Метрологическая часть поверки счетчиков состоит в определении относительных погрешностей их показаний по формуле
5 = \Ус~/П + Рж (t, — t2) ] -100 %, (10.3)
где Vc — объем жидкости, отсчитанный по счетчику; Vn — объем жидкости, измеренный установкой; |3Ж — коэффициент объемного расширения жидкости; rt — температура жидкости в мерном баке или весовом резервуаре установки; t2 — температура жидкости непосредственно у счетчика.
На весовых испытательных установках объем жидкости VR определяют как
М®
Vn = -j-, (10.4)
где М — масса жидкости, налитой в весовой резервуар, определенная по показаниям весов; 0 = 1,001 — коэффициент, учитывающий потерю веса в воздухе; р — плотность жидкости в резервуаре.
Погрешности показаний счетчика вычисляют на трех поверочных расходах 100, 50 и 10 % от верхнего предела измерений.
Количество жидкости, пропускаемое через счетчик за время поверочного пропуска, должно быть не менее количества, соответствующего 500 наименьших делений его счетного указателя. При этом продолжительность пропуска жидкости должна быть не менее 2 мин.
При поверке необходимо тщательно следить за наличием воздуха в рабочей жидкости и температурным режимом установки. Если в смотровом сосуде установки появятся пузