标准节流装置的管道条件和安装要求

(三) 标准节流装置的管道条件和安装要求

22  本规程提供的流量系数的数值，都是流体在节流件上游侧1D处的管道截面上已形成典型的紊流流速分布的条件下取得的．当靠近节流件的上游侧有涡旋或旋转流等不正常流速分布时，就会引起 值的改变．因此，节流装置的管道条件和安装要求必须符合本节规定．

为了得到正确的 值，除d值应按第4．2．7和19．2．5项规定的方法实测外，D值也应实测，不得用管径的公称值，更不得用安装节流件的法兰内径、夹紧环内径或环室开孔直径值计算 值。

23  节流装置的管段和管件 

    23．1节流装置的管段和管件为节流件上游侧第一个局部阻力件和第二个局部阻力件，节流件下游侧第—个局部阻力件和从节流体上游侧第二个局部阻力件到节流件下游侧第一个局部阻力件之间的管段，以及差压信号管路，如图5所示．

23．2节流装置的安装位置：节流装置应安装在两段直圆管（即 1和 2）之间．若节流件上游侧没有第二个局部阻力件，则第一个和第二个局部阻力件之间应按第25．3和25．4款的规定敷设直管段 0。

    24  管道条件

24．1管道直度：安装节流装置用的管道应该是直的，它只需目测检验．

24．2测量管圆度；安装节流件用的测量管圆度在节流体上下游侧2D长范围内必须实测．其方法如下：

    24．2．1在节流件上游侧(装有环室或夹紧环时，应在环室或夹紧环前)oD、 D、1D和2D处各取与管道轴线垂直的一个截面。在每个截面上，以大致相等的角距离取4个内径的单侧值，共得16个单测值，并求其算术平均值．任意单测值与平均值比较，其偏差不得大于±0. 3％．符合这一要求的算术平均值即为设计节流件时的D值．

    24．2．2在节流件下游侧(装有环室或夹紧环时，应在环室成夹紧环后)0D和2D处各取与管道轴线垂直的一个截面．在每个截面上，以大致相等的角距离取4个内径的单测值，共得8个单测值，任意单测值与节流件上游侧按第24．2．1项规定方法得到的D值比较，其偏差应在±2％之内．

    在节流件上下游侧2D长范围之外的管道圆度，以目测法检查管道外圆．

24．3管道内壁应该洁净．可以是光滑的，也可以是粗糙的．在节流件上游侧10D的管道内，当管道内壁的相对平均粗糙度K／D小于表11所列限值时，则认为该管道是光滑的，称之为光管．本标堆提供的光管流量系数 ₀就是在该条件下用实验方法得到的。

当管道内壁的相对平均粗糙度K/D大于表11所列限值时，则认为该管道是粗糙的，并称之为糙管．

    25  节流体上下游侧的直管段长度要求

    25．1节流件上下游侧最小直管段长度与节流件上游侧局部阻力件的形式和直径比 有关，见表12．

    25．2本规程提供的 ₀值是在节流件前有很长直管段条件下得到的．但是，当保证表12括号外数值的直管段时不必附加任何误差．若实际的直管段长度个有一个大于括号内的数值而小于括号外的数值时，需按“附加极限相对误差为±0．5％”处理．

    25．3除节流件上游的局部阻力件为若干90°弯头外．若串连几个其他形式的局部阻力件，则在第一个和第二个局部阻力件之间亦应装有直管段 ₀．这个直管段 ₀可按第二个局部阻力件形式和 ＝0．7(不论实际 值是多)取表12所列数值的1／2．

    25．4节流件上游侧串联几个90°弯头时，可采用下列任一布置方式：

    25．4．1按表12第3、4栏布置时，在节流件前第一个和第二个90°弯头之间可不装直管段，即 ₀＝0．

    25．4．2将表12第3、4栏的直管段长度数值分别布置在节流件和节流件上游侧第一个局部阻力件之间，以及节流件上游侧第一个和第二个局部阻力件之间(即 ₀和 ₁之间的距离等于表11第3或第4栏所列直管段长度)时，则在节流件及其上游侧第一局部阻力件之间的直管段长度 ₁不得小于表12第2栏所列的数值．

    25．5节流件与其上游侧的开敞空间或直径≥2D的大容器直接连通时，则在开敞空间或大容器与节流件间的直管段长度不得小于30D(15D)*。若节流件和开敞空间或大容器之间尚有其它局部阻力件时，则除在节流件与局部阻力件之间没有符合表l 2规定的最小直管段长度 1外，从开敞空间或大容器至节流件之间的直管段总长亦不得小于30D(15D)*．

    25．6若必须在节流件上游侧安装温度计套管时，则温度计套管与节流件之间的直管段长度 ₁按下述原则确定．

    25．6．1当温度计套管直径≤0．03D时， ₁＝5D(3D)*；

    25．6．2当温度计套管直径在0．03D和0．13D之间时，

*括号内外数字的意义见表12注(s)。

    25．7表12和第25．3、25．5和25．6款所列直管段长度为最小值．对试验研究工作，节流件上游侧的最小直管段长度应至少较上列数值增加1倍．

    25．8表12所列阀门应全开，最好用全开闸阀作为节流件上游侧的第一个局部阻力件．所有调节流量的阀门应安装在节流件下游侧规定购直管段之后．

    26  要求个别标定的情况

    26．1在下列情况下，节流装置及有关管段和管件应装成一体后进行个别标定．

    26．2节流件上游侧装有不属于表12和第25．2、25．4、25．5和25．6款的局部阻力件形式．

    26．3节流件上游侧最小直管段长度 ₁小于表12所列括号内数值．

    26．4节流件上下游侧直管段长度均在括号内外的数值之间．

    26．5标准节流装置的安装和使用条件不符合本规程的有关规定，而又无法按附录3推荐的方法处理．

    27  节流装置的安装条件

    27．1节流件在管道中的安装应保证与管道轴线垂直，其偏差不得超过±1°。

    27．2节流件在管道中的安装应保证与管道同心，其不同心度不得超过 的数值．

    27. 3夹紧节流件用的密封垫片(包括环室与法兰、环室与节流件和法兰取压的法兰与孔板之间的垫片)，在夹紧后不得突入管道内壁。

    27．4为了正确确定工作温度下的值，应采用已知热膨胀系数的材质制造测量管和节流件．若测量管材质和节流件材质的热膨胀系数不一致，节流件的安装应保证夹紧后在受热情况下能自由膨胀，以免变形．

    27．5夹紧节流体(环室或夹紧环)的法兰与管道的连接应符合第27．1和27．2款的规定．管口与法兰密封面应平齐．夹紧环室或夹紧环的法兰密封面应为凸形，并与环室夹紧环的凹槽配合．若环室或夹紧环材质的热膨胀系数大于法兰材质的热膨胀系数．应采用过盈配

合．反之，应采用间隙配合．

    27．6在测量精度要求较高的场合，为了满足上述安装要求，应将节流件、环室(或夹紧环)和上游侧10D及下游侧5D长的测量管先行组装，检验合格后再接入主管道．

    27．7新装管路系统必须在管道冲洗和扫线后再进行节流件的安装．

27．8节流装置的各管段和管件的连接处不得有任何管径突变．

三、检定

(一)外观检验

    28  对标准孔板和标准喷嘴的各项要求，即第9、11、14、19和24条的规定，必须进行检验．

    29  孔板开孔部分的检验

    29．1孔板开孔圆筒形部分直径的测量应按第9．2．7项规定测量4个直径值d。

    测量工具的误差规定如下：

    当d≤10mm时，不得大于d值允差的1／2；

    当10＜d≤3mm时，不得大于d值允差的1／3；

    当d＞30时，不得大于d值允差的1／4。

    29．2第9．2．3、9．2．6、11．2．2、14．3和19．2．8条款关于无毛刺和机械损伤的要求应在4倍放大镜下检验．

    29．3孔板开孔直角入口边缘的锐利度和垂直度的检验：

    可用模铸法或铝箔模压法实测直角入口边缘的倒角半径rh和垂直度．

    孔板开孔直角入口边缘的锐利皮，在例行检验肘，允许采用下述方法：

    将孔板倾斜45°角，使日光或人工光源射向直角入口边缘，当d≥125mm时，采用4倍放大镜观察，当d≤125mm时，采用12倍放大镜观察，均应无光线反射．

．  30孔板端面平行度的检验

    将孔板放在平板上，用带支架的百分表进行检验．检验结果应符合第9．2．1和9．2．2项的规定．

    3l  喷嘴喉部开孔部分的检验

    31．1喷嘴圆筒形喉部直径的测量方法及其测量结果应符合第19．2．5项的规定．测量工具的精度应符合策29．1款的规定．

    31．2喷嘴入口收缩曲面c1和c2的轮廓及其半径，用两个曲面和A面及圆筒形喉部e面作成一体的样板检验．该样板必须在投影仪上按第19．2．3和19．2．4项及第27．1款的规定检验合格后，才能用来检验喷嘴的A面、圆筒形喉部e面和入口收缩曲面的轮廓．样板和各面之间应不透光．

    31．3喷嘴圆筒形喉部出口边缘的毛刺和机械损伤的检验方法同第29．2．2项的规定．特别注意该出口边缘不应有明显的圆弧或直径扩大．

    32光洁度的检验

    孔板和喷嘴各部分的光洁度一般用与被检件同材质的比板进行检验，检验结果应符合第二章第(一)、(二)节的有关规定．有争议时应用双管显微镜或电动轮廓仪等仪器检验．

    33管道的检验

    33．1孔板和喷嘴上下游侧各2D长范围内的管道内径的测量方法应符合第24．2．1和24．2．2项的规定，所用测量工具的精度应符合第29．1款的规定．    、

    33．2管道内壁的相对平均粗糙度K／D，首先在液体流下，用试验方法测出直管阻力系数 值，然后根据柯尔布鲁克公式求得。

(二)示值检定

34  对于用作计量传递标准或为了提高使用精度的节流装置．必须按本节的规定进行检定；本节也适用于本规程提到的应予个别检定的节流装置和节流件．对其它形式节流装置的个别检定也可参照本节进行．

