Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9500:2013 (ISO/TR 15377:2007) về Đo dòng lưu chất bằng thiết bị chênh áp – Hướng dẫn đối với quy định kỹ thuật của tấm tiết lưu, vòi phun và ống venturi ngoài phạm vi áp dụng của TCVN 8113 (ISO 5167)
ĐO DÒNG LƯU CHẤT BẰNG THIẾT BỊ CHÊNH ÁP - HƯỚNG DẪN ĐỐI VỚI QUY ĐỊNH KỸ THUẬT CỦA TẤM TIẾT LƯU, VÒI PHUN VÀ ỐNG VENTURI NGOÀI PHẠM VI ÁP DỤNG CỦA TCVN 8113 (ISO 5167)
Measurement of fluid flow by means of pressure - differential devices - Guidelines for the specification of orifice plates, nozzles and Venturi tubes beyond the scope of ISO 5167
Lời nói đầu
TCVN 9500:2013 hoàn toàn tương đương với ISO/TR 15377:2007;
TCVN 9500:2013 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 30 Đo lưu lượng lưu chất trong ống dẫn kín biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
ĐO DÒNG LƯU CHẤT BẰNG THIẾT BỊ CHÊNH ÁP - HƯỚNG DẪN ĐỐI VỚI QUY ĐỊNH KỸ THUẬT CỦA TẤM TIẾT LƯU, VÒI PHUN VÀ ỐNG VENTURI NGOÀI PHẠM VI ÁP DỤNG CỦA TCVN 8113 (ISO 5167)
Measurement of fluid flow by means of pressure-differential devices - Guidelines for the specification of orifice plates, nozzles and Venturi tubes beyond the scope of ISO 5167
Tiêu chuẩn này quy định hình dạng và phương pháp sử dụng các tấm tiết lưu cửa vào hình nón, các tấm tiết lưu dạng một phần tư hình tròn, tấm tiết lưu lệch tâm và ống Venturi với góc hội tụ 10,5 o. Các khuyến nghị cũng được đưa ra cho các tấm tiết lưu cạnh vuông và vòi phun với các điều kiện nằm ngoài phạm vi áp dụng của TCVN 8113 (ISO 5167).
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 8112 (ISO 4006), Đo dòng chảy chất lỏng trong ống dẫn kín - Từ vựng và ký hiệu
TCVN 8113-1:2009 (ISO 5167-1:2003), Đo dòng lưu chất bằng thiết bị chênh áp gắn vào các đường ống có tiết diện tròn chảy đầy - Phần 1: Nguyên lý chung và yêu cầu
Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa đưa ra trong TCVN 8112 (ISO 4006) và TCVN 8113-1 (ISO 5167-1).
Trong tiêu chuẩn này áp dụng các ký hiệu nêu trong Bảng 1.
Bảng 1 - Ký hiệu
| Ký hiệu | Đại lượng được thể hiện | Thứ nguyên M: Khối lượng L: Chiều dài T: Thời gian | Đơn vị SI |
| a | Đường kính lỗ lấy áp | L | m |
| C | Hệ số xả | Không thứ nguyên | m |
| d | Đường kính của lỗ tiết lưu hoặc họng của thiết bị sơ cấp tại điều kiện vận hành | L | m |
| D | Đường kính trong của ống phía dòng vào tại điều kiện vận hành | L | m |
| dtap | Đường kính vòi lấp áp | L | m |
| e | Độ dày của nòng | L | m |
| E, E1 | Độ dày của tấm tiết lưu | L | m |
| FE | Hệ số hiệu chính | Không thứ nguyên |
|
| k | Độ nhám đồng nhất tương đương | Không thứ nguyên |
|
| p | Áp suất tĩnh của lưu chất | ML-1T-2 | Pa |
| qm | Lưu lượng khối lượng | MT-1 | kg/s |
| r | Bán kính profin (biên dạng) | L | m |
| Ra | Độ lệch trung bình số học của profin (độ nhám) | L | m |
| Re | Số Reynolds | Không thứ nguyên |
|
| ReD, Red | Số Reynolds theo D hoặc d | Không thứ nguyên |
|
| Re* | Số Reynolds họng - vòi (=dlỗ lấy áp Red/d) | Không thứ nguyên |
|
| β | Tỉ lệ đường kính, β = d/D | Không thứ nguyên |
|
| Δp | Chênh áp | ML-1T-2 | Pa |
| ε | Hệ số giãn nở | Không thứ nguyên |
|
| k | Số mũ đẳng entropy | Không thứ nguyên |
|
|
| Hệ số ma sát | Không thứ nguyên |
|
| ρ | Khối lượng riêng của lưu chất | ML-3 | kg/m3 |
|
| Tỉ số áp suất, | Không thứ nguyên |
|
| CHÚ THÍCH 1: Các ký hiệu khác trong tiêu chuẩn này được giải thích khi sử dụng CHÚ THÍCH 2: Chỉ số dưới 1 chỉ tiết diện của mặt phẳng của lỗ lấy áp phía dòng vào. Chỉ số dưới 2 chỉ tiết diện của mặt phẳng của lỗ lấy áp phía dòng ra. | |||
5.1. Lỗ xả cặn qua mặt phía dòng vào của tấm tiết lưu có cạnh vuông hoặc qua vòi phun
5.1.1. Khái quát
Các tấm tiết lưu cạnh vuông và vòi phun có lỗ xả cặn có thể được sử dụng, lắp đặt và chế tạo theo các hướng dẫn dưới đây:
5.1.2. Tấm tiết lưu cạnh vuông
Nếu lỗ xả cặn được khoan qua tấm tiết lưu thì, không nên sử dụng các giá trị hệ số được quy định trong TCVN 8113-2 (ISO 5167-2) trừ khi các điều kiện sau được thỏa mãn:
a) D cần lớn hơn 100 mm.
b) Đường kính lỗ xả không vượt quá 0,1d và không có phần nào của lỗ nằm trong hình tròn, đồng tâm với lỗ tiết lưu với đường kính (D - 0,2 d). Cạnh ngoài của lỗ xả cặn nên gần thành ống nhất nếu có thể.
c) Lỗ xả cần được mài nhẵn và cạnh phía dòng vào cần sắc nhọn
d) Lỗ lấy áp đơn cần được định hướng để chúng ở vị trí giữa 90 oC và 180 o so với vị trí của lỗ xả.
e) Đường kính lỗ tiết lưu đo được, dm, cần được hiệu chỉnh để cho phép diện tích lỗ tiết lưu bổ sung được thể hiện bằng lỗ xả với đường kính dk, như trong công thức sau:
(1)
CHÚ THÍCH: Công thức này được dựa trên giả định là giá trị của dòng chảy qua lỗ xả lớn hơn 10% giá trị của dòng chảy qua lỗ tiết lưu.
Khi ước lượng độ không đảm bảo tổng của phép đo dòng, độ không đảm bảo đo tính theo phần trăm bổ sung sau đây cần được cộng số học với độ không đảm bảo đo tính theo % của hệ số xả:
(2)
5.1.3. Vòi phun ISA 1932
Nếu lỗ xả được khoan qua mặt phía dòng vào của vòi phun thì, không nên được sử dụng các giá trị hệ số được quy định trong TCVN 8113-3 (ISO 5167-3) trừ khi các điều kiện sau được thỏa mãn.
a) Giá trị của β cần nhỏ hơn 0,625.
b) Đường kính của lỗ xả không vượt quá 0,1 d và không có phần nào của lỗ nằm trong hình tròn, đồng tâm với họng có đường kính (D - 0,2d).
c) Chiều dài của lỗ xả không nên vượt quá 0,1 D.
d) Lỗ xả nên được mài nhẵn và cạnh phía dòng vào cần sắc nhọn.
e) Lỗ lấy áp đơn cần được chỉnh hướng để chúng nằm giữa 90 o và 180 o so với vị trí của lỗ xả.
f) Đường kính đo được, dm, được hiệu chỉnh để chứa diện tích họng bổ sung của lỗ xả với đường kính dk, như trong công thức sau:
(3)
CHÚ THÍCH: Công thức này được dựa trên giả định là giá trị của dòng chảy qua lỗ xả ít hơn 20% giá trị của dòng chảy qua họng của vòi phun.
Khi ước lượng độ không đảm bảo tổng của phép đo dòng, độ không đảm bảo đo tính theo phần trăm bổ sung sau đây phải được cộng số học với độ không đảm bảo đo tính theo phần trăm của hệ số xả:
(4)
5.1.4. Vòi phun có bán kính dài
Không nên sử dụng các lỗ xả qua các thiết bị sơ cấp này.
5.2. Tấm tiết lưu cạnh vuông được lắp đặt trong ống với đường kính 25 mm ≤ D < 50 mm
5.2.1. Khái quát
Các tấm tiết lưu cần được lắp đặt và chế tạo theo tiêu chuẩn TCVN 8113-2 (ISO 5167-2).
5.2.2. Giới hạn sử dụng
Khi tấm tiết lưu cạnh vuông được lắp đặt trong các ống có nòng rộng 25 mm đến 50 mm, các điều kiện sau cần được tuân thủ một cách chặt chẽ
a) Các ống cần có bề mặt bên trong có chất lượng cao chẳng hạn như ống bằng đồng thau hoặc đồng đỏ, ống thủy tinh hoặc nhựa hoặc ống thép được kéo ra hoặc gia công chính xác. Ống thép phải làm bằng thép không gỉ để dùng với chất lỏng ăn mòn như nước. Độ nhám cần theo qui định trong 5.3.1 TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003).
b) Ưu tiên sử dụng lỗ lấy áp kiểu góc hơn là với loại vòng đệm được trình bày trong Hình 4 a) TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003),
c) Tỉ số đường kính β cần nằm trong khoảng 0,5 ≤ β ≤ 0,7.
CHÚ THÍCH: Có thể có 0,23 ≤ β < 0,5, nhưng độ không đảm bảo đo sẽ tăng đáng kể nếu d < 12,5 mm.
5.2.3. Hệ số xả và độ không đảm bảo đo tương ứng
Công thức Reader-Harris/Gallagher [1] dùng cho lỗ lấy áp kiểu góc được trình bày ở 5.3.2.1 TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003), được sử dụng cho việc tính hệ số xả, miễn là số Reynold của ống nằm trong các giới hạn được trình bày ở 5.3.1 TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003)
Một độ không đảm bảo đo bổ sung 0,5% cần được cộng số học với độ không đảm bảo đo được suy ra từ 5.3.3.1 TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003)
5.3. Không có đường ống phía dòng ra hoặc phía dòng vào
5.3.1. Khái quát
Điều này cần áp dụng trong trường hợp không có đường ống trên phía dòng vào hoặc phía dòng ra của thiết bị hoặc trên cả phía dòng vào và dòng ra của thiết bị, tức là áp dụng cho các dòng từ một diện tích rộng vào trong ống hoặc ngược lại, hoặc dòng chảy qua một thiết bị được lắp trong vách ngăn giữa hai khoảng rộng.
5.3.2. Dòng từ một diện tích rộng (không có đường ống phía dòng vào) vào trong đường ống hoặc diện tích rộng khác
5.3.2.1. Lỗ lấy áp phía dòng vào và dòng ra
Không gian phía dòng vào của thiết bị được xem là rộng nếu
a) Không có thành ngăn nào gần hơn 4d so với trục của thiết bị hoặc với mặt phẳng của phía dòng vào của lỗ tiết lưu hoặc vòi phun,
b) Vận tốc của lưu chất tại bất kỳ vị trí nào lớn hơn 4d so với thiết bị đến nhỏ hơn 3 % vận tốc trong lỗ tiết lưu hoặc họng, và
c) Đường kính của đường ống phía dòng ra không nhỏ hơn 2d
CHÚ THÍCH 1: Điều kiện thứ nhất ngầm chỉ rằng chẳng hạn như đường ống phía dòng vào với đường kính lớn hơn 8d (khi đó β < 0,125) có thể được coi là khoảng trống rộng. Điều kiện thứ hai, không bao gồm các nhiễu phía dòng vào do ảnh hưởng hút gió, xoáy và vòi phun ám chỉ rằng chất lỏng đi vào khoảng trống một cách đồng nhất trong một diện tích không nhỏ hơn 33 lần diện tích của lỗ tiết lưu hoặc họng vòi phun. Ví dụ, nếu dòng chảy được tạo ra do sự giảm mức chất lỏng trong bình, diện tích của bề mặt chất lỏng phải lớn hơn 33 lần diện tích của lỗ tiết lưu hoặc họng vòi phun mà qua đó bình chứa được xả.
Khoảng cách của lỗ lấy áp phía dòng vào (cụ thể lỗ lấy áp trong khoảng rộng) từ lỗ tiết lưu hoặc đường tâm vòi phun cần phải lớn hơn 4d.
Lỗ lấy áp phía dòng vào tốt hơn nên được định vị trên thành vuông góc với mặt phẳng của tấm tiết lưu và nằm trong khoảng cách 0,5 d từ mặt phẳng đó. Lỗ lấy áp không cần thiết phải đặt trên bất kỳ thành ngăn nào; nó có thể nằm ở khoảng không mở. Nếu khoảng không quá lớn, ví dụ như một phòng, lỗ lấy áp nên được chắn gió.
Lỗ lấy áp phía dòng ra nên được định vị như quy định cho lỗ lấy áp kiểu góc trong TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003). Nếu phía dòng ra cũng gồm một khoảng không rộng thì lỗ lấy áp nên được đặt ở vị trí như với lỗ lấy áp phía dòng vào, ngoại trừ với vòi phun Venturi thì lỗ lấy áp họng nên được sử dụng.
CHÚ THÍCH 2: Khi lỗ lấy áp phía dòng ra và phía dòng vào nằm ở các mặt bằng khác nhau, có thể cần phải tính đến chênh lệch áp suất thủy tĩnh. Điều này thường được thực hiện bằng cách đọc thông số thiết bị truyền chênh áp khi không có dòng lưu chất và hiệu chỉnh một cách phù hợp.
5.3.2.2. Tấm tiết lưu cạnh vuông với lỗ lấy áp kiểu góc
5.3.2.2.1. Các tấm tiết lưu cạnh vuông với lỗ lấy áp kiểu góc cần được chế tạo theo qui định trong Điều 5 của TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003).
5.3.2.2.2. Các giới hạn sử dụng cho tấm tiết lưu cạnh vuông với lỗ lấy áp kiểu góc khi có dòng chảy từ khoảng rộng như sau:
- d ≥ 12,5 mm;
- Phía dòng ra có khoảng trống rộng hoặc đường ống có đường kính không nhỏ hơn 2d;
- Red ≥ 3 500.
CHÚ THÍCH 1: Có thể có d nằm trong khoảng 12,5 mm > d > 6 mm, nhưng độ không đảm bảo đo tăng rõ rệt nếu d < 12,5 mm.
CHÚ THÍCH 2: Miễn là β ≤ 0,2 và d ≥ 12,5 mm, công thức Reader-Harris/Gallagher (1998) được trình bày trong 5.3.2.1 của TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003) có thể được sử dụng trong đường ống khi Red ≥ 3 500 với một độ không đảm bảo đo trên giá trị của hệ số xả, C là 1% (nếu ReD < 5 000).
5.3.2.2.3. Hệ số xả C, được tính bằng:
(5)
Độ không đảm bảo đo theo giá trị của C là 1%.
5.3.2.2.4. Hệ số giãn nở, ε, được tính bằng công thức sau và chỉ áp dụng được nếu p2/p1 > 0,75:
(6)
Khi Δp/p1 và к được giả định là không có sai số, độ không đảm bảo đo tương đối của giá trị hệ số giãn nở ε bằng
Các kết quả thử để xác định hệ số giãn nở ε chỉ được biết với không khí, hơi nước và khí tự nhiên. Tuy nhiên, không có cản trở nào được xác định khi dùng cùng công thức này cho các khí và hơi khác đã biết số mũ đẳng entropy.
5.3.2.3. Vòi phun ISA 1932
5.3.2.3.1. Vòi phun ISA 1932 cần được sản xuất theo điều 5.1 TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003),
5.3.2.3.2. Giới hạn sử dụng vòi phun ISA 1932 trong trường hợp có dòng chảy từ khoảng rộng như sau:
- d ≥ 11,5 mm;
- Phía dòng ra có khoảng trống rộng hoặc đường ống với đường kính không nhỏ hơn 2d;
- Red ≥ 100 000.
5.3.2.3.3. Hệ số xả, C, là 0,99. Độ không đảm bảo trong giá trị C được kỳ vọng là không vượt quá 1%.
5.3.2.3.4 Hệ số giãn nở, ε, được tính bằng công thức sau và chỉ áp dụng được nếu p2/p1 ≥ 0,75
(7)
Độ không đảm bảo tương đối của giá trị ε, bằng 2Δp/p1 %.
5.3.2.4. Vòi phun Venturi
5.3.2.4.1. Vòi phun Venturi cần được sản xuất theo qui định trong 5.3 của TCVN 8113-3:2009 (ISO 5167-3:2003).
5.3.2.4.2. Giới hạn sử dụng cho ống Venturi khi có dòng chảy từ một khoảng rộng bao gồm:
- d ≥ 50 mm;
- Phía dòng ra có khoảng trống rộng hoặc đường ống với đường kính không nhỏ hơn 2d;
- 3 x 105 ≤ Red ≤ 3 x 106
5.3.2.4.3. Hệ số xả, C, tương đương 0,985 8. Độ không đảm bảo đo trong giá trị của C được mong đợi không vượt quá 1,5 %.
5.3.2.4.4. Hệ số giãn nở, ε, được tính bằng công thức sau và chỉ được áp dụng nếu p2/p1 ≥ 0,75
(8)
Độ không đảm bảo đo tương đối của giá trị ε tương đương với 4 Δp/p1 %.
5.3.3. Dòng chảy vào trong khoảng không rộng (không có đường ống phía dòng ra)
5.3.3.1. Khái quát
Khoảng trống phía dòng ra của thiết bị được coi là rộng nếu không có vách ngăn nào gần hơn 4 d so với trục của thiết bị hoặc so với phía dòng ra của tấm tiết lưu hoặc vòi phun.
Lỗ lấy áp phía dòng vào cần được định vị như quy định tương ứng đối với lỗ lấy áp kiểu góc trong TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003) và TCVN 8113-3:2009 (ISO 5167-3:2003) cho các tấm tiết lưu và vòi phun.
Khoảng cách của lỗ lấy áp phía dòng ra (nghĩa là, lỗ lấy áp trong mặt phẳng rộng) từ lỗ tiết lưu hoặc đường tâm vòi phun phải lớn hơn 4d.
Đối với các vòi phun Venturi, cần sử dụng lỗ lấy áp vị trí họng.
Lỗ lấy áp phía dòng ra tốt hơn nên được định vị trong một thành vuông góc với mặt phẳng của lỗ tiết lưu và nằm trong khoảng cách bằng 0,5 d từ mặt phẳng. Lỗ lấy áp không cần phải định vị trong bất cứ thành nào, nó có thể nằm trong một khoảng không mở. Nếu khoảng không đó rất rộng, ví dụ như phòng, lỗ lấy áp nên được chắn gió.
CHÚ THÍCH: Trong trường hợp các lỗ lấy áp phía dòng vào và phía dòng ra ở các mặt bằng khác nhau, có thể cần phải tính đến chênh áp suất thủy tĩnh.
5.3.3.2. Tấm tiết lưu cạnh vuông với lỗ lấy áp kiểu góc
5.3.3.2.1. Tấm tiết lưu cạnh vuông với lỗ lấy áp kiểu góc nên được sản xuất theo Điều 5 TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003),
5.3.3.2.2. Khi 25 mm ≤ D < 50 mm, các giới hạn được đưa ra trong 5.2.2 và 5.2.3 cần được áp dụng.
Trong trường hợp 50 mm ≤ D ≤ 1000 mm, các giới hạn được đưa ra trong 5.3.1 của TCVN 8113-2 (ISO 5167-2) cần được áp dụng.
5.3.3.2.3. Khi 25 mm ≤ D < 50 mm, các hệ số và độ không đảm bảo đo được đưa ra trong 5.2.3 cần được áp dụng.
Trong trường hợp 50 mm ≤ D ≤ 1000 mm, hệ số xả và độ không đảm bảo đo được đưa ra trong 5.3.2 và 5.3.3 của TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003) được áp dụng, ngoại trừ độ không đảm bảo đo bổ sung bằng 0,4 % được cộng số học với độ không đảm bảo đo suy ra từ 5.3.3.1 của TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003).
5.3.3.3. Vòi phun ISA 1932 và vòi phun Venturi
5.3.3.3.1. Vòi phun ISA 1932 và vòi phun Venturi cần được sản xuất theo tiêu chuẩn TCVN 8113-3:2009 (ISO 5167-3:2003), điều 5.1 hoặc 5.3.
5.3.3.3.2. Các giới hạn được nêu trong 5.1.6.1 hoặc 5.3.4.1 của TCVN 8113-3:2009 (ISO 5167-3:2003) cần được áp dụng.
5.3.3.3.3. Các hệ số và độ không đảm bảo đo được nêu trong các 5.1.6.2, 5.16.3 và 5.17 hoặc 5.3.4.2, 5.3.4.3 và 5.3.5 của TCVN 8113-3:2009 (ISO 5167-3:2003) phải được áp dụng, ngoại trừ trong trường hợp vòi phun ISA 1932, độ không đảm bảo đo bổ sung bằng 0,4 % được cộng số học với độ không đảm bảo đo được suy ra từ 5.1.7.1 của TCVN 8113-3:2009 (ISO 5167-3:2003).
6. Tấm tiết lưu (trừ tấm tiết lưu cạnh vuông)
6.1. Tấm tiết lưu đầu côn
6.1.1. Khái quát
CHÚ THÍCH: Tấm tiết lưu đầu côn có đặc điểm là hệ số xả của nó giữ nguyên không thay đổi theo một số Reynold thấp, vì vậy giúp nó phù hợp cho phép đo dòng chảy của các chất lỏng có tính nhớt như dầu. Các tấm tiết lưu đầu côn được phân biệt kỹ với các loại tấm tiết lưu khác trong đó hệ số xả của chúng giống như tỉ lệ đường kính trong các giới hạn quy định trong tiêu chuẩn này.
Các tấm tiết lưu đầu côn được sử dụng và lắp đặt theo Điều 6 TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003) và Điều 6 TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003).
6.1.2. Giới hạn sử dụng
Các giới hạn sử dụng cho các tấm tiết lưu đầu côn bao gồm:
- d > 6 mm;
- D ≤ 500 mm.
Giới hạn dưới của đường kính ống, D, phụ thuộc vào độ nhám bên trong của đường ống phía dòng vào và theo Bảng 2 và nằm trong các giới hạn sau:
- 0,1 ≤ β ≤ 0,316;
- 80 ≤ ReD ≤ 2 x 105 β
CHÚ THÍCH: Trong các giới hạn này, giá trị β được người sử dụng lựa chọn có tính đến các thông số như chênh áp được yêu cầu, độ không đảm bảo đo, tổn hao áp suất có thể chấp nhận được và áp suất tĩnh có sẵn.
6.1.3. Mô tả
Tiết diện mặt phẳng trục của tấm tiết lưu được trình bày trong Hình 1.
CHÚ THÍCH: Các chữ cái ghi trên Hình 1 chỉ phục vụ mục đích tham khảo trong các điều từ 6.1.3.2 đến 6.1.3.8 và 6.1.4; 6.1.4 đề cập đến 5.2.3 của TCVN 8113-2 (ISO 5167-2:2003).
6.1.3.1. Hình dạng chung
6.1.3.1.1. Phần tấm tiết lưu bên trong ống nên là hình tròn và đồng tâm với đường tâm ống. Các mặt của tấm tiết lưu này cần luôn bằng phẳng và song song nhau.
CHÚ DẪN
| 1 - Các khe hình khuyên 2 - Vòng đệm 3 - Phía dòng vào A 4 - Phía dòng ra B 5 - Đường tâm 6 - Hướng của dòng 7 - Lỗ lấy áp 8 - Tấm tiết lưu G - Cạnh phía dòng ra | H, I - Các cạnh phía dòng vào X - Vòng đệm với khe hình khuyên Y - Lỗ lấy áp đơn f - Độ dày của khe c - Chiều dài của vòng phía dòng vào c’ - Chiều dài của vòng phía dòng ra a - Độ rộng của khe vòng hoặc đường kính của lỗ lấy áp đơn g, h - Kích thước của khoang hình khuyên. |
Hình 1 - Tấm tiết lưu đầu côn
Bảng 2 - Đường kính trong nhỏ nhất của ống phía dòng vào đối với tấm tiết lưu đầu côn
| Chất liệu | Điều kiện | Đường kính trong nhỏ nhất mm |
| Đồng thau, đồng đỏ, chì, thủy tinh, nhựa, thép | Nhẵn, không có chất cặn | 25 |
|
| Mới, được kéo nguội | 25 |
|
| Mới, không có mối hàn | 25 |
|
| Mới, được hàn | 25 |
|
| Hơi gỉ | 25 |
|
| Gỉ | 50 |
|
| Phủ nhẹ ngoài | 200 |
|
| Được quét bitum, mới hoặc đã được sử dụng | 25 |
|
| Mạ điện | 25 |
| Gang | Được quét bitum | 25 |
|
| Không gỉ | 50 |
|
| Gỉ | 200 |
6.1.3.1.2. Nếu không có quy định nào khác, các khuyến nghị đưa ra trong 6.1.3.1.3 và 6.1.3.2 đến 6.1.3.8 chỉ nên áp dụng với các phần của tấm tiết lưu được định vị bên trong ống.
