GB/T3214-2007
水泵流量的测定方法
Methodsformeasurementofcapacityofpump
- 中国标准分类号（CCS）J71
- 国际标准分类号（ICS）23.080
- 实施日期2008-02-01
- 文件格式PDF
- 文本页数38页
- 文件大小1.48M
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水泵流量的测定方法
国家标准 GB/T3214一2007 代替GB/T3214一1991 水泵流量的测定方法 Methodsformeasurementofeapaeityofpump 2007-11-05发布 2008-02-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管蹬委员会国家标准
GB/T3214一2007 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 符号和单位 孔板,喷嘴和文丘里喷嘴 工作原理和计算方法 5.1 测量的一般要求 5.3 安装要求 流量测量的不确定度 5.5 差压的测定 12 2 取压装置 使用限制条件 检定 15 水堰 水堰的结构 水堰的水头测定装置 水堰的水头测定方法 6. 水堰流量测量的计算公式 22 水堰流量测量不确定度的估算 23 容器 2: 工作原理 23 用容器测量流量的精确度 2 7.3测量装置 25 7.4测量方法 25 7.5流量的计算 2: 流量测量不确定度的估算 26 涡轮流量计 8 26 工作原理 26 涡轮流量计的特点 8 26 涡轮流量传感器的安装 8. 26 显示仪表的连接 26 流量测量不确定度的计算 8 21 涡轮流量计的检定 21 电磁流量计 21 电磁流量计的特点 2 9.2测量原理 21 -般要求
GB/T3214一2007 4 2r 安装要求 9. 28 9.5流量测量不确定度的计算 28 9.6电磁流量计的检定 29 附录A(规范性附录涡轮流量计的安装 31 附录B规范性附录设计水堰的参考尺寸 32 附录C(规范性附录流量测量的不确定度的分析 33 附录D资料性附录封闭管路中泵的使用现场所用的流量计
GB/T3214一2007 前 言 本标准是对GB/T3214一1991《水泵流量的测定方法》的修订
与GB/T3214一1991相比主要变 化如下: 结构编排按流量计的工作原理、测量的一般要求、安装要求、流量测量的不确定度等内容进行 编制 调整了第2章引用文件的内容; 增加了第3章:术语和定义; 增加了流量计的测量原理; “标准孔板、标准喷嘴和标准文丘里喷嘴”改为“孔板,喷嘴和文丘里喷嘴”; 增加了孔板、喷嘴和文丘里喷嘴的流量计算公式; 增加了孔板、喷嘴和文丘里喷嘴的流出系数的定义和计算公式,见本标准的3.6, 引人了GB/T2624中对孔板、,喷嘴和文丘里喷嘴所要求的最短直管段长度包括0.5%附加不 确定度); -规定了孔板上游管道连接处最大允许的台阶值,见本标准的5.3.2.1.2 增加了孔板、喷嘴和文丘里喷嘴流量计使用限制条件; 完善了孔板、喷嘴和文丘里喷嘴流量计的安装要求; 完善了孔板、喷嘴和文丘里喷嘴流量计的取压装置及取压方式 增加了两个流动调整器的类型;栅格式流动调整器和径向叶片式流动调整器; 删除了原标准中4.2.5的内容;'的数值与流量系数a的关系; 增加了用容器法测量流量可达到的精度及要满足这一精度的若干要求 将流量系统更正为流出系数; 规定了容器、衡器、换向器、计时器及辅助测量方法的内容; 增加了“8.1工作原理” 完善了流量计的有关检定的内容 增加了第9章;电磁流量计 对流量测量的不确定度评定与表示进行了修正; 修正了附录B中表B.1“设计水堰的参考尺寸”的值; 将附录C改为“流量测量的不确定度的分析”; 增加了附录D“封闭管路中泵的使用现场所用的流量计” 本标准自实施之日起代替 G B /T3214一1991
本标准的附录A、附录B附录C是规范性附录,附录D是资料性附录
本标准由机械工业联合会提出
本标准由全国泵标准化技术委员会归口
本标准起草单位;沈阳水泵研究所,浙江新界泵业有限公司、浙江水泵总厂有限公司
本标准主要起草人:袁宗久、陶洁宇、赵玉艳、许敏田、余伟平
本标准所代替标准的历次版本发布情况为 GB/T3214一1982,GB/T3214一1991
GB/T3214一2007 水泵流量的测定方法 范围 本标准规定了水泵流量的测量方法
本标准适用于回转动力泵流量的测定
其他泵也可参照使用
规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款
凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本
凡是不注目期的引用文件,其最新版本适用于本标准
GB/T2624.1一2006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第1部分;一般 原理和要求(ISO5167-l;2003,IDT GB/T2624.2一2006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第2部分:孔板 ISO5167-2:2003,lIDT GB/T2624.32006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第3部分;喷嘴 和文丘里喷嘴(ISO5167-3:2003,IDT) GB/T3216一2005回转动力泵水力性能验收试验1级和2级(IsO9906;1999,MOD) GB/T176121998封闭管道中液体流量的测量称重法(idtISO4185:1980) GB/T18660封闭管道中导电液体流量的测量电磁流量计的使用方法(GB/T18660一2002. 1SO6817:1992,IDT JG198速度式流量计 JG640差压式流量计 JF1059测量不确定度评定与表示 术语和定义 GB/T2624.1一2624.3一2006中的术语和定义适用于本标准
差压装置dtrrerentialpresuredevice 使管道中流动的流体产生静压力差的一套装置
整套装置由节流件,取压装置、符合要求的前、后 直管段所组成
同义词;节流装置throtlingdeviee 节流件throtlingelement 差压装置中造成流体收缩且在其上、下游两侧产生差压的元件
本标准所包括的节流件有孔板、,喷 嘴和文丘里喷嘴等
3. 3 直径比diameterratio 节流件的节流孔(或喉部)的直径与上游的测量管道内径之比 差压differentialpressure 当已考虑上、下游取压口之间任何高度差时,在管壁取压口处测得的静压之差,其一是在节流件的
GB/T3214一2007 上游取压口取得的静压,另一是在节流件的下游取压口取得的静压
“差压”这个术语仅适用于本标准中所规定的取压口位置上所取得的静压之差
3.5 雷诺数Reynoldsnumber 表征流体惯性力与黏性力之比的无量纲参数
本标准所用的雷诺数可以是以流体上游条件参数和 上游管道直径所表示的雷诺数,如公式(1)
也可以是以流体上游条件参数和节流件的节流孔直径或喉 部直径所表示的雷诺数,如公式(2). VD 4 ReD D w TA ReD Re 3.6 流出系数dischargecoefrieient 对不可压缩流体,流出系数C为通过节流装置的实际流量值与理论流量值之比
它是一个无量缎 的纯数,孔板流出系数可用公式(3)确定,喷嘴流出系数可用公式(4)确定,文丘里喷嘴流出系数可用公 式(5)确定
二几.5961十0.08p一0.216p"+0.0005aA十(o.088 C 10° 0.0063A)A 十(0.043+0.080euL一0.123eL)(1一0.1l1A) -0.8Mr')p" 0.031(M 当D<71.12mm时,应在公式(3)后面加上十0.011(0.75一(2.8一 25.4 190008 A= 财-告 Re l.15 10 C=0.9900-0.226281-(O.00175一0.0033?D) ReD C=0.9858一0.1969" (5 式中:L=/D孔板上游取压口的距离与管道直径的比; L
=//D孔板下游取压口的距离与管道直径的比
在一定的安装条件下对于给定的节流装置,该值仅与雷诺数有关
对于不同节流装置,只要这些装 置是几何相似、并且在相同雷诺数的条件下,则C的数值是相同的
3.7 流动调整器 flowstabilizer 组成测量系统一部分的一种结构,以保证液体供应管道中有一个稳定的流量
3.8 测量不确定度unertainty[ofameasurement 表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数
广义而言,测量不确定度意为对 测量结果正确性的可疑程度
扩展不确定度epundedumertaintsy 确定测量结果区间的量,合理赋予被测量之值分布的大部分可望含于此区间
注;扩展不确定度有时也称展伸不确定度或范围不确定度
GB/T3214一2007 符号和单位 本标准采用的量的名称、符号及单位见表1,表2
表1量的名称、符号及单位 量的符号 单 位 量的名称 堰通气孔的面积 平方米 nm 堰口宽度 米 m 堰槽宽度 米 mm B 磁感强度 特斯拉 流出系数 节流件的开孔直径 米 m 管道内径 米 m 堰口高度 米 0 E 感应电压 伏特 涡轮的测量频率 次/s 堰水头 米 m 两个管段错位位置与取压孔或环室的距离 米 管道内壁的绝对粗糙度 米 m 仪表常数 电磁流量计的校准系数,通常用湿式校准来得到 长度 m M 质量 千克 kg 质量流量 千克每秒 kg/s Gm 体积流量 立方米每秒 m'/s Re 雷诺数 Re 与D有关的雷诺数 与d有关的雷诺数 Re 时间 秒 管道中流体的平均轴向速度 米每秒 mm/s 两个管段之间的错位 米 m 角度 度 中 不确定度 视量值而定 经标定后的涡轮传感器仪表常数 次/升 次/I 流体密度 千克每立方米 kg/m 空气密度 千克每立方米 kg/m" 差压 帕斯卡 p Pe 流量标定系数
GB/T3214一2007 表1(续 量的符号 单 位 量的名称 工作状态下的节流件的直径比 流体的动力黏度 帕斯卡秒 Pa
s 二次方米每秒 流体的运动黏度 m'/s o
