система обеспечения единства измерений. Теплота объемная (энергия) сгорания природного газа. Общие требования к методам определения

ГСССД МР 107-98 Определение плотности, объемного газосодержания, показателя изоэнтропии и вязкости газоконденсатных смесей в диапазоне температур 240…350 К при давлениях до 10 МПа

ПР 50.2.006-94 ГСИ. Порядок проведения поверки средств измерений ПР 50.2.009-94 ГСИ. Порядок проведения испытаний и утверждения типа

средств измерений.

3 Термины, определения, условные обозначения, индексы, сокращения

3.1 Термины и определения

3.1.1Ультразвуковой преобразователь расхода – акустический преобразователь расхода, работающий в ультразвуковом диапазоне частот, в котором создается сигнал измерительной информации, основанный на зависимости акустического эффекта в потоке газа от ее расхода.

Ультразвуковой преобразователь расхода состоит из первичного ультразвукового преобразователя расхода и устройства обработки его сигналов.

3.1.2Первичный ультразвуковой преобразователь расхода - удовлетворяющий требованиям настоящих правил - специально изготовленный участок трубопровода, содержащий преобразователи электроакустические (ПЭА) – устройства, преобразующие электрическую энергию в акустическую (энергию упругих колебаний среды) и обратно. ПЭА, используемые в первичных ультразвуковых преобразователях расхода, являются передатчиками и приемниками ультразвуковых волн.

3.1.3Устройство обработки сигналов - устройство, осуществляющее генерацию сигналов, поступающих на ПЭА, обработку сигналов, поступающих с ПЭА и формирование стандартного выходного сигнала, пропорционального измеряемому расходу среды.

3.1.4Вычислитель расхода – устройство, принимающее данные от устройства обработки сигналов, а также показания датчиков температуры и давления, и вычисляющее расход и количество газа, приведенные к стандартным условиям.

7

ПР 51-00159093-026-2004

Вычислитель расхода может дополнительно принимать и учитывать показания хроматографа и плотномера.

3.1.5Акустический канал – совокупность измеряемой среды и пары ПЭА, передающих сигналы с помощью ультразвуковых колебаний.

3.1.6Акустический луч - линия, вдоль которой распространяется звуковая энергия, испущенная в определенном направлении.

3.1.7Одноканальный ультразвуковой преобразователь расхода – преобразователь расхода, в котором для измерения расхода используется один акустический канал.

Пр и м е ч а н и е 1 — Одноканальные ультразвуковые преобразователи часто в технической литературе называют однолучевыми или однопутевыми расходомерами.

Пр и м е ч а н и е 2 — Звуковая энергия в одноканальном первичном преобразователе расхода может передаваться между ПЭА в виде прямых или отраженных (однократно или многократно) от стенок измерительного трубопровода акустических лучей.

3.1.8 Многоканальный ультразвуковой преобразователь расхода – преобразователь расхода, в котором для измерения расхода используется несколько акустических каналов.

П р и м е ч а н и е 1 — Многоканальные ультразвуковые преобразователи часто в технической литературе называют многолучевыми или многопутевыми преобразователями расхода.

П р и м е ч а н и е 2 — Звуковая энергия в многоканальном первичном преобразователе расхода может передаваться между ПЭА в виде прямых или отраженных (однократно или многократно) от стенок измерительного трубопровода акустических лучей.

3.1.9 Акустический путь – траектория движения акустического импульса между ПЭА в потоке газа.

Пр и м е ч а н и е — Кривизна акустического пути зависит от числа Re и Ma и возрастает

сувеличением числа Ма и кривизны распределения скоростей потока.

3.1.10Ультразвуковой импульс – сигнал (ультразвуковые колебания, волны в среде), генерируемый ПЭА при подаче на него возбуждающего электрического сигнала ограниченной продолжительности.

3.1.11Незатухающие ультразвуковые колебания в среде - сигналы, генерируемые ПЭА при подаче непрерывного возбуждающего электрического сигнала.

3.1.12Измерительный трубопровод - прямые участки трубопровода, между которыми установлен ультразвуковой преобразователь расхода.

8

ПР 51-00159093-026-2004

3.2 Условные обозначения

Основные условные обозначения приведены в таблице 1.