6.1.3.1.3. Cần thận trọng khi thiết kế và lắp đặt tấm tiết lưu để đảm bảo rằng sự uốn dẻo và biến dạng đàn hồi của tấm tiết lưu, do độ lớn của chênh áp hoặc bất kỳ ứng suất nào khác, không gây ra độ dốc của đường thẳng được trình bày trong 6.1.3.2.1 vượt quá 1% dưới các điều kiện dòng chảy.
6.1.3.2. Mặt phía dòng vào A
6.1.3.2.1. Mặt phía dòng vào của tấm tiết lưu A cần phẳng khi tấm tiết lưu được lắp đặt trong ống có độ chênh áp bằng “0” ngang qua nó.
Miễn là có thể chứng tỏ phương pháp định vị được đảm bảo không làm méo tấm tiết lưu, độ phẳng này có thể được đo với tấm tiết lưu được tháo khỏi ống. Dưới các điều kiện như vậy, tấm tiết lưu có thể được coi là phẳng khi khoảng cách tối đa giữa phần bằng phẳng của mặt phía dòng vào và cạnh thẳng có chiều dài D, được đặt ngang bất cứ đường kính nào của tấm, nhỏ hơn 0,005 (D - d - 2e1)/2; tức là độ dốc nhỏ hơn 0,5 % khi tấm tiết lưu được kiểm tra trước khi lắp đặt vào ống đo (xem thêm TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003), Hình 2). Vùng tới hạn nằm gần nòng lỗ tiết lưu. Các yêu cầu về độ không đảm bảo đo cho kích thước này có thể được thỏa mãn bằng cách sử dụng cụ đo khe hở.
6.1.3.2.2. Phía dòng vào của tấm tiết lưu cần có một tiêu chuẩn về độ nhám Ra ≤ 10-4 d trong một hình tròn có đường kính không nhỏ hơn 1,5 d và đồng tâm với lỗ tiết lưu.
CHÚ THÍCH: Khi đưa ra dấu hiệu sẽ rất có ích để phân biệt, có thể nhìn thấy được khi tấm tiết lưu được lắp đặt, để chỉ ra rằng mặt phía dòng vào của tấm tiết lưu được lắp một cách chính xác tương đối theo hướng dòng chảy.
6.1.3.3. Mặt phía dòng ra B
Mặt phía dòng ra phải bằng phẳng và song song với mặt phía dòng vào.
CHÚ THÍCH: Không cần thiết phải có cùng độ nhẵn bề mặt đối với mặt phía dòng ra cũng như đối với mặt phía dòng vào. Độ bằng phẳng và điều kiện bề mặt của mặt phía dòng ra có thể được đánh giá đơn thuần qua việc kiểm tra bằng mắt thường.
6.1.3.4. Độ dày e1, E1 và E
6.1.3.4.1. Độ dày, e1, của đầu vào côn là (0,084 ± 0,003)d
6.1.3.4.2. Độ dày, E1, của tấm tiết lưu đối với khoảng cách không nhỏ hơn 1,0 d từ trục đường tâm không vượt quá 0,105 d.
6.1.3.4.3. Độ dày, E, của tấm tiết lưu tại khoảng cách lớn hơn 1,0 d từ trục đường tâm có thể vượt quá 0,105 d nhưng không được lớn hơn 0,1 D, và độ dày bổ sung, nếu có, phải ở trên mặt phía dòng ra.
6.1.3.4.4. Nếu D ≥ 200 mm, sự khác biệt giữa các giá trị của E1 đo được tại bất cứ vị trí nào trên tấm tiết lưu không được lớn hơn 0,001 D. Nếu D < 200 mm, sự khác biệt giữa các giá trị của E1 đo được tại bất cứ vị trí nào trên tấm tiết lưu không được lớn hơn 0,2 mm.
6.1.3.4.5. Giá trị của E đo được tại bất cứ vị trí nào trên tấm tiết lưu không được khác biệt nhau quá 0,005 D.
6.1.3.5. Đầu côn
Cạnh phía dòng vào của lỗ tiết lưu phải có mặt nghiêng với góc 45 ° ± 1 °.
6.1.3.6. Nòng song song
6.1.3.6.1. Nòng của lỗ tiết lưu phải song song với nhau trong khoảng ± 0,50 so với đường tâm.
6.1.3.6.2. Chiều dài của trục, e, của nòng song song phải là 0,021 d ± 0,003 d.
6.1.3.7. Cạnh H, I và G
6.1.3.7.1. Cạnh phía dòng vào H được tạo thành bởi sự giao nhau giữa đầu côn và mặt phía dòng vào không nên mài tròn.
6.1.3.7.2. Cạnh phía dòng vào I được tạo thành bởi sự giao nhau giữa nòng song song và đầu côn không nên mài mòn.
6.1.3.7.3. Cạnh phía dòng vào H và I và cạnh phía dòng ra G không nên có gờ dây, gờ sắc, hoặc bất cứ đặc điểm gì đặc biệt mà mắt thường có thể nhìn thấy được.
6.1.3.8. Đường kính của lỗ tiết lưu
6.1.3.8.1. Đường kính của lỗ tiết lưu, d, cần được lấy là giá trị trung bình của một số các kết quả đo đường kính được phân bố trên các mặt phẳng trục và tại các góc xấp xỉ bằng nhau giữa các phép đo gần nhau. Ít nhất bốn phép đo đường kính.
Không có đường kính nào khác biệt quá 0,05% so với giá trị đường kính trung bình.
6.1.3.8.2. Nòng song song của lỗ tiết lưu cần có hình trụ và vuông góc với mặt phía dòng vào.
6.1.4. Lỗ lấy áp
Lỗ lấy áp kiểu góc như trình bày trong 5.2.3 của TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003) cần được sử dụng với tấm tiết lưu đầu côn. Lỗ lấy áp phía dòng ra và phía dòng vào phải giống nhau.
6.1.5. Hệ số xả và độ không đảm bảo đo tương ứng
6.1.5.1. Hệ số xả, C, tương đương 0,734. Độ không đảm bảo đo đối với giá trị của C là 2 %.
6.1.5.2. Giá trị của hệ số giãn nở ε, đối với tấm tiết lưu đầu côn được lấy là trung bình số học của giá trị đối với tấm tiết lưu cạnh vuông và giá trị đối với các vòi phun ISA 1932 được trình bày trong 5.3.2.2 của TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003) và 5.1.6.3 của TCVN 8113-3:2009 (ISO 5167-3:2003) một cách tương ứng.
Các giá trị sử dụng nên được tính toán trong cùng điều kiện. Độ không đảm bảo của hệ số giãn nở, tính theo %, được xác định bằng 33 (1 - ε).
6.1.5.3. Độ không đảm bảo đo đối với các đại lượng khác cần được xác định theo Điều 8 TCVN 8113-1:2009 (ISO 5167-1:2003).
6.2. Tấm tiết lưu có dạng góc phần tư
6.2.1. Khái quát
CHÚ THÍCH: Tấm tiết lưu dạng hình ¼ hình tròn có đặc điểm là hệ số xả của nó giảm liên tục tới một số Reynold thấp, vì vậy giúp nó phù hợp cho phép đo lưu lượng của chất lỏng có tính nhớt như dầu.
Tấm tiết lưu có dạng ¼ hình tròn phải được sử dụng và lắp đặt theo Điều 6 TCVN 8113-1:2009 (ISO 5167-1:2003) và Điều 6 TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003)
6.2.2. Giới hạn sử dụng
Các giới hạn sử dụng cho các tấm tiết lưu có dạng 1/4 hình tròn bao gồm:
- d ≥ 15 mm;
- D ≤ 500 mm
Giới hạn dưới của đường kính ống, D, phụ thuộc vào độ nhám bên trong của đường ống phía dòng vào, cần theo Bảng 3 và các điều kiện sau:
- 0,245 ≤ β ≤ 0,6
- ReD ≤ 105 β
Giới hạn dưới của số Reynold, ReD, được tính theo công thức sau:
ReD (min) = 1 000 β + 9,4 x 106 (β - 0,24)8 (9)
Để thuận tiện, các giá trị của ReD (min.) được trình bày trong Bảng 4.
