Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Приборы и средства учета природного газа и конденсата

..pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
9.96 Mб
Скачать

Если обозначить

Х = У А; [2/ (к + 1) ]<*+»/(*-»,

(175)

то формулу (174) можно переписать в следующем виде:

QH= 13,3ad2xPi/ V ^pTZ.

(176)

При давлениях газа до 100 кгс/см2 и температурах газа от 20 до 100 °С показатель изоэнтропы природного газа k можно приближенно принять равным показателю изоэнтропы метана, который в этом диапазоне можно принять равным 1,3. При &=1,3 значение коэффициента к = хо будет

■/.0 =

у 1,3[2/

(1,3 + 1) ] (i.3+i)/(i,3—1)__0)6б7.

Подставив

значение

Хо = 0,667 в выражение (176), полу­

чаем формулу для определения расхода газа через критическое

сужающее устройство

в диапазоне изменения

давлений от 0

до 100 кгс/см2 и температур газа от 20 до 100°С:

 

QH=

8,871 ad2p1/V '^Z _

(177)

При давлениях свыше 100 кгс/см2 и температурах за пре­ делами диапазона от 20 до 100 °С показатель изоэнтропы при­ родного газа k существенно изменяется, что может вызвать погрешность измерения расхода газа до 50%. В связи с этим в выражение (176) должна быть введена поправка X на изме­ нение показателя изоэнтропы k от температуры и давления, равная

Ж=

= 0,667Л„

(178)

где к0 = 0,667 — значение коэффициента к для измеряемого газа при давлениях до 100 кгс/см2 и температурах от 20 до 100 °С; X— поправка на изменение показателя изоэнтропы (адиабаты) при давлениях свыше 100 кгс/см2 и температурах за пределами диапазона от 20 до 100 °С.

Исследования показали, что значение поправки X в диапа­ зоне рабочих давлений до 600 кгс/см2 и температур газа от —40 до + 150°С можно достаточно точно определить по фор­

муле

 

 

Х = (-0,5170 + 1,61847’Пр — 0,443Г2р) +

(1,2039 —

— 1,23097пр + 0,3223Тп2р)рпр + ( -0,1009 +

+ 0,1102Гпр +

0,03Г2р) Рп2р,

(179)

где Тпр = Т/Ткр— приведенная

температура;

рпР=р/Рщ>— при­

веденное давление; Ткр и рК — критические температура и дав­ ление,

121

Значение критических температур и давлений измеряемого газа определяется по табл. 2 или формулам (36) —(37), (40) — (41).

5.2.КОНСТРУКЦИИ КРИТИЧЕСКИХ СОПЕЛ

ИСООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ РАЗМЕРАМИ СОПЕЛ

ИПОДВОДЯЩИХ ТРУБОПРОВОДОВ

Внастоящее время для измерения расхода газа при крити­ ческом истечении применяют критические сопла различного

профиля, показанные на рис. 44, б—г.

На рис. 44, б показан профиль критического сопла с торои­ дальной горловиной, у которого входной сужающий участок представляет собой тор, радиус образующей его гс составляет от 1,8 до 2,2 диаметра горловины d. Со стороны входа тор усе­ чен плоскостью, перпендикулярной к оси симметрии сопла так, что диаметр линии пересечения поверхности тора с торцевой

поверхностью

 

А ,х = (2,5±0,l)rf.

(180)

Ниже критического сечения А —А на расстоянии АI от него,

равном

 

Д/ = rc tg у (0,08 -5- 0,23) d,

(181)

образующая тора должна плавно сопрягаться с образующей конической выходной части сопла, половина угла у которого должна быть в пределах от 2,5 до 6°.

Внутренний диаметр измерительного трубопровода перед соплом (форкамеры) D для всех типов сопел определяется вы­ ражением

D > 4 d .

(182)

Сопло с цилиндрической горловиной (рис. 44, в) должно выполняться следующим образом. Входной сужающий участок сопла в сечении представляет собой четверть тора, радиус об­ разующей которого

rc = d .

(183)

Со стороны входа в сопло образующая тора плавно сопря­ гается со следом плоскости, перпендикулярной к оси симмет­ рии сопла, а в зоне критического сечения А—А — с образую­ щей цилиндрической горловины.

Длина цилиндрической части сопла I должна лежать в пре­ делах

l = d ± 0,056.

(184)

После цилиндрической горловины следует выходной рас­ ширяющийся участок, половина угла раствора которого у долж­ на быть в пределах от 3 до 4°.

Полная длина сопла с цилиндрической горловиной La опре­ деляется выражением:

L„ = rc + I + Lc = 2d + (1,0 ч- \2)d.

(185)

Профиль сопла с прямолинейными образующими показан на рис. 44, г. Входной сужающий участок представляет собой конус с углом наклона образующей р={30±0,5)°. Диаметр входа сопла D\ должен лежать в пределах

О, = (2,5 d= 0,1) Л

(186)

Кромка сопряжения входного конуса с цилиндрической гор­ ловиной не должна иметь видимых скруглений. Длина ци­ линдрической горловины I определяется выражением

/ = (0,5-M ,5)d.

(187)

После цилиндрической горловины сопла следует выходной расширяющийся участок с полууглом раствора у, равным (3,5±0,5)°.

Длина /„ входного конуса определяется выражением

г„= (Di — d) / (2tg 30°) = (Di — d) / 1 3.

(188)

Длина выходного конического участка Lc длявсех

типов

описанных сопел определяется соотношением

 

U = (1,0-7-12)*

(189)

Отклонение радиуса образующей тора гс от номинального значения не должно превышать ±0,001d.

Длина LT прямого участка измерительного трубопровода 2 (рис. 44, а) перед соплом для всех типов сопел определяется по формуле

 

LT> 1 0 O > 4 0 d .

(190)

Отверстия

для отбора

давления р\из форкамерыраспола­

гают на ее стенках на расстоянии LPi из соотношения

 

L Px =

(2 ± 0 ,1 ) 0 .

(191)

Отверстия

для отбора

давления р2 за

соплом располагают

в стенке отводного трубопровода на расстоянии LPl от выход­ ного среза сопла

LPl = (1,0 ±0,5)7).

(192)

Число отверстий для отбора давления рi в стенках трубо­ провода (форкамеры) может быть от 1 до 6.

Диаметр отверстия d0тв для отбора давлений pi и р2 непо­ средственно в стенках трубопровода и его длина 10тв (до рас­ ширения под выходной штуцер для отбора давлений) опреде­ ляются по следующим формулам:

d0TB^ 0,05D;

(193)

Iотв = 2йотв == 0,1D.

 

123

Гильза термометра для

измерения температуры

газа Т\

устанавливается на расстоянии LTравном

 

I T>

10D.

(194)

Размеры помещенного в поток газа чувствительного эле­ мента термометра должны быть такими, чтобы затемнение про­ точного элемента трубопровода было не более 15% сечения трубопровода.

Определение диаметра критического сечения сопла. Диаметр критического сечения сопла d может быть определен по одной из нижеприведенных формул.

Для упрощения расчетов целесообразно предварительно определить величину d2. преобразуя одну из формул (174) или (177), а затем определить d.

Если диаметр сечения сопла d выразить в миллиметрах, расход газа QHв кубических метрах в час, давление pi в кило­ грамм-силах на квадратный сантиметр, а температуру Т в кель­ винах, то формула для определения d2, полученная из формулы

(174), примет вид

 

d2 = QHV jT Z I (13,3аир,)-

(195)

В диапазоне изменения рабочих давлений от 0 до 100 кгс/см2

и температур от 20 до 100°С формулу

(177) можно упро­

стить, приняв что %—0,067:

 

d2 = Qa V f T Z I (8,87lap,).

(196)

Число Рейнольдса в критическом сечении сопла. Red можно определить по одной из нижеприведенных формул.

При известном расходе Qm плотности газа рн в нормальных условиях и диаметре критического сечения d число Рейнольдса Red определяется формулой

 

Red =

0,0361 Q„p„/ (dp),

 

(197)

где QH— расход газа,

проходящего

через

сопло, приведенный

к нормальным

условиям, м3/ч; d — диаметр

критического сече­

ния сопла, мм;

ра — плотность газа

при нормальных условиях,

кг/м3; р — динамическая вязкость

газа

в

рабочих условиях

в критическом сечении, кгс-с/м2.

 

 

 

Если динамическую вязкость газа р в рабочих условиях выразить в паскаль-секундах, формула (197) принимает вид

Red = 0,354 QHPH/ (dp).

(198)

5.3. КОЭФФИЦИЕНТЫ РАСХОДА КРИТИЧЕСКИХ СОПЕЛ

Коэффициент расхода критического

сопла характеризует

его гидравлическое сопротивление и зависит от геометрии соп­ ла и значений чисел Рейнольдса в критическом сечении. Для

124

критических сопел коэффициент расхода а близок к единице и изменяется в пределах от 0,985 до 0,995 в зависимости от профиля сопла. В зависимости от профиля сопла и чисел Рей­ нольдса в критическом сечении коэффициент расхода критиче­ ских сопел может быть определен по одной из нижеприведен­ ных формул.

Д л я сопел с тороидальной горловиной (рис. 44, б ) в ди ап а ­ зоне чисел Р ейнольдса Red от 105 до 107

а = 0,9935 — 1,525 / У

(199)

где Red — число Рейнольдса в критическом сечении сопла Л—А (рис. 43, а).

Д л я

сопел с цилиндрической горловиной (рис. 44, в)

в д и а ­

пазоне

чисел Р ейнольдса от 3,5 - 105 д о 2 ,6 - 106

 

 

 

 

а =

0,9987.

(200)

Д л я

сопел

с цилиндрической горловиной в д и ап азон е

чисел

Рейнольдса от 2 ,6 - 106 до 2 ,0 - 107

 

 

 

 

а = 1 — 0,2165 Re^0’2.

(201)

Д л я

сопел

с

прямолинейными образую щ им и (рис.

44, г)

в диапазоне чисел

Р ейнольдса от 105 д о 5 - 107

 

 

 

 

а =

0,942.

(202)

Анализируя приведенные выше формулыдля определения коэффициен­ тов расхода критических сопел различного профиля можно отметить, что для сопел с тороидальной горловиной в диапазоне чисел Рейнольдса от 105 до 107 значения коэффициентов расхода могут изменяться от 0,9887 до 0,9930. Для практических расчетов можно принимать среднее значение коэффици­ ента расхода а Ср = 0,9909.

Для сопел с цилиндрической горловиной в диапазоне изменения чисел Рейнольдса от 3,5-10s до 2,6-106 коэффициент расхода постоянен и равен 0,9887.

При изменении чисел Рейнольдса от 2,6-106 до 2,0-107 коэффициент расхода для сопла с цилиндрической горловиной изменяется в пределах от 0,9835 до 0,9812, т. е. практически постоянен.

Для упрощения расчетов с допустимой точностью можно принять, что коэффициент расхода для сопел с цилиндрической горловиной в диапазоне чисел Рейнольдса от 2,6-106 до 2,0-107 равен среднему значению коэффици­

ента расхода а Ср между

значениями 0,9835 и

0,9812, т. е. а ср =

0,9824.

Для

сопел с прямолинейными образующими в диапазоне

чисел Рей­

нольдса

от 105 до 5-107

коэффициент расхода

постоянен и равен 0,942.

5.4; ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ГАЗА С ПОМОЩЬЮ СОПЕЛ КРИТИЧЕСКОГО ИСТЕЧЕНИЯ

Предельная погрешность определения расхода газа Q„ мо­ жет быть определена следующей формулой:

б«н = / Ч + Sx + К, + 483 +

(1/4) + S2r +

Ц у

(2°3)

где 6« — предельная погрешность

определения

коэффициента

125

расхода а; 6* — предельная погрешность определения показа­

теля адиабаты х;

ор, — предельная

погрешность

определения

давления рр, Ьа — предельная погрешность

определения крити­

ческого диаметра

сопла d; 6р— предельная

погрешность опре­

деления относительной

плотности газа

р; 6т — предельная по­

грешность определения

температуры

газа

Т; 6z — предельная

погрешность определения коэффициента сжимаемости газа Z.

По результатам исследования критических сопел можно

принять, что 6а = 0,25% и 6<г = 0,025%.

V

и 6z

определяются

Предельные погрешности 6», Vi

по формулам раздела 5 главы 1.

 

 

 

 

5.5.МЕТОДИКА И ПРИМЕР РАСЧЕТА РАСХОДОМЕРОВ

ССОПЛАМИ КРИТИЧЕСКОГО ИСТЕЧЕНИЯ

Расчет расходомеров с соплами критического истечения сводится к определению диаметра критического сечения и дру­ гих размеров сопла, его коэффициента расхода, внутреннего диаметра входного трубопровода и необходимых длин его пря­ мых участков, динамического диапазона измерения, определяе­ мого максимальным и минимальным значениями чисел Рей­ нольдса в критическом сечении сопла, а также погрешности измерения.

Для расчета должны быть заданы исходный профиль сопла, максимальный и минимальный расходы газа, приведенные к нормальным условиям, максимальное и минимальное давле­ ния газа перед соплом и за ним, температура газа, состав и

плотность газа при нормальных условиях, а

также материал,

из которого изготавливается сопло.

выбираем тип и

М етодика расчета. Перед началом расчета

класс точности манометров и термометра. Расчет производится следующим образом.

1. Определяем по формулам (15), (38—39), (46) недоста­ ющие для расчета данные: абсолютное давление газа ph при­ веденные температуру и давление, коэффициент сжимаемости газа в рабочих условиях Z, относительную плотность газа

врабочих условиях.

2.По одной из формул (199)—(202) для выбранного типа сопла определяем средний коэффициент расхода аСр-

3.Определяем предварительный диаметр критического се­

чения сопла d по формулам (195) и (196).

 

Рей­

4. Определяем максимальное и минимальное числа

нольдса

в критическом

сечении Re^ по

формуле (197)

или

(198),

подставив в них

максимальное

Qmnax

и минимальное

<2нт1п значения расхода газа.

чисел

Рейнольдса

до-

Проверяем соответствие полученных

126

пустимым значениям для выбранного профиля критического сопла:

Red max =

0,0361 Q H maxpH /

(^Ц) >

(204)

Red min == 0,0361 Q H mlnpH /

(rfp) ■

(205)

5. Определяем уточненное значение коэффициента

расхода

а по одной из формул

(199)—(202) для

выбранного типа сопла

с учетом полученных

значений чисел

Рейнольдса Red max и

Red min-

6. Определяем уточненное значение диаметра критического сечения d по формулам (195) и (196) с учетом уточненного коэффициента расхода а.

7.Подставляем заданные и рассчитанные значения пара­ метров сопла и потока в формулу (177) и проверяем соответ­ ствие заданного значения расхода газа расчетному. Если зна­ чение совпало с заданным с точностью до 0,2%, можно счи­ тать, что расчет выполнен правильно. Если не совпадает, то расчет повторяется с более точным определением недостаю­ щих данных.

8.Определяем размеры сопла и подводящих трубопроводов

по формулам (180) —(194).

9. Определяем погрешность измерения расхода газа по фор­ муле (203).

Пример расчета. Рассмотрим расчет критического сопла с прямолиней­ ными образующими при следующих исходных данных. Измеряемая среда — природный газ с плотностью при нормальных условиях ря = 0,668 кг/м3. Наибольший измеряемый расход газа, приведенный к нормальным условиям,

QH шах =

10 000 м3/ч. Минимальный

измеряемый

расход

 

газа

QHmm =

= 3000 м3/ч. Температура газа перед

соплом 5 °С.

Рабочее

избыточное да­

вление газа

в трубопроводе

pi Иэв перед входом в

сопло

может изменяться

от 10 до

12 кгс/см2. Среднее

барометрическое давление

Р б а р

=

1,025 кгс/см2.

Избыточное

давление газа

за соплом р2 Изб

может

изменяться

от 1 до

3 кгс/см2. Внутренний! диаметр подводящего трубопровода

D принят равным

100 мм. Вязкость газа в рабочих условиях р. =

1,13-10_6

кгс-с/м2.

сопла не­

Класс точности манометров 0,5, термометров 0,3.

Материал

ржавеющая

сталь марки XI7. Диаметр гильзы

термометра

15

мм, глубина

ее погружения в трубопровод 50 мм. Допустимая предельная погрешность

измерения расхода газа бQ не более 1%.

 

 

 

абсолютные

давле­

П о р я д о к расчет а.

1. По формуле (15) определяем

ния газа до и после сопла:

 

 

 

 

 

 

Pi max =

Pi изб + Рбар =

12 +

1,025 =

13,025 кгс/см2;

 

Pi rain =

Pi изб 4- Рбар =

10 +

1,025 =

11,025 кгс/см2;

 

р2 max = Р 2 иэб+Рбар =

3 +

1,025 =

4,025 кгс/см2;

 

Р2 min =

Р2 изб 4 - Р б а р =

1 4 - 1,025 =

2,025

кгс/см2.

 

2. По формуле (172) определяем

допустимое

для

критического

сопла

отношение давлений p2/pi:

 

 

 

 

 

 

р2 max / Pi min ~ 4,025 / 11,025 =

0,365

0,9;

 

р2 min / Pi max = 2,025 / 13,025 =

0,155

0,9,

 

т. е. отношение давлений р2/р, удовлетворяет условию критического истече­ ния.

127

3. По формулам

(42) и (43)

определяем

критические

давление

р кр

к температуру

Гкр:

 

 

 

 

 

 

р кр =

48,51 — 1,808р„ =

48,51 — 1,808-0,668 = 47,3

кгс/см2;

 

Гкр = 87,5 +

155,24рв = 87,5 + 155,24 • 0,668 = 191,2 К.

 

4. По формулам

(38)

и (39)

определяем

приведенные

давления

р пр и

температуру Гпр при максимальном и минимальном абсолютных давлениях газа:

 

 

 

Рпр 1 Pi max 1 р к р =

13,025 / 47,3 — 0,275;

 

 

 

 

 

 

Рпр 2 == Pi min / Ркр =

1 1 ,0 2 5 /4 7 ,3

=

0 ,233;

 

 

 

 

 

 

 

Гпр =

7 '/Г н р =

(273 + 5 )/ 191,2 =

1,453.

 

 

 

5. Для упрощения расчетов по номограмме, приведенной на рис. 4, оп­

ределим

коэффициенты

сжимаемости

газа

Zmax

и

Zmш

при

рпр i =

= 0,275,

рВр 2 =

0,233 и

Т ар =

1,453.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При указанных значениях рПр и Гпр максимальные и минимальные зна­

чения коэффициентов

сжимаемости

Z m a x

и Zmiu

практически

одинаковы

и можно

принять, что Zmax =

Zmm =

2 — 0,95 для всего диапазона изме­

нения давлений газа на входе в сопло.

 

рабочих

условиях

опреде­

6. Коэффициент сжимаемости воздуха Z„ в

лим по графику, показанному на рис. 3, з. При давлении

pi =

13,025 кгс/см2

и температуре

t

= 5 °С коэффициент

сжимаемости

воздуха

Z„

в

рабочих

условиях

равен

0,98.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. По формуле (34) определим относительную

плотность газа

р

в рабо­

чих условиях

при максимальном

давлении

pi =

13,025

кгс/см2

и темпера­

туре газа

Т =

278 К:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р = рв2 в / (ре. вZ )

= 0,668 • 0,98 / (1,292 - 0,95)

=

 

 

 

=0,655/1,227 = 0,534.

8.Для выбранного сопла с прямолинейными образующими коэффициент

расхода

сопла а, определенный по формуле

(202), постоянен и равен

0,942.

9. По формуле (196) определяем значения d 2 и d

в критическом сечении:

d2 = Q «

V ~ p T Z I (8,871api)

=

10000 У 0,534-278-0,95 /

(8,871-0,942-13,025) =

 

=

10 000 • 11,8755 / 108,843 =

1091,06

мм2.

 

Диаметр критического

сечения сопла

 

 

 

 

 

 

 

 

d = У d2“= У 1091,06 -

33,03 мм.

 

 

 

10. По формулам (204) и (205) определим максимальное и минимальное

значения

чисел Рейнольдса

Reamax и

Re<* min в

критическом сечении

сопла:

 

R6a max “

0,0361 QH тахРн / (dp)

=

 

 

 

 

= 0,0361 • 10 000 • 0,668 / (33,03 • 1,13 • 10 -6) = 241,1 ■10е / 37,3 =

 

 

 

 

 

= 6,46/Ю6;

 

 

 

 

 

 

 

Rea тш =

0,0361QHтшрн/ ( d p ) =

0,0361-3000-0,668/

 

 

/(33,03-1,13-10-6) = 72,34-106/37,3 =

1,9410s.

 

Как видно из полученных данных, максимальное и минимальное числа

Рейнольдса лежат внутри

диапазона

допустимых

чисел

Рейнольдса

для

сопла с

прямоугольными образующими

(10s -4- 5-107),

т.

е. сопло работает

вкритическом режиме истечения.

11.В связи с тем что коэффициент расхода а сопел с прямолинейными

образующими в рабочем диапазоне не зависит от изменения чисел Рей­ нольдса, производим проверку расчета по формуле (177):

QH= 8,871ad2pi V ! > T Z = 8,871 -0,942-1091,06 X

X 13,025 / У 0,534-278-0,95 = 9117,42-13,025/ 11,8765 = = 9999,949 м3/ч.

128

Определим логрёшнбсть вычисления расхода газа б в процентах tto формуле

б = 10 0° ^ Г Э’-9-49 ‘100 = °-0005% < °.2%,

что вполне допустимо.

12. Произведем расчет геометрических размеров подводящего трубопро­ вода. Внутренний диаметр D подводящего трубопровода (рис. 44, а) должен

удовлетворять соотношению

4-33,03

132,12 мм. Из полученного

результата видно, что предварительно

принятый

размер

внутреннего диа­

метра подводящего трубопровода D — 100 мм несколько

занижен и что он

должен быть не менее 132,12 мм.

 

 

 

В связи с тем что увеличение внутреннего диаметра трубопровода не по­ влияет на выполненные ранее расчеты, примем внутренний диаметр трубо­

провода D =

150 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33,03 мм

и

внутрен­

13. Зная диаметр критического сечения сопла d =

ний диаметр подводящего трубопровода D — 150 мм, определим недостаю­

щие размеры

сопла (рис. 44, г). Диаметр

входа

в

сопло по формуле (186)

 

 

D \

=

2 ,5 d

=

 

2,5-33,03 =

82,6 мм.

 

 

 

14. Длину

цилиндрической

горловины

сопла

определим по

формуле

(187), приняв

I =

1,2d —

1,2-33,03 = 40 мм.