流量测量的相对不确定度 心 系统分量引起测量的不确定度 随机分量引起测量的不确定度 表2符号的右下角码意义 号 意 原始数值或零点数值 节流件上游侧 节流件下游侧 有效的 最大 maX 孔板、喷嘴和文丘里喷嘴 本标准的喷嘴只适用于GBT2824.3 -2006中的ISA1932型标准喷嘴
5.1工作原理和计算方法 5.1.1测量原理 充满管道的流体经过安装在管道内的差压装置,流束将在节流件处形成局部收缩,从而流速增加, 静压力降低,于是在节流件前后产生了一个静压差
流体的流迷愈大静压差愈大,可以通过测量差压 来衡量流体流过节流装置时的流量大小
假定这个装置与已经标定过的装置是几何相似的,而且使用条件也一样,亦符合本标准的要求,则 在本标准所规定的不确定度之内,质量流量就可以根据测量的差压值和有关流体特性来确定
5.1.2计算方法 标准的差压装置,质量流量与差压的关系由公式6)确定,体积流量与质量流量的关系由公式(7 确定
2×o 6 芒小 gm" VI一 =m g p 5.2测量的一般要求 5.2.1差压装置 5.2.1.1差压装置的设计,制造、安装应符合GB/T2624标准规定的要求,若超出标准规定的极限时， 差压装置必须进行单独检定
5.2.1.2当需提高差压装置测量精度时,需用具有较高精度的流量测定方法进行检定
5.2.2流体的种类 5 2. .2.1流体为不可压缩的液体
5.2.2.2流体必须是在物理学和热力学上是均匀的、单相的流体
具有高分散程度的胶质溶液例如 牛奶),可认为相当于单相流体
GB/T3214一2007 5.2.2.3进行流量测量时,必须知道工作状态下的流体密度和黏度
5.2.3流体状态 5.2.3.1管道内的流量应该不随时间变化,或实际上只随时间有微小和缓慢的变化
差压装置不适用 于脉动流量的测量
5.2.3.2流体通过差压装置不发生相变化
5.3安装要求 5.3.1总则 流体应充满测量管道
5. .3.1.2应在紧邻差压装置上游,管道内流体流动状态接近典型的充分发展的紊流流动状态且无旋涡 的位置上安装差压装置
5.3.1.3差压装置应安装在两段有恒定横截面积的圆筒形直管段之间,在此中间不应有障碍物和分支 管
当直管段的偏差不超出管道长度的0.4%时,可以认为管道是直的
用来计算节流件直径比的管道直径D值应为上游取压孔的上游0.5D长度范围内的内径平 均值
该内径平均值应是至少在垂直轴线的三个横截面内所测得内径的平均值,而三个横截面分布在 0.5D长度范围内,其中两个横截面距上游取压口分别为0D和0.5D,而在焊接颈部结构情况下,其中 个截面必须在焊接平面内
5.3.1.5在节流件上游至少10D和下游至少4D的长度范围内,管子的内表面应清洁,没有坑凹和沉 积物和结垢
5.3.1.6管道可设置排泄孔和放气孔用于排放固体沉积物和被测流体之外的流体
但在流量测量期 间,流体不得通过排泄孔和放气孔
排泄孔和放气孔最好不在节流件附近,如果不得不设置在节流件附 近时,它们的直径应小于0.08D,并且这些孔的任意一个孔到差压装置同侧取压口轴线之间的直线距离 必须大于0.5D
此外这些孔的轴线所在的管路轴线平面与任一取压口轴线所在的管路轴线平面之间 夹角不应大于30°
5.3.1.7上游最短直管段人口和下游最短直管段出口之间,流体温度超过测量所规定的限值范围时， 测量管道和法兰加保温套
5.3.2孔板、喷嘴和文丘里喷嘴的安装要求 5.3.2.1管道的圆度 在GB/T2624.22006,GB/T2624.32006中,孔板、喷嘴和文丘里喷嘴的安装要求有如下的 规定
5.3.2.1.1邻近节流件(如有夹持环在邻近夹持环)的上游至少在2D长度范围内,管道内径应是圆筒 形的
当在任何平面上测量直径时,任意直径与5.3.1.4中规定的方法所测量的直径平均值之差不超 过直径平均值的士0.3%,则认为管道是圆的
5.3.2.1.2离节流件2D之外,敷设在节流件与第一个上游阻流件之间的上游管段,可由一种或多种 截面的管道面组成
在孔板上游的2D到10D之间,任何一个两管段之间的管径突变(即台阶)值只要 不超过管道内径的平均值D的士0.3%,则流出系数无附加不确定度
在孔板上游10D以外,只要任何一个两管段之间的管径突变(即台阶)值不超过管道内径平均值D 的士2%,则流出系数无附加不确定度
如果在形成台阶处的上游管径大于下游管径,则容许的管道内径的突变(台阶)值可以从2%D增 加到6%D,即在台阶两边的管段,在上游侧的管径可以是1.06D,其下游侧管径可以是1.0D;或者上游 侧管径为1.oD而其下游侧的管径可以是0.98D
当任何一个两管段之间的管径突变(台阶)值_D超过上述规定,但符合以下两式的要求时,则流出 系数C的不确定度应有算术相加的士0.2%的附加不确定度
GB/T3214一2007 <0.00gBt 兴<0.05 式中S是上游取压口到台阶的距离,如使用夹持环,则s是从由夹持环所形成环形凹槽的上游边 缘到台阶的距离
5.3.2.13在离节流件下游端面至少2D长度的下游直管段上,管道内径与下游直管段的内径平均值 之差不超过内径值的士3%
5 .3.2.2节流件和夹持环的安装 5.3.2.2.1节流件在管道中的安装方向,应保证使流体从节流件的上游端面流向节流件的下游端面
5.3.2.2.2节流件应垂直于管道轴线,其偏差允许在士1"之间