CHÚ THÍCH: Trong các giới hạn này, giá trị của β được lựa chọn bởi người sử dụng sau khi xem xét các tham số như áp suất chênh qui định, độ không đảm bảo đo, sự hao tổn áp suất có thể chấp nhận được và áp suất tĩnh có sẵn.
Bảng 3 - Đường kính trong nhỏ nhất của ống phía dòng vào đối với tấm tiết lưu có dạng góc phần tư
| Chất liệu | Điều kiện | Đường kính trong nhỏ nhất mm |
| Đồng thau, đồng đỏ, chì, thủy tinh, nhựa | Nhẵn, không có chất cặn | 25 |
| Thép | Mới, được kéo nguội | 25 |
|
| Mới, không có mối hàn | 25 |
|
| Mới, được hàn | 25 |
|
| Hơi gỉ | 50 |
|
| Gỉ | 100 |
|
| Phủ nhẹ ngoài | 200 |
|
| Được quét bitum, mới | 25 |
|
| Được quét bitum, đã được sử dụng | 75 |
|
| Được mạ điện | 50 |
| Gang | Được quét bitum | 25 |
|
| Không gỉ | 50 |
|
| Gỉ | 200 |
6.2.3. Mô tả
Tiết diện của mặt phẳng trục của tấm tiết lưu được trình bày trong Hình 2.
CHÚ THÍCH: Các chữ cái ghi trên Hình 2 chỉ phục vụ mục đích tham khảo trong các điều từ 6.2.3.2 đến 6.2.3.7.
6.2.3.1. Hình dạng chung
6.2.3.1.1. Phần tấm tiết lưu bên trong ống nên có dạng tròn và đồng tâm với đường tâm ống. Các mặt của tấm tiết lưu này phải luôn bằng phẳng và song song nhau.
6.2.3.1.2. Nếu không có quy định khác, các khuyến nghị đưa ra trong 6.2.3.1.3 và 6.2.3.2 đến 6.2.3.7 chỉ nên áp dụng với phần của tấm tiết lưu được đặt bên trong ống.
6.2.3.1.3. Cần thận trọng trong việc thiết kế và lắp đặt tấm tiết lưu để đảm bảo rằng sự uốn dẻo và biến dạng đàn hồi của tấm tiết lưu, do độ lớn của chênh áp suất hoặc của bất kỳ ứng suất nào khác, không gây ra độ dốc của đường thẳng được trình bày trong 6.2.3.2.1 vượt quá 1% dưới các điều kiện dòng chảy.
CHÚ DẪN
1 Mặt phía dòng vào A
2 Mặt phía dòng ra B
3 Hướng dòng chảy
Hình 2 - Tấm tiết lưu dạng ¼ hình tròn
6.2.3.2. Mặt phía dòng vào A
6.2.3.2. Mặt phía dòng vào của tấm tiết lưu A phải bằng phẳng khi tấm tiết lưu được lắp đặt trong ống với độ chênh áp suất “0” ngang qua nó.
Miễn là có thể chứng tỏ rằng phương pháp định vị được đảm bảo không làm méo tấm tiết lưu, độ bằng phẳng này có thể được đo với tấm tiết lưu được tháo khỏi ống. Dưới các điều kiện như vậy, tấm tiết lưu có thể được coi là phẳng khi khoảng cách tối đa giữa phần phẳng của mặt phía dòng vào và cạnh thẳng có chiều dài D, được đặt ngang bất cứ đường kính nào của tấm tiết lưu, nhỏ hơn các giá trị sau:
nếu β ≤ 0,571
nếu β > 0,571
Tức là độ dốc nhỏ hơn 0,5% khi tấm tiết lưu được kiểm tra trước khi lắp đặt vào ống đo (xem thêm TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003), Hình 2). Vùng tới hạn nằm gần nòng lỗ tiết lưu. Các yêu cầu về độ không đảm bảo đo cho kích thước này có thể được thỏa mãn bằng cách sử dụng dụng cụ đo khe hở.
6.2.3.2.2. Phía dòng vào của tấm tiết lưu phải có tiêu chuẩn về nhám Ra ≤ 10-4 d trong một hình tròn có đường kính không nhỏ hơn 1,5d và đồng tâm với lỗ tiết lưu.
CHÚ THÍCH: Việc cung cấp dấu hiệu để phân biệt sẽ rất có ích, dấu hiệu này có thể nhìn thấy được khi tấm tiết lưu được lắp đặt, để chỉ ra rằng mặt phía dòng vào của tấm tiết lưu được lắp một cách chính xác tương đối theo hướng của dòng chảy.
6.2.3.3. Mặt phía dòng ra B
Mặt phía dòng ra phải bằng phẳng và song song với mặt phía dòng vào.
CHÚ THÍCH: Không cần phải có cùng độ nhẵn bề mặt đối với mặt phía dòng ra như đối với mặt phía dòng vào. Độ bằng phẳng và điều kiện bề mặt của mặt phía dòng ra có thể được đánh giá đơn thuần bằng việc kiểm tra bằng mắt thường.
6.2.3.4. Độ dày e và E
6.2.3.4.1. Độ dày, e, của phần nòng không nhỏ hơn 2,5 mm và không vượt quá 0,1 D.
6.2.3.4.2. Trong trường hợp bán kính, r, của biên dạng vượt quá 0,1 D, đó là trường hợp khi β vượt quá 0,571, độ dày của tấm tiết lưu cần giảm từ r xuống 0,1 D bằng cách lấy đi kim loại từ mặt phía dòng vào.
Khi độ dày, E, của tấm tiết lưu vượt quá bán kính r, thì độ dày của tấm tiết lưu cần được giảm xuống bằng với bán kính này bằng cách loại bỏ kim loại từ mặt phía dòng ra để tạo mặt phía dòng ra mới trong hốc có đường kính 1,5 d có cạnh nghiêng 45 o.
6.2.3.4.3. Nếu D ≥ 200 mm, sự khác biệt giữa các giá trị e đo được tại bất cứ điểm nào của tấm tiết lưu không được lớn hơn 0,001 D. Nếu D < 200 mm, sự khác biệt giữa các giá trị e đo được tại bất cứ điểm nào của tấm tiết lưu không được lớn hơn 0,2 mm.
6.2.3.5. Biên dạng lỗ tiết lưu phía dòng vào
6.2.3.5.1. Profin của cạnh phía dòng vào phải có dạng hình tròn và profin của bán kính r với tâm nằm trên mặt phẳng phía dòng ra của tấm tiết lưu.
CHÚ THÍCH: Profin có thể không phải là ¼ hình tròn đầy đủ do giới hạn khuyến nghị trong 6.2.3.4.2.
6.2.3.5.2. Bán kính r của profin được xác định từ công thức sau:
(10)
Trong khoảng ± 0,05 r.
Để thuận tiện, các giá trị của r/d được trình bày trong Bảng 4.
Bán kính của profin nên giống nhau đối với tất cả các phần trong khoảng ± 0,01 r.
CHÚ THÍCH: Sự biến động cho phép của biên dạng bán kính cho phép tấm tiết lưu được thiết kế với D cho trước sử dụng trong ống 0,95 D đến 1,05 D
6.2.3.5.3. Đường tiếp tuyến với biên dạng tại cạnh phía dòng ra phải vuông góc với mặt phía dòng vào của tấm tiết lưu trong phạm vi ± 1o.
6.2.3.5.4. Bề mặt profin không nên có các gờ dây, gờ sắc hoặc bất cứ riêng biệt nào có thể nhìn được bằng mắt thường.
6.2.3.6. Cạnh phía dòng ra
Cạnh phía dòng ra của lỗ tiết lưu phải vuông, không có cạnh dây, gờ sắc hoặc bất cứ riêng biệt nào có thể nhìn được bằng mắt thường.
6.2.3.7. Đường kính của lỗ tiết lưu
Đường kính của lỗ tiết lưu, d, nên được lấy là giá trị trung bình của các phép đo đường kính được phân bố trong các mặt phẳng trục và tại các góc xấp xỉ bằng nhau giữa các phép đo gần kề. Cần thực hiện ít nhất bốn phép đo đường kính.
Không có đường kính nào khác biệt quá 0,1% so với giá trị của đường kính trung bình.
6.2.4. Lỗ lấy áp
Đối với các ống có đường kính lên đến 40 mm, các lỗ lấy áp kiểu góc như trình bày trong 5.2.3 của TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003) nên được sử dụng với các tấm tiết lưu có dạng ¼ hình tròn. Đối với các ống có đường kính 40 mm hoặc hơn, lỗ lấy áp kiểu góc như trình bày trong 5.2.3 của TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003) hoặc lỗ lấy áp kiểu mặt bích như trình bày trong 5.2.2 của TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003) nên được sử dụng với tấm tiết lưu dạng ¼ hình tròn.
6.2.5. Các hệ số và độ không đảm bảo đo tương ứng
6.2.5.1. Hệ số xả
Hệ số xả, C, được xác định theo công thức sau:
C = 0,738 23 + 0,330 9 β - 1,161 5 β2 + 1,508 4 β2 (11)
Độ không đảm bảo đo đối với giá trị của C là 2% khi β > 0,316 và 2,5% khi β ≤ 0,316.
Để thuận tiện, Bảng 4 đưa ra các giá trị của C như là hàm của β.
6.2.5.2. Hệ số giãn nở
Đối với hai cách sắp xếp lỗ lấy áp, công thức thực nghiệm để tính toán hệ số giãn nở, ε, như sau và chỉ được áp dụng nếu p2/p1 ≥ 0,75:
(12)
Công thức này áp dụng được chỉ trong phạm vi của các giới hạn sử dụng được đưa ra trong 6.2.2.
Các kết quả thử để xác định hệ số giãn nở chỉ được biết với không khí, hơi nước và khí tự nhiên. Tuy nhiên, không có cản trở nào được xác định khi dùng cùng công thức này cho các khí và hơi khác đã biết số mũ đẳng entropy
Khi , và được giả định là không có sai số, độ không đảm bảo đo tương đối của giá trị ε bằng 3,5 %.
6.2.5.3. Độ không đảm bảo
Độ không đảm bảo đo của các đại lượng khác được xác định theo TCVN 8113-1:2009 (ISO 5167-1:2003), Điều 8.
Bảng 4 - Hệ số xả đối với các tấm tiết lưu có dạng ¼ hình tròn
| β | C | r/d | ReD (min) |
| 0,245 0,250 0,260 0,270 0,280 0,290 0,300 0,310 0,320 0,330 0,340 0,350 0,360 0,370 0,380 0,390 0,400 0,410 0,420 0,430 0,440 0,450 0,460 0,470 0,480 0,490 0,500 0,510 0,520 0,530 0,540 0,550 0,560 0,570 0,580 0,590 0,600 | 0,772 0,772 0,772 0,773 0,773 0,773 0,774 0,774 0,775 0,775 0,776 0,776 0,777 0,778 0,779 0,780 0,781 0,783 0,784 0,786 0,787 0,789 0,791 0,794 0,796 0,799 0,802 0,805 0,808 0,812 0,816 0,820 0,824 0,829 0,834 0,839 0,844 | 0,100 0,101 0,101 0,102 0,103 0,104 0,105 0,106 0,106 0,107 0,108 0,109 0,110 0,111 0,112 0,114 0,115 0,116 0,118 0,119 0,121 0,123 0,125 0,127 0,129 0,132 0,135 0,139 0,143 0,147 0,153 0,159 0,167 0,174 0,183 0,194 0,207 | 250 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 420 430 450 460 490 510 540 580 630 700 780 880 1 000 1 200 1 400 1 600 1 900 2 300 2 700 3 300 |
6.3. Tấm tiết lưu lệch tâm
6.3.1. Khái quát
Tấm tiết lưu lệch tâm được thiết kế để được lắp đặt sao cho nó không cản trở dòng chảy của các khí bị cuốn theo, chất lỏng hoặc các cặn trong chất lỏng, trong khi vẫn đơn giản cho sản xuất và lắp đặt. Tấm tiết lưu lệch tâm được sử dụng theo TCVN 8113-1:2009 (ISO 5167-1:2003), Điều 6 và được lắp đặt theo các qui định trong TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003), Điều 6 (trừ 6.5.3).
6.3.2. Giới hạn sử dụng
Các giới hạn sử dụng cho các tấm tiết lưu lệch tâm bao gồm:
- d ≥ 50 mm
- 100 mm ≤ D ≤ 1000 mm
- 0,46 ≤ β ≤ 0,84
- 2 x 105 β2 ≤ ReD ≤ 106 β
6.3.3. Mô tả
Tấm tiết lưu lệch tâm được trình bày trong Hình 3.
CHÚ THÍCH: Các chữ cái được trình bày trong Hình 3 chỉ phục vụ mục đích tham khảo trong 6.3.3.2 đến 6.3.3.9.
6.3.3.3.1. Hình dạng chung
6.3.3.1.1. Phần của tấm tiết lưu bên trong ống phải có dạng tròn và lỗ tiết lưu cần tiếp tuyến trong với nòng ống. Các mặt của tấm tiết lưu nên bằng phẳng và song song.
6.3.3.3.1.2. Nếu không có quy định khác, các khuyến nghị đưa ra trong 6.3.3.1.3 và 6.3.3.2 đến 6.3.3.9 chỉ áp dụng với phần của tấm tiết lưu được đặt bên trong ống.
6.3.3.3.1.3. Cần thận trọng trong việc thiết kế và lắp đặt các tấm tiết lưu chúng để đảm bảo rằng sự uốn dẻo và biến dạng đàn hồi của tấm tiết lưu, do độ lớn của chênh áp suất hoặc của ứng suất, không tạo ra độ dốc của đường thẳng được định nghĩa trong 6.3.3.2.1 không vượt quá 1% dưới các điều kiện dòng chảy.
6.3.3.2. Mặt phía dòng vào A
6.3.3.2.1. Mặt phía dòng vào của tấm tiết lưu A phải bằng phẳng khi tấm tiết lưu được lắp đặt trong ống với chênh áp “0” đi ngang qua nó.
Miễn là phương pháp định vị được đảm bảo không làm méo tấm tiết lưu, độ bằng phẳng này có thể được đo với tấm tiết lưu được tháo khỏi ống. Dưới các điều kiện như vậy, tấm tiết lưu có thể được coi là bằng phẳng khi khoảng cách tối đa giữa phần bằng phẳng của mặt phía dòng vào và cạnh thẳng của chiều dài D, được đặt ngang bất cứ đường kính nào của tấm tiết lưu, nhỏ hơn 0,005 (D - d)/2; tức là độ dốc nhỏ hơn 0,5 % khi tấm tiết lưu được kiểm tra trước khi lắp đặt vào ống đo (xem thêm TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003), Hình 2). Vùng tới hạn cần nằm trong địa phận của nòng lỗ tiết lưu. Các yêu cầu về độ không đảm bảo đo cho kích thước này có thể được thỏa mãn bằng cách sử dụng dụng cụ đo khe hở.
6.3.3.2.2. Mặt phía dòng vào của tấm tiết lưu nên có một tiêu chuẩn về nhám Ra ≤ 10-4 d trong một hình tròn có đường kính không nhỏ hơn 1,5 d và đồng tâm với lỗ tiết lưu, ngoại trừ phần nằm ngoài đường kính D (xem 6.3.3.1.2).
CHÚ THÍCH: Việc cung cấp một đặc điểm để phân biệt sẽ rất có ích, đặc điểm này có thể nhìn thấy được khi tấm tiết lưu được lắp đặt, để chỉ ra rằng mặt phía dòng vào của tấm tiết lưu được lắp một cách chính xác tương đối theo hướng của dòng chảy.
6.3.3.3. Mặt phía dòng ra B
Mặt phía dòng ra phải bằng phẳng và song song với mặt phía dòng vào.
CHÚ THÍCH: Không cần thiết phải có cùng độ nhẵn bề mặt đối với mặt phía dòng ra cũng như đối với mặt phía dòng vào. Độ phẳng và điều kiện bề mặt của mặt phía dòng ra có thể được đánh giá chỉ việc kiểm tra bằng mắt thường.
CHÚ DẪN
| 1 - Lỗ tiết lưu 2 - Nòng ống 3 - Vị trí thay thế của lỗ tiết lưu 4 - Đường kính ngoài của tấm tiết lưu 5 - Độ dày, E, của tấm tiết lưu 6 - Mặt phía dòng vào A 7 - Mặt phía dòng ra B | 8 - Độ dày, e, của lỗ tiết lưu 9 - Đường tâm của tấm tiết lưu 10 - Góc vát, f 11 - Đường tâm lỗ tiết lưu 12 - Hướng của dòng chảy 13 - Cạnh phía dòng vào G 14 - Các cạnh phía dòng ra H và I |
Hình 3 - Tấm tiết lưu lệch tâm
6.3.3.4. Độ dày e và E
6.3.3.4.1. Độ dày, e, của lỗ tiết lưu cần trong khoảng từ 0,005 D đến 0,02 D.