 

 

 

 

(189), при­

15. Длину конической части

L c

сопла

определим по формуле

няв L0 = 5 d =

5-33,03 =

165 мм.

 

части

сопла

определяется

выражени­

16. Длина

входной

конической

ем (188):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

(D i —

d )

/У Т =

(82,6 — 33,03) / 1,732 = 28,6 мм.

 

 

17. Полная

длина

сопла

с

прямолинейными

образующими L n будет

равна сумме длин отдельных участков сопла:

 

 

 

 

 

 

1П= /„ +

/ + L B =

28,6 +

40,0 +

465,0 =

233,6

мм = 0,234

м.

18. Длину

прямого

 

участка

 

подводящего

трубопровода

L T

(от оси

гильзы термометра до входной

 

плоскости

сопла — рис. 44, а )

определим

по формуле

 

 

 

- 40-33,03 =

1321,2 мм =

1,32 м.

 

 

 

 

L T^ 4 0 d

 

 

19. Расстояние LPi от входной плоскости сопла до оси отверстий отбора давления р \ найдем из выражения (191):

L p*1 = 2 D = 2-150 = 300 мм = 0,3 м.

20. Расстояние LP от выходного среза сопла до отверстий отбора давления p i найдем по формуле (192);

£рз = D — 150 мм = 0,15 м.

21. С учетом изложенного общая длина прямого участка измерительного трубопровода Z-изм с соплом от оси гильзы термометра до оси отверстий от­ бора давления рц при диаметре трубопровода, равном 150 мм, будет

Ь взм L T + L n -f- L p^ = 1,32 + 0,234 + 0,15 = 1,7 M.

Пример расчета погрешности измерения расхода газа с помощью сопел критического истечения. Для расчета погрешности измерения выпишем необ­ ходимые исходные данные, полученные при расчете сопла или заданные ус­

ловием расчета.

S T =

0,3.

При рабо­

Класс точности манометров S P = 0,5, термометров

чем давлении, равном 12 кгс/см2, выберем манометр с

пределом

измерения

рпр = 16 кгс/см2. Диапазон измерения термометра выберем

в пределах_от

—50 до +50 °С. Относительная плотность газа при рабочих условиях р и

g Зак. 1626

129

показатель изоэнтроны

(адиабаты)

k определяются из таблиц с точностью

до третьего

знака.

 

погрешность

измерения расхода газа 6Q

П о р я д о к

расчет а. Предельную

рассчитаем

по формуле

(203), предварительно

определив входящие в ука­

занную формулу погрешности отдельных составляющих:

= Y #2 + ЬЪ+ 8Р. +4Ьа+ <‘/4) + ъг + 5z)‘

По результатам исследования критических сопел можно принять, что предельная погрешность определения их коэффициента расхода 6 а = 0,25%, а предельная погрешность определения диаметра критического сечения сопла Ь« = 0,025%.

Предельные погрешности определения показателя адиабаты б* и отно­ сительной плотности газа 6р при использовании табличных значений с тремя значащими цифрами найдем по формулам:

б* = 50ДЙ/Й = 50-0,0005/0,668 = 0,1%;

6 7 = 50Др/р = 50-0,0005/0,534 = 0,05%.

Предельную погрешность определения коэффициента сжимаемости 6Z, рассчитываемую по формуле (116), можно принять равной 0,25%. Предель­ ная погрешность определения давления бд, определяется формулой

Предельная погрешность определения температуры

S r

/ N t

\

0,3

I

100 ^

лллл(

о т — 2

(^273,15+f J —

2

(273,15+5 ) =

°-06%-

Подставив полученные данные в формулу (203), получаем

бQ = У0,252 + 0,12 + 0,32 + 4-0,252 +(1/4) (0,052 + 0,06s + 0,252) -

= V 0,00625 + 0,01 + 0,09 + 4-0,000625 + (1/4) (0,0025 + 0,0036 + 0,0625) = = У 0,182 = 0,43%.