    35  由于节流装置前后的管段和管件对流量系数有影响，建议送检的节流装置应带有第23条中如图5所示的管段和管件，或与实际情况相符的管段和管件，并附有计算书(或计算机计算时输入的原始数据及输出的计算结果)．检定结果只对检定部分有效，并应在检定证书上注明检定时的配管条件．

    36  所谓节流装置的示值检定实际上就是测定其流量系数。

    36．1流量系数的计算公式如下：

           

式中：d—一节流件开孔直径(用公式进行温度修正)，mm；

      ——被测介质的密度(实测或查表)，kg／m³；

'——u形差压计填充液的密度(实测或查表)，kg／m³；

      "－一填充液上面被测介质密度(实测或查表)，kg／m³；

     qv一—体积流量m³／h；

     h——节流件前后所接差压计的液柱高差，mm．

    36．2检定设备

    36．2．1水流量标准装置应符合JJG164—75规程的要求，精度等级不低于±0．2％(或同等精度的标准流量计)．

    36．2．2配备一台三等精度的具有相应量程的u形管差压计，差压可用静态间歇读数法，也可用零位平衡法或其它能够精确测定差压的方法．

    36．2．3分度值为0．1℃二等标准温度计二支．

    36．2．4精度为±0．05％的密度计一支．

    36. 2．5一台测量孔板、喷嘴孔径和管道内径用的工具，其精度应符合第29．1款的要求．

    36．3检定前的准备：

    36．3．1根据第9．2．7、19．2．5、24．2．1和我24．2．2项规定实测d和D值，测量工具的精度应符合第29．1款的要求．

36．3．2让流体在管路系统中循环一段时间，使水温均匀，同时排除试验系统中及差压计内的空气．

    36．4流量系数 的测定：

    36．4．1在节流装置规定测量的流量范围内，一般选择5个标定点(包括最大和最小流量)，每个检定点一般应检定10次以上．

    36．4．2检定点的每次检定应在稳定流量下进行，测定流量和差压值检定过程中，差压管路内不得存有气泡．

    差压的测定如采用静态间歇读数，则静态读数的有效次数不得少于10次．

按下式计算差压的平均值

36．4．3水温、室温和水的密度每三次检定中测量一次．水的密度也可根据水温进行查表．

    36．4．4根据(21)式算出与检定点对应的流量系数 值．

    36．4．5对每个检定点所测定的流量和差压值，按狄克逊等准则剔除其中的粗大误差．

    36．4．6每个检定点的雷诺数Re_D，可用下式计算：

       

式中：

——水的体积流量，m³／h；

D——管道内径，mm；

V一一在工作条件下水的运动粘度，st(cm²／s)；对自来水粘度可实测或近似取v＝ 0．0101St．

    37  在各检定点的Re_D下，流量系数的标准误差相对值按下式计算：

 

式中：

——水流量标准装置66瞬时流量，精度见JJ0164—75检定规程；

一—节流件孔径d的标准误差相对值，为方便规程附录2 第4条，给出了估算值，也可实际计算求得；

     、 ’、 "——分别为水的密度、差压计填充液密度、填充液上面的密度． 的误差如果用精度为± 0. 05％密度计实测，则 ，

如果查密度表，误差参考附录2第6．2款估算； ’、 "可以测量差压计附近的室温，然后从表中查出相应的密度值， ’、 "的误差决定于测温误差、制表误差。

    38  检定结果的处理（检定实例）

38. 1填写节流装置检定记录。

38. 2 计算：

38．2．1剔除粗大误差：

用狄克逊准则检验：

12次流量测定值中无粗大误差；

差压值用u形管差压计(0－2000mmHg精度0．2％)静态间歇读数．12次差压值中658．0mmHg、 665．0mmHg是可疑值，将12次差压读数按大小顺序排列，658．0、659．0、660．1、660．1、660．1、660．1、660．1、660．2、660．4、665．0。

当x1＝658．0为可疑值时，由下面极差比公式

查表12判别值f( ，n)＝f(0．05、12)＝0．546

f。＝0．875大于f(0．05、12)＝0．546，故第—次差压应剔除。剩下11次中由于xll＝655．o是可疑值再计算f。

    

    查表13f(0．05，11)＝0．576

    f。＞f(0．05、11)，故X11＝665．0，第12次差压值应剔除，还剩下的10次在测量精度内不必再演算了．

    38．2．2计算流量系数

由(21)式

将记录中对应的流量和差压值代入上式得到10个流量系数，其平均值 ＝0.6108。