6.3.3.4.2. Các giá trị của e đo được tại bất cứ vị trí nào trên lỗ tiết lưu không khác biệt nhau quá 0,001 D.
6.3.3.4.3. Độ dày, E, của tấm tiết lưu cần trong khoảng từ e và 0,05 D.
6.3.3.4.4. Nếu D ≥ 200 mm, sự khác biệt giữa các giá trị của E được đo tại bất cứ điểm nào của tấm tiết lưu không lớn hơn 0,001 D. Nếu D < 200 mm sự khác biệt giữa các giá trị của E được đo tại bất cứ điểm nào của tấm tiết lưu không được lớn hơn 0,2 mm.
6.3.3.5. Góc vát
6.3.3.5.1. Nếu độ dày E, của tấm tiết lưu vượt quá độ dày, e của lỗ tiết lưu, thì tấm tiết lưu nên vát về mặt phía dòng ra và bề mặt vát nên được mài kỹ.
6.3.3.5.2. Góc vát, f nên là 45o ± 15o.
6.3.3.5.3. Tấm tiết lưu không nên vát nếu độ dày, E, nhỏ hơn hoặc bằng 0,02 D.
CHÚ THÍCH: Mặc dù các ảnh hưởng bất lợi do các mảnh vụn mắc lại trong vòm võng xuống của chỗ vát được coi là không có khả năng xảy ra, sự giữ lại các mảnh vụn đó có thể được loại bỏ bằng cách hạn chế độ dày, E, của tấm tiết lưu đến độ dày e, của lỗ tiết lưu, sao cho không cần chỗ vát.
6.3.3.6. Các cạnh G, H, I
6.3.3.6.1. Cạnh phía dòng vào G và cạnh phía dòng ra H và I phải không có gờ dây, gờ sắc hoặc bất cứ đặc điểm gì có thể nhìn thấy bằng mắt thường.
6.3.3.6.2. Cạnh phía dòng vào G được coi là sắc nhọn nếu bán kính cạnh không lớn hơn 0,0004d.
CHÚ THÍCH 1: Nếu d ≥ 125 mm, khuyến nghị này có thể được coi là thỏa mãn chỉ thông qua kiểm tra bằng mắt thường, kiểm tra xem cạnh có phản chiếu chùm tia nào không khi nhìn bằng mắt thường.
CHÚ THÍCH 2: Nếu d < 125 mm, việc kiểm tra bằng mắt thường là không đủ nhưng khuyến nghị này có thể được coi là thỏa mãn nếu mặt phía dòng vào của tấm tiết lưu được mài nhẵn bằng một vết cắt xuyên tâm rất nhỏ từ tâm ra ngoài.
Tuy nhiên nếu có bất cứ nghi ngờ nào về việc khuyến nghị này có được thỏa mãn hay không, phải đo bán kính cạnh.
6.3.3.7. Đường kính của lỗ tiết lưu
6.3.3.7.1. Đường kính của lỗ tiết lưu, d, được lấy là giá trị trung bình của nhiều lần đo đường kính được bố trí trong mặt phẳng trục và tại các góc xấp xỉ bằng nhau giữa các lần đo kế cận. Cần đo đường kính ít nhất 4 lần.
6.3.3.7.2. Nòng song song của lỗ tiết lưu nên có hình trụ và vuông góc với mặt phía dòng vào.
Các đường kính không được chênh quá 0,05% so với đường kính trung bình.
6.3.3.7.3. Đường kính, d, phải nằm giữa 0,46 D và 0,84 D.
CHÚ THÍCH: Trong các giới hạn này, giá trị β được chọn bởi người sử dụng sau khi đã cân nhắc các thông số khác như chênh áp suất yêu cầu, độ không đảm bảo đo, tổn hao áp suất chấp nhận được và áp suất tĩnh có sẵn.
6.3.3.8. Tâm tiết lưu đối xứng
Nếu tấm tiết lưu được sử dụng cho việc đo các dòng chảy ngược thì:
a) Tấm tiết lưu không nên bị vát;
b) Hai mặt cần đảm bảo các yêu cầu cho mặt phía dòng vào được quy định trong 6.3.3.2;
c) Độ dày E của tấm tiết lưu phải bằng độ dày e của lỗ tiết lưu như quy định trong 6.3.3.4.1, và
d) Hai cạnh của lỗ tiết lưu nên đảm bảo các yêu cầu cho cạnh phía dòng vào quy định trong 6.3.3.6.2.
6.3.3.9. Lỗ lấy áp
Các tấm tiết lưu lệch tâm nên được sử dụng với một cặp lỗ lấy áp đơn kiểu góc như quy định trong TCVN 8113-2:2009 (ISO 5167-2:2003), 5.2.3, ngoại trừ yêu cầu là đường kính lỗ của lỗ lấy áp, a, phải nằm trong giới hạn 3 mm ≤ a ≤ 10 mm.
CHÚ THÍCH: Trong tấm tiết lưu lệch tâm, lỗ tiết lưu không đồng tâm với nòng ống và do vậy độ chênh áp suất phụ thuộc vào vị trí góc của các lỗ lấy áp.
Một cách lý tưởng, các lỗ lấy áp nên đối diện hoàn toàn với điểm mà tại đó lỗ tiết lưu tiếp xúc với thành ống. Tất cả các giá trị hệ số xả trong tiêu chuẩn này được dựa trên một bố trí như vậy. Tuy nhiên, xoay các lỗ lấy áp một góc 90o so với vị trí lý tưởng sẽ dẫn tới sai số không lớn hơn + 2% trong hệ số xả.
Do lỗ tiết lưu thường ở đầu hoặc cuối của ống, nên việc đặt lỗ lấy áp trực diện có thể gây ra các vấn đề khác, chẳng hạn như sự cuốn theo khí nếu lỗ lấy áp ở ngay đầu hoặc sự đọng cặn nếu lỗ lấy áp ở tận cuối của ống. Trong các trường hợp như vậy, được phép xoay các lỗ lấy áp 30 o từ đường tâm đứng của ống mà không sợ chịu bất cứ độ không đảm bảo đo bổ sung đáng kể nào trong phép đo dòng.
6.3.4. Hệ số và độ không đảm bảo đo tương ứng
6.3.4.1. Hệ số xả, C, được tính bằng công thức sau:
C = 0,935 5 - 1,688 9 β + 3,042 β2 - 1,798 9 β3 (13)
Để thuận tiện, Bảng 5 trình bày các giá trị của C như là hàm của β.
Khi β, D, ReD, và k/D được giả định là không có sai số, độ không đảm bảo đo của giá trị C là 1% với β ≤ 0,75
Độ không đảm bảo đo khi β > 0,75 là 2%.
6.3.4.2. Hệ số xả cần được nhân với hệ số hiệu chỉnh phù hợp đối với nhám của ống, FE, được trình bày trong Bảng 6 theo β và nhám của ống tương ứng k/D. Hệ số nhám đồng nhất, k, phụ thuộc vào các yếu tố như chiều cao, phân bố, tạo góc, và các yếu tố hình học khác của thành phần nhám tại thành ống. Cần tiến hành thử nghiệm hao tổn áp suất trên một đoạn ống cụ thể để xác định giá trị này một cách thỏa đáng. Tuy nhiên, các giá trị gần đúng của k đối với các chất liệu khác nhau có thể thấy trong Bảng B.1 của TCVN 8113-1:2009 (ISO 5167-1:2003).
6.3.4.3. Hệ số giãn nở ε được tính theo công thức sau và chỉ áp dụng được nếu p2/p1 ≥ 0,75
(14)
Khi β, Δp/p1 và к được giả định là không có sai số, độ không đảm bảo đo tương đối của hệ số giãn nở, ε, bằng 3,5 Δp/к p1 %.