5.3.2.2.3节流件应与管或夹持环(当采用时)同轴
节流件的轴线与上、下游侧管道轴线之间的距离 e、应满足公式(10)要求,如果e满足公式(11)要求,则流出系数C的不确定度应算术相加士0.3%的附 加不确定度;如果符合公式(12)要求,则不符合本标准
夹持环应注意对中心,它的任何部位不得突人 管道内
0.0025D 10 ex 0.1十2.38 0.0025D 0.005D 0.1十2.33 0.I十2.p 0.005D 12 0.十2.38 5.3.2.3装配和垫圈 5.3.2.3.1节流件安装在正确的位置上后,应保持不变,当节流件装在法兰之间时,应允许它自由膨胀 以避免翘曲和变形 5.3.2.3.2使用垫圈时,垫圈应加工和安装得没有任何部位突人管道,并尽可能薄,在任何情况下不得 厚于0.03D
当采用角接取压装置时,垫圈不得挡住取压口或槽
5.3.2.3.3当在节流件与夹持环之间使用垫圈时,垫圈不应突人夹持环内
5.3.3安装时所要求的最短直管道 差压装置安装时所要求的最短直管段要求应符合GB/T2624.22006,GB/T2624.3一2006中的 规定
5.3.3.1孔板的最短直管段要求见表3,喷嘴和文丘里喷嘴的最短直管段要求见表4
表中的数值为 规定的最短直管段长度,实际应用时建议采用比所规定的直管段更长的直管段
进行研究或校准试验时,推荐采用的直管段长度至少为表3或表生对于八栏所规定的2倍
5.3.3.2 当直管段长度等于或大于表3或表4中A栏的值时,流出系数不确定度上不必加附加不确定度
5.3.3.3上游和下游直管段长度小于A栏的值,且等于或大于B栏的值,应在流出系数的不确定度上 算术相加士0.5%的附加不确定度
5.3.3.4最短直管段采用了B栏中的值,应在流出系数的不确定度上加上士0.5%的附加不确定度
.3.3. 调节流量的阀门应位于差压装置的下游,位于上游的切断阀最好是“闸阀”型的,并且应全开
5 5 流动调整器 在GB/T2624.1一2006中规定了以下五种标准型式的流动调整器
5.3.4.1如果节流件安装在表3所没有列的各种阻流件的下游,建议使用5.3.4.3所列举的流动调 整器 流动调整器安装在节流件与最接近节流件上游的阻流件或管件之间的直管段中,此阻流件或 管件与调整器之间的直管段长度应等于17D,流动调整器与节流件之间的直管段长度至少应等于12D. 而且只有当流动调整器的阻流小管的周围有最小的空隙,使之没有妨碍其正常作用的旁通流时,流动调 整器才是充分有效的
使用符合上述安装条件的流动调整器,不必加任何的不确定度
GB/T3214一2007 o 8 8 品 S 泪 C m e 3 母 m 3 L 溜 m 2 六 菜 * 袋 品 品 品 的 曾 g 公 3 子 二 9 8 s
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GB/T3214一2007 m 3 5 白 翅 C m e O 9 O 品 品 品 品 品 品 m CC CP " 裘 m 9 " 9 9 乌 9 9 g 9 " 品 品 m O " 品 C 9 s m S 发 " 8 治 品 A oo oc m 三 二 3 S 母 三 二 品 3 3 贾 m " C 二 品 m S 5 “ 器 f 8 另 3 二 " o m 3 2 " d 2 8 3 品 m 雪 3 mi E 9 二 二 g 2 8
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GB/T3214一2007 5.3.4.3五种标准型式的流动调整器如图1到图5,根据节流件上游管道中流体速度分布情况,以及 流量测量系统允许的压力损失来选择流动调整器的型式
五种流动调整器所产生的压力损失大约值如 表5
5.3.4.4A型:Zanker式流动调整器是由有尺寸圆孔的薄板和由多块平板交叉形成的槽道(每孔一个 槽)所组成的
图1给出了主要尺寸
平板应具有最小厚度,但还要有足够强度 5.3.4.5B型Sprenkle式流动调整器是由三块串接的多孔板组成,相邻板之间的长度等于一倍管径， 最好在洞孔的上游侧倒角,而且每块板上开孔的总面积应该大于管道流通面积的40%,板厚与孔径的 比至少是1.0,孔的直径应小于管径的1/20
三块板应当用棒或螺栓连在一起,棒或螺栓孔在同一中心 距的圆周上分布,其直径尽可能小,但应满足强度要求 5.3.4.6C型;管束式流动调节器,是由一捆紧固在一起并且刚性地固定在管内的平行的管子所组成
管子的轴线彼此平行,外圆平行,而且与管道轴线平行,如不满足要求,流动调节器本身会对流动产生干 扰
至少要有19根管子,共长度应大于或等于10,管子应彼此贴接,而19根管子所组成的管束应与 管道内径相切
5.3.4.7D型;栅格式流动调整器(“AMCA”调整器)是由方形栅格组成蜂窝结构,尺寸如图4所示
5.3.4.8E型:径向叶片式流动调整器(“ETOILE”调整器)由八个径向叶片组成,叶片之间具有相等 角度间隔,其长度等于2倍直径
这些叶片应有最小厚度且有足够强度