Т а б л и ц а 1 Условные обозначения

Условное

Величина

Единица

обозна-

 

физической

чение

 

величины

А

Площадь поперечного сечения

м2

α

Расстояние между активными центрами ультразвуковых датчиков

м

с

Скорость распространения ультразвукового импульса в потоке газа

м/с

 

относительно неподвижного наблюдателя

 

cо

Скорость распространения ультразвукового импульса в неподвижной

м/с

 

среде

 

D

Внутренний диаметр трубопровода

м

d

Проекция длины акустического канала L на линию, параллельную оси

м

 

трубопровода (см. рис. 3.1)

 

Е

Модуль упругости материала корпуса ультразвукового преобразовате-

МПа

 

ля расхода

 

Еэ

Энергосодержание (количество энергии, которое может быть получено

МДж

 

при сгорании газа)

 

f

Частота

1/c

Hc

Объемная удельная теплота сгорания газа

МДж/м3

К

Коэффициент сжимаемости газа

Безразмерная

 

 

величина

ku

Корректирующий коэффициент на распределения скоростей потока,

Безразмерная

 

равный отношению средней осевой скорости потока ua в сечении ульт-

величина

 

развукового преобразователя расхода к средней скорости потока вдоль

 

 

акустического канала u

 

L

Длина части пути акустического импульса, ограниченная внутренней

м

 

поверхностью трубопровода в состоянии покоя газа (см. рис. 3.1)

 

Длина прямого участка измерительного трубопровода

м

Lр

Длина пути акустического импульса от излучающих поверхностей

м

 

обоих ПЭА в состоянии покоя газа (см. рис. 3.1)

 

m

Масса газа

кг

M

Молекулярная масса газа

кг/кмоль

Ma

Число Маха (Ма = ū 0)

Безразмерная

 

 

величина

Р

Абсолютное давление газа

Па

Рб

Атмосферное давление

Па

Рнп

Давление насыщенного водяного пара во влажном газе при температу-

Па

 

ре t

 

Ри

Избыточное (статическое) давление газа

Па

qc

Объемный расход, приведенный к стандартным условиям

м3

qm

Массовый расход

кг/с

qо

Объемный расход

м3

qt

Объемный расход, при котором изменяется погрешность ультразвуко-

м3

9

ПР 51-00159093-026-2004

Условное

Величина

Единица

обозна-

 

физической

чение

 

величины

 

вого преобразователя расхода

 

R

Универсальная газовая постоянная R=8,31451

кДж/кмоль К

Re

Число Рейнольдса

Безразмерная

 

 

величина

t

Температура среды

ºС

T

Термодинамическая температура среды

К

u

Локальная скорость потока

м/с

uа

Средняя осевая скорость потока по сечению трубопровода, равная от-

м/с

 

ношению объемного расхода (q0) к площади поперечного сечения (А)

 

ū

Средняя скорость потока вдоль акустического пути

м/с

Vо

Объем газа при рабочих условиях

м3

Vс

Объем газа, приведенный к стандартным условиям

м3

wi

Весовой коэффициент I- ой величины

Безразмерная

 

 

величина

xi

Молярная доля i- го компонента смеси

Безразмерная

 

 

величина

Ni

Объемная доля i- го компонента смеси

Безразмерная

 

 

величина

Z

Фактор сжимаемости газа

Безразмерная

 

 

величина

α

Коэффициент линейного теплового расширения материала

ºС-1

δ

Относительная погрешность

%

γ

Приведенная погрешность

%

χ

Фазовый угол

рад

λ

Длина волны ультразвукового колебания

м

φ

Угол между осями ультразвуковых преобразователей и осью трубо-

град (рад)

 

провода (см. рис. 3.1)

 

ω

Циклическая частота

рад/с

ϕ

Относительная влажность газа

Безразмерная

 

 

величина

µ

Динамическая вязкость газа

Па с

ρ

Плотность газа

кг/м3

ρнп

Плотность насыщенного водяного пара во влажном газе при темпера-

кг/м3

 

туре t

 

ρсг

Плотность сухой части влажного газа

кг/м3

τ

Время прохождения ультразвукового импульса вдоль акустического

с

 

пути или интервал времени, за который определяется количество газа

 

Абсолютная погрешность

Физическая

 

 

величина

 

 

параметра

∆τ

Разность между временами прохождения ультразвуковых импульсов

с

 

вдоль и против направления потока одного и того же акустического

 

 

канала или интервал дискретизации при определении количества газа

 

10