Các kết quả thử để xác định hệ số giãn nở ε chỉ được biết với không khí, hơi nước và khí tự nhiên. Tuy nhiên, không có cản trở nào được xác định khi dùng cùng công thức này cho các khí và hơi khác đã biết số mũ đẳng entropy
Bảng 5 - Hệ số xả đối với tấm tiết lưu lệch tâm
| β | C |
| 0,46 0,47 0,48 0,49 0,50 0,51 0,52 0,53 0,54 0,55 0,56 0,57 0,58 0,59 0,60 0,61 0,62 0,63 0,64 0,65 0,66 0,67 0,68 0,69 0,70 0,71 0,72 0,73 0,74 0,75 0,76 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,82 0,83 0,84 | 0,627 0,627 0,627 0,627 0,627 0,627 0,627 0,627 0,627 0,628 0,628 0,628 0,628 0,629 0,629 0,629 0,629 0,629 0,629 0,629 0,629 0,629 0,628 0,628 0,627 0,626 0,625 0,624 0,623 0,621 0,620 0,618 0,616 0,613 0,611 0,608 0,605 0,601 0,597 |
Bảng 6 - Hệ số hiệu chỉnh độ nhám FE đối với tấm tiết lưu lệch tâm
| Tỷ lệ đường kính | Hệ số hiệu chỉnh độ nhám FE đối với nhám đường ống tương đối 104 k/D | |||||
|
| 3 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
| 0,46 0,50 0,60 0,70 0,80 0,84 | 1,000 1,000 1,000 1,000 1,001 1,004 | 1,000 1,000 1,000 1,000 1,007 1,010 | 1,000 1,000 1,000 1,006 1,015 1,018 | 1,000 1,000 1,003 1,010 1,019 1,023 | 1,000 1,000 1,006 1,013 1,022 1,026 | 1,000 1,001 1,008 1,016 1,025 1,029 |
| CHÚ THÍCH: Giá trị tối thiểu FE là 1,000 khi đường ống được coi là nhẵn. FE = 1,032 + 0,017 8 (log1 0 k/D) + 0,093 9β2 + 0,012 6 (β2 log1 0 k/D) | ||||||
7. Ống Venturi được gia công một góc hội tụ 10,50
7.1. Khái quát
Kinh nghiệm cho thấy rằng, trong chất khí áp suất cao có những ưu điểm nhất định trong việc làm giảm góc hội tụ của ống Venturi. Sự tăng hệ số xả theo số Reynold được giảm và các chỗ nhô trong đường cong hiệu chuẩn cũng được giảm đi. Có thể thu được công thức hệ số xả theo một mô hình vật lý với một mức độ lớn hơn mức đã được chứng minh cho ống Venturi được mô tả trong TCVN 8113-4:2009 (ISO 5167-4:2003).
7.2. Mô tả
Ống Venturi được gia công một góc hội tụ 10,5 0 giống với các ống Venturi với độ hội tụ được mô tả ở 5.1 đến 5.4 TCVN 8113-4:2009 (ISO 5167-4:2003), ngoại trừ trong cả Hình 1 và 5.2.3 của TCVN 8113-4:2009 (ISO 5167-4:2003) độ hội tụ hình nón phần B có góc chung là 10,50 ± 10. Vì vậy chiều dài tổng thể của hội tụ B được đo song song với đường tâm của ống Venturi xấp xỉ bằng 5,4 (D - d).
7.3. Giới hạn sử dụng
Ống Venturi với góc hội tụ được gia công là 10,5 o có thể được sử dụng trong phạm vi:
- 50 mm ≤ D ≤ 160 mm
- Ra/d ≤ 10-4
- 0,4 ≤ β ≤ 0,75
- dtap = 4 mm
- 3 x 105 ≤ ReD
- 24 000 ≤ Re*
trong đó,
Ra là độ lệch trung bình số học biên dạng nhám của ống Venturi.
Re* là loại số Reynold lỗ lấy áp - họng (dựa vào đường kính lỗ lấy áp và vận tốc tại họng) thu được từ:
(15)
dtap là đường kính của các vòi lấy áp.
CHÚ THÍCH: Các giới hạn này được lấy từ ống Venturi được dùng để xác định hệ số xả trong 7.4. Không có sự cản trở nào được biết đến khi sử dụng D > 160 mm miễn là các giới hạn của ReD và Re* được đảm bảo. Việc tăng hoặc giảm đường kính của lỗ lấy áp có xu hướng làm tăng độ không đảm bảo đo của hệ số xả. Như đối với tất cả các ống Venturi, độ sắc nhọn của các lỗ lấy áp đặc biệt trong phần họng đóng vai trò rất quan trọng.
7.4. Hệ số xả
Hệ số xả là một hàm số của độ nhám tương đối của ống Venture, số Reynold phần họng và số Reynold lỗ lấy áp - họng được tính theo:
(16)
Trong đó, λsp là hệ số ma sát, λ, trong phần họng nếu phần họng là một ống thẳng dài có độ nhám Ra và được tính theo công thức Colebrook - White có dạng sau:
(17)
Độ không đảm bảo tương đối của hệ số xả bằng 1 %.
CHÚ THÍCH: Công thức trên dựa theo tài liệu được trình bày trong Tài liệu tham khảo [2] và [4]. Tổng số 8 ống Venturi đã được sử dụng.
7.5. Hệ số giãn nở
Hệ số giãn nở và độ không đảm bảo đo của nó được trình bày trong 5.6 và 5.8 của TCVN 8113-4:2009 (ISO 5167-4:2003).
7.6. Tổn hao áp suất
Các phép đo tổn hao áp suất qua ống Venturi có góc hội tụ 10,5o chưa được tiến hành nhưng các khuyến nghị đưa ra trong 5.9 của TCVN 8113-4:2009 (ISO 5167-4:2003) được áp dụng và Phụ lục C của TCVN 8113-4:2009 (ISO 5167-4:2003) trình bày các hướng dẫn hợp lý.
7.7. Các yêu cầu về lắp đặt
Các yêu cầu về lắp đặt cho ống Venturi với góc hội tụ được gia công 10,5o giống với các yêu cầu đưa ra trong Điều 6 của TCVN 8113-4:2009 (ISO 5167-4:2003), ngoại trừ Bảng 1, các cột 2, 3, đối với “khuỷu đơn 90o” và “hai hoặc nhiều khuỷu 90o trong cùng một mặt phẳng hoặc trong các mặt phẳng khác nhau” được thay bằng các cột tương ứng trong Bảng 7.
CHÚ THÍCH 1: Các chiều dài không được trình bày trong bảng 7 cho các ống không có số liệu thu được đối với các ống Venturi có góc hội tụ được gia công 10,5 o (xem tài liệu tham khảo [5]).
CHÚ THÍCH 2: Phần lời dưới Bảng 1 của TCVN 8113-4:2009 (ISO 5167-4:2003) được áp dụng, và bao gồm các chú thích từ a đến d.
Bảng 7 - Độ dài đoạn thẳng yêu cầu đối với ống Venturi được gia công một góc 10,5o
| Tỷ lệ đường kính β | Khuỷua đơn 90 o | Hai hoặc nhiều khuỷu 90 o trong cùng một mặt phẳng hoặc trong các mặt phẳng khác nhaua | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
|
| Ab | Bc | Ab | Bc |
| 0,30 | 3 | d | 3 | d |
| 0,40 | 3 | d | 3 | d |
| 0,50 | 3 | d | 3 | d |
| 0,60 | 6 | 3 | 6 | 3 |
| 0,70 | 17 | 3 | 22 | 3 |
| 0,75 | 24 | 6 | 27 | 6 |
| a, b, c, d Xem chú thích 2 của 7.7. | ||||
THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] READER-HARRIS, M.J and SATTARY, J.A. The orifice plate discharge coefficient equation - the equation for ISO 5167-1. Paper 24 in Proc. of 14th North Sea Flow Meas urement Workshop, Peebles, Scotland. National Engineering Laboratory, East Kilbride, Glasgow, October 1996
[2] READER-HARRIS, M.J., BRUNTON, W.C., GIBSON, J.J., HODGES, D. and NICHOLSON, I.G. Discharge coefficients of Venturi tubes with standard and non-standard convergent angles. Flow Measurement and Instrumentation, 12, No 2, pp. 135-145, April 2001
[3] READER-HARRIS, M.J., BRUNTON, W.C., HODGES, D. and NICHOLSON, l.G. Venturi tubes: improved shape. Proc. of 20th North Sea Flow Measurement Workshop, St Andrews, Scotland. National Engineering Laboratory, East Kilbride, Glasgow, October 2002
[4] READER-HARRIS, M.J, GIBSON, J.J., HODGES, D., NICHOLSON, l.G. and RUSHWORTH, R. Venturi tubes with a 10,5 o convergent angle: development of a discharge coefficient equation. Proc. of FLOMEKO
2005, Peebles, Scotland. National Engineering Laboratory, East Killbride, Glasgow, June 2005
[5] READER-HARRIS, M.J., RUSHWORTH, R. and GIBSON, J. Installation effects on Venturi tubes of convergent angle 10,5o. Proc. of 22nd North Sea Flow Measurement Workshop, St Andrews, Scotland.
National Engineering Laboratory, East Kilbride, Glasgow, October 2004
[6] 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
[7] 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
[8] 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
Ý kiến bạn đọc