表5压力损失 流动调整器类型 压力损失 5pV/2 A型 B型(具有人口倒角 llpv/2 B型(无人口倒角 14pV'/" C型 5oV/2 D型 0.25oV'/2 E型 0.25oV/2 R/78 2 d/p=0.139 /2.2 d/=0.14 I8"301 /N=0.75 r/R=0.90 司 r/R=0.56 o oe&0 哆 e -" t 294 6"40 "40' 图1A型:Zanker式流动调整器
GB/T3214一2007 ds0.05D 钻孔板 流动方向 注:为了减少压力损失,孔的人口可以做成45°的倒角
图2B型Spremkle式流动调整器 d<0.2D L>10w 图3C型;管束式流动调整器 0.075D 0.45 图4D型;栅格式流动调整器 10
GB/T3214一2007 2D 图5E型:径向叶片式流动调整器 流量测量的不确定度 5.4.1不确定度的定义 GB/T2624.1一2006中规定,用孔板、喷嘴和文丘里喷嘴测量流量时的不确定度定义为一个 5.4.1
数值范围,在这范围内测量的结果按置信概率为95%进行估算
5.4.1.2流量测量的不确定度可用绝对值或相对值表示: 流量=g士o. 流量=(1士e) 流量=q;不确定度在100%e之内 ，和q有相同的量钢,相对不确定度e=为无量钢
5.4.1.3本规定的流量测量的随机不确定度是流量测量N次时所得的标准偏差的两倍,系统不确定 度是系统误差引起的不确定度的合成,流量测量的总的不确定度是各分量随机不确定度与系统不确定 度的合成
5.4.2流出系数的不确定度 5.4.2.13和Re的定义 一 B 13
D Re 二 14 式中:y 5.4.2.2孔板流出系数的不确定度:按GB/T2624.22006中规定,假定B,D,Re和x/D为已知而且 没有误差,则C值的相对不确定度见表6
表6C值的相对不确定度 围 范 C值的相对不确定度 0.7一)% o.1
GB/T3214一2007 5.4.3不确定度的实用计算法 5.4.3.1孔板、喷嘴和文丘里喷嘴是按标准方法制造、安装和使用时,质量流量的不确定度的计算公 式为 P [+(驾(》+(可( g (16 ()门 式中: 流出系数的不确定度,由本标准54.2给出
-管道内径的不确定度,可按技术条件估算最大值,或计算出较小的实际值,最大值可取0.4%
-节流件开孔直径的不确定度可按技术条件估算最大值,或计算出较小的实际值,最大值可取 d 0.07%
差压的不确定度,根据测量方法而定
密度的不确定度,根据测量方法而定
5.4.3.2孔板、喷嘴和文丘里喷嘴是按湿式方法检定时,体积流量的计算公式如下 Vp g=a 其不确定度计算公式可简写为 [(C+H7 式中: o 流量标定系数的不确定度,由标定精度确定
差压的不确定度,由系统误差引起的不确定度和随机误差引起的不确定度的合成,可参考附 Ap 录C的方法计算
5.5差压的测定 5.5.1孔板、喷嘴和文丘里喷嘴的差压Ap可用差压计差压变送器)来测量 根据采用的差压计(差压变送器)来确定
5.5.2Ap的测量不确定度 5.5.3液柱差压计 5.5.3.1液柱差压计的玻璃管内径为6mm12mm
5.5.3.2压力导管内和液柱差压计内的空气必须完全排出
12mm 5.5.3.3压力导管一般可用内径6mm~ 的连接管,连接管可根据不同系统压力选用不锈钢 管,紫铜管胶管,透明塑料管等
5.5.3.4液柱差压计的差压A力测量的不确定度应在士1.0%以内 取压装置 5.6 本标准的取压装置按GB/T2624的要求执行
5.6.1取压装置至少应有一个上游取压口和一个下游取压口,取压口的位置应符合本标准规定
当安 装取压装置时,应预先考虑垫圈和(或)密封材料的厚度
5.6.2取压口的间距是取压口轴线与孔板的某一规定端面的距离
2
GB/T3214一2007 5.6.3取压口 5.6.3.1D和D/2取压方式的取压口(见图6 流体流动方向 图6D和D/2取压口 上游取压口的间距名义上等于D,但值在0.9D与1.1D之间时无需对流出系数进行修正 下游取压口的间距名义上等于0.5D,但值在下列数值之间时无需对流出系数进行修正
0.60时,值在0.48D与0.52D之间
>0.60时,值在0.49D与0.51D之间
间距和均自孔板的上游端面量起 5.6.3.2法兰取压口(见图7) 流体流动方向 图7法兰取压口 上游取压口的间距名义上等于25.4mm,且是从孔板的上游端面量起 下游取压口的间距名义上等于25.4mm,且是从孔板的下游端面量起
在和之值为下列数值时无需对流出系数进行修正
>0.60和D<150mm时,和之值均应在25.4mm士0.5mm之间
0.60或>0.60但150mm
GB/T3214一2007 表8喷嘴使用限制条件 名 称 角接取压 D/mm 0
GB/T3214一2007 6.1.2.6导人部分的容量应尽可能大些,这部分的宽度和深度不应小于整流装置下游的宽度和深度， 导水管应埋没在水中 6.1.2.7堰槽的长度如图13所示,具体尺寸见表10
导入部分 整流装置 整流部分 图13堰槽长度 堰槽长度尺寸 表10 类别 直角三角堰 >20h (B十h. 矩形堰 >106 约2h >(B2h. 全宽堰 >l0B >(B+3hm 2 6. 水堰的水头测定装置 6.2.1水堰的水头测定装置如图14所示,在堰槽侧壁上设有小孔与另一小水桶相连通,在桶内测量水 mm30mm
位
桶和堰的连接管长应适当,以保证测量方便准确,管径为10 4e~5ha 图14测定装置 6.2.2小孔距堰口4h一5h.,距堰口的下边缘及堰槽底面的尺寸不小于50mm,小孔不应有毛刺 小孔的轴心线应和堰槽壁垂直
6.3水堰的水头测定方法 6.3.1 水堰的水头测定应当在越过堰口流下来的水流,与堰板不附着的情况下进行测量
6 3 水堰的堰口至堰口外水池水面的高度不少于100m mm
可用钩针水位计或浮筒水位计见图15)来测量水位,但水位不稳定时不能使用钩针水位计
17
GB/T3214一2007 使用钩针水位计时,应将针先沉人水内再提上对准水平面,以消除表面张力的影响
此外也可采用水位 测量精度不低于上面两种水位计的其他水位计
游标尺 游标尺 定位螺钉 定位螺钉 60”针尖 水平面 钩针水位计 浮简水位计 b 图15水位计 6.3.4水位计零点的确定,其误差应在0.2mm以内
6.3.4.1矩形堰、全宽堰的确定方法(如图16所示) 水久性水位计 测最水头用 的时利用的 水平仪 -5/ 游标尺 临时测用的 水位测豪仪 堰口 水平仪 全==三 紧岚螺钉 钩针 图16测量水头的水位计的零点确定示意图 18
GB/T3214一2007 6.3.4.1.1先将临时测量用的带钩针的水位测量仪卡固在堰口上,并用水平仪找平,读出图中“G” 数值
6.3.4.1.2将水放人堰槽中,并使水面低于堰口
6.3.4.1.3将特制的带钩针的水位测量仪的钩针下降并浸人水中
然后将钩针慢慢提起使针尖和水面 一平
如图16b)所示,并读出图中“F”数值,读数G与F数值之差,即是堰口至堰槽中水面之间的距离
6.3.4.1.4将预先安装在至堰口4h一5h的测量截面处或小水桶内的永久性的测量水头的水位计 的钩针下降,使针尖和水面一平,并读出刻度数值
该数值减去读数G与F数值之差,得到的数值即是 测量水头的永久性水位计的零点数值
6.3.4.2直角三角堰的确定方法 在堰口上放置和堰槽长轴平行的特制的直径D的圆棒,如图17所示,并用水平仪找正 6.3.4.2.1 6.3.4.2.2将监时测量用的特制的带钩针的水位测量仪放置在圆棒上面,钩针针尖和圆棒轴线切面的底 线相接触,然后按照矩形堰,全宽堰测量方法中的6.3.41.2一6.3.4.1.4进行,把永久性的水位计的读数 值减去读数G与F数值之差的数值,再减去0.2071D的值,得到的数值即是永久性水位计的零点值
X- -号(-!)几如r1D 图17圆棒的位置 6.4水堰流量测量的计算公式 6.4.1直角三角堰的计算公式(如图18) 流量的计算公式为: 8 Vh
g=C 19) 式中: 流出系数,可查表11,其不确定度=1.0% 有效堰水头,单位为米(m) h
=h十kh 式中: -测量堰水头,单位为米(m); 补偿黏度和表面张力影响的修正值,对直角三角堰A=0.00085m
尺 适用范围 h/E0.4; h/B0.2; h=0.05m0.38m: 19
GB/T3214一2007 E>0.45m; B>1.0m. "n 图 18直角三角堰 表11流出系数c E/B h/E 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 0.578 0.578 0.578 0.578 0.578 0.578 0.578 0.578 0.578 0.l 0.578 0.578 0.578 0,578 0.578 0.578 0.578 0.578 0,578 0,578 0,578 0.2 0.578 0.578 0.578 0.578 0.578 0.578 0.579 0.579 0.3 0.580 0.582 0,578 578 578 578 .578 .58o 582 0 0. 0
0. 0. 0. 0.584 0.586 0.590 0.5 0.578 0.578 0.578 0.579 0,579 0.587 0.592 0.584 0.600 0.606 0,578 0.578 0.579 0.581 0,584 0.589 0.595 0.605 0.6 7 0.577 0.578 0
0.580 0.584 0.589 0.596 0.607 0.577 0.578 0.582 0.595 0.605 0.588 0.576 0.579 0,584 0.9 0.593 0.602 0.576 0.587 0.580 0.598 0.610 0,576 0.590 0.581 0.604A 0.576 0.583 0.594 0.611 0.576 0.585 0.597 0.576 0.587 0.601 0.57？7 0.589 0.604 0,577 0.592 0.609 0.578 0.595 0,578 0.598 0.579 2.0 0.580 注l;可用内插法计算表中的中间数值
注2:E堰口高度,即堰口底点至堰槽底面的高度,单位为米(m 20
GB/T3214一2007 6.4.2矩形堰和全宽堰(b/B=1)流量的计算(结构型式见图19 m一M 图19矩形堰、全宽堰(h/B=1) 流量的计算公式为: V反
h =C 20 q 式中: 流出系数,用下列公式计算: b/B=1,C=0.602+0.075h/E; b/B=0.9,C=0.598+0.064h/E; 0.8,C=0.596十0.045h/E 0.7.C=0
594+0.030h/E 0.593+0.018h/E; 0.6.C 0.5,C=0.592十0.010/E; /B 0.4,C=0.591十0.0058/E; b/B=0.2,C=0.589-0.0018h/E C的不确定度=1.5% 有效堰水头,单位为米(m)
h h
=h十k 式中 测量堰水头,单位为米(m)
补偿黏度和表面张力影响的修正值,对矩形堰,全宽堰k,=0.0o1m
6. =b十k 式中 堰口有效宽度,单位为米(m); -测量堰口宽度,单位为米(m); -补偿黏度和表面张力影响的修正值,从表12中查得
21
GB/T3214一2007 表12堰口宽度修正值 单位为毫米 0.7 b/B 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 0.9 1.0 3.2 3.6 4.2 3.2 -0.9 适用范围 h/E2.5; h0.03m; b>0.15m(矩形堰); E>0.10m; B一b、 >0.10m(矩形堰)
6.5水堰流量测量不确定度的估算 6.5.1直角三角堰流量测量不确定度的估算 b On 十2.5 21 ,5 g 式中: =1.0%; 一说出系数的不确定鹰会 o 堰口开口角引起的不确定度 ouie) Oe/2 =10o [会+(偿" tan(G 风 式中 三角堰底点到上口的高度; 三角堰上口的宽度 三角堰底点至上口的高度测量不确定度; o 三角堰上口宽度测量的不确定度 -堰水头测量的不确定度
o i十i十成
十(2sh'] O 22 [成十成十成十(2s.h -% 100 23 式中: o -堰水头实测不确定度; 零点实测不确定度; o 补偿黏度和表面张力影响的水头测量修正值的不确定度; 哦 堰水头n次测量的标准偏差
sh -教姑说下.直角二角狐的调是不确池度 -=(1一2)%左右
6.5.2矩形堰全宽堰流量测量不确定度的估算 会-[侍1叫门 24 式中: O 流出系数的不确定度卷=1.5% 堰口宽度测量不确定度
On 22
GB/T3214一2007 [成十成] 25 = 10o[成十成] 26 -% 式中: 堰口宽度实测不确定度; o 补偿黏度和表面张力影响的堰口宽度测量修正值的不确定度; 0 堰水头测量的不确定度
0 27 [十十战，十(2.h] [十战十成十(2.h o 100 28 式中: 堰水头实测不确定度 o 零点实测不确定度; o 补偿黏度和表面张力影响的水头测量修正值的不确定度 o 堰水头n次测量的标准偏差
sh d -般情况下,矩形堰和全宽堰流量测量不确定度=(1一4)%左右
容器 工作原理 用容器可以测定一段时间内的平均流量
测量原理(典型装置的示意图见图20)是;在一定时间 内,由一个容器(量简)收集排出液体,然后用称重法或容积法计量液体容量,除以注水的时间来求得 流量
恒液位高位容器 被试机城 低仪溶液 换向器 容" 滋流 梨 贮水池 图20典型装置的示意图 7.2用容器测量流量的精确度 7.2.1用容器测量流量是一种流量的直接测量法,从原理上讲,这种方法只需求质量(或容积)和时间 的测量
这种方法可认为是所有流量测量方法中最精确的一种方法,正因为这一原理它常常用作为检 验用的方法
当仔细地建造、维护和使用时,这种装置的不确定度能够达到士0.1%不确定度为95% 23
GB/T3214一2007 的置信限 7.2.2精确测量的若干要求 GB/T17612一1998中规定,只要符合下列条件,用容器测量流量就能给出一个精确的结果 在流动回路中没有泄漏,也没有未经计量的泄漏液体通过换向器; a b) 不会由于热的收缩或膨胀)而使部分回路中积聚(或排出)液体,也不会由于含有未知的蒸气 或气体的体积变化而使流量回路中积聚液体; e需对大气浮力的影响进行修正,在校准衡器时可以进行这一修正 d)容器、计时器以及启动、停止计时器的平均值均应达到必要的精确度; 相对于注水时间,换向器所需的换向时间要短;当换向器刚好通过水力中心时计时器正好启动 e 和停止 7.3测量装置 7.3.1称重法 主要装置有容器、衡器、换向器、计时器等,GB/T17612一1998中对称重法所用的测量装置有详细 的描述
7.3.2容积法 量筒、换向器、计时器等
7.3.3换向器 换向器是一种用以引导液流交替地沿着正常通道流动或流向称重容器的可动装置
它可以由导管 或可动的导流槽组成,或者更好的是由一块围绕水平或垂直轴旋转的导流板组成
换向器动作应足够快,以减少在测量注水时间中引人较大误差的可能性
换向器可由各种电器或 机械装置驱动,例如用弹簧或扭力杆,或者用电动或气动执行机构来驱动
在测量程序的任何阶段,换 向器不应影响回路中的流动
应该仔细设计装置和换向器的机械部分,而且在使用中要经常检查换向器是否发生液体泄漏或飞 溅到外面,或从一个换向器通道泄漏或飞溅到另一边
7 .3.4计时器 液体流人容器的时间通常用内部带有一个精确的时间参比标准例如石英晶体的电子计数器来测 量
因而,换向周期能被读出0.01s的分辨力更好些
只要时间显示的分辨力足够高,并且周期性地 进行检定,则由计时装置引起的误差可以忽略不计
计时器应由换向器本身的运动通过固定在换向器上的开关(例如光学或磁的开关)来驱动
7.3.5容器 在每次测量期间液体所流人的容器应具有足够大的容量 容器可以是任何形状的,但最基本的条件是必须完全防漏,并务必防止液体外溢
可以利用内壁或 阻尼板来减小液体在容器内的振荡和改善结构的牢固性
容器可以用下列不同方法放水 -在底部装一只闸阀,其渗漏应该能检查的自然流出,透明的软管或检漏回路); -或采用一只配有有效的和能检验虹吸中断的虹吸管; -或装有一只自动系或潜水系
排水速率应充分高以能在短时间内周而复始地进行试验
7.3.6衡器(秤》 可以采用任何形式的衡器,例如机械秤和带应变式负荷传感器的衡器,只要它们提供所需的灵敏 度、精确度和可靠性满足要求
衡器应定期地进行维护和周期地进行校准
214
GB/T3214一2007 7.3.7量筒 量筒应有足够大的容积,在测量时液体不应溢出量筒外面
确定量筒高度时,应使量筒内有 500mm 以上的水位,水位测量的横截面应上下一致,充满液体后,不应发生变形
量简的测量不确定 度应在0.3%之内
7.3.8辅助测量 为了从质量流量求得体积流量,必须知道在称重期间的液体密度,其精确度要达到一定的要求 GB/T17612一1998中规定了液体密度的获得方法;如果被测量的液体非常洁净,则可以通过测量 其温度并可从水的物理性质表中查得其密度
可用简单的水银玻璃温度计或更好的仪表如温度传感器 来测量温度,温度计最好放在需要测量体积流量的回路中
对于水来说,考虑到环境温度下其密度随温 度的变化较小,有0.5C的精确度足以保证密度的估计误差低于10 如果对液体的纯度有怀疑,则必须实测密度
为此可收集一定量的样品,或者采用量筒放在分析天 平上称重的直接法测量密度,或者采用间接法,例如测量作用在校准过的浮球(比重秤)上的流体静推 力
不管用什么方法测量密度,都必须测量液体温度,在很多情况下,可以假定密度随温度的相对变化 与纯净液体相同
测量方法 7.4.1为了消除剩余液体留在容器底部或依附在壁上的影响,应有足够量的液体首先注人容器
当容 器排空后,操作换向器,使液体注人称重容器或量筒,而换向器的动作自动地启动计时器
当收集到适 当的液体后,操作换向器向相反方向动作使液体回到贮水池内,并停止计时器,因而确定了注水时间
当容器内液体的振荡平息后,记录称重容器的最终质量
然后使容器排水
进行液体注人时,流量要保 持稳定 4.2向容器(或量筒)内注人液体的动作和注完撤离的动作应尽量快,两次切换时间之差不得超过 0.02s
向容器(或量简)内注人液体的时间应在30s以上
测定时应记下液体的温度
注人容器(或量筒)的液体含有气泡时,待气泡消失后再进行测定
测定气泡不易消失的液体最 好用称重法
流量的计算 7.5 称重法流量的计算 7.5.1 在注水期间内的平均质量流量是用注水时间除注人液体实际质量而求得的 29) m 生 (30 g p 7.5.2容积法流量的计算 (31 式中; -在/时间内注人量筒内的液体的体积,单位为立方米(mi. 7.6流量测量不确定度的估算 7.6.1称重法 一 -[白+停侍门” 32 式中: 质量测量的不确定度; 25
GB/T3214一2007 密度测量的不确定度; -时间测量的不确定度; O =[;十战;十(2s)]卫" 33 10o[成十成十(2s)] 34 式中: -切换时间的不确定度; o 计时器的不确定度; 计时的n次测量的标准偏差 7.6.2容积法 (35 [(+(门” 式中: 容积测量的不确定度
v 涡轮流量计 8.1工作原理 在由永久磁钢和线圈组成的信号检测器的磁场中,放置一由导磁材料制造的带有螺旋叶片的叶轮 当流体流经传感器时,冲击叶轮旋转,导磁的叶片周期性地改变着信号检测器中磁路的磁阻值,使通过 感应线圈的磁通量随之变化.这样在感应线圈的两端即感应出电脉冲信号在一定的流量范围内该电 脉冲的频率与流经传感器的介质的体积流量成正比
测量流量的计算公式 g= (36 又 涡轮流量计的特点 涡轮流量计由涡轮流量传感器(以下简称传感器)与前置放大器及显示仪表组成,用来测量液体在 鸡 -定时间内的平均流量
涡轮流量计属流速型流量计,测量精度较高,复现性好,尤其对流量较小的产 品非常适用
8.3涡轮流量传感器的安装 涡轮流量传感器的安装见附录A(补充件)
8 显示仪表的连接 8.4.1传感器按附录A的要求安装在被测介质的流通管道上
根据具体使用要求所选用的显示仪表 可装在传感器附近,亦可装在仪表控制室内
8.4.2传感器与显示仪表之间的连接传输电缆应采用屏蔽线,并有外包覆塑料或耐油橡胶绝缘层
传输电缆的屏蔽要仅在一点接地,推荐在显示仪表端屏蔽接地
8.4.3 8 传输电缆线要尽可能采用一条完整(连续)的屏蔽电缆线
8.4.5尽可能将传输线装在金属导管内,但同一导管内不得有大功率传输的电缆(如:一根传输电缆输 送的最大功率大于传感器信号电缆输送的最小功率的10倍时,不能安装在同一管内
8.4.6外界磁场的变化会在传感器的检测器里感应出干扰信号,为避免干扰信号的产生可采取下列 措施 8. .4.6.1使检出装置的轴线与外界磁场的磁通方向相垂直
8.4.6.2用高导磁材料对传感器外界磁源进行屏蔽,使外界的干扰减少到最小 流量测量不确定度的计算 流量测量误差的随机分量和系统分量可引起测量的不确定度
涡轮流量计的基本误差为:传感器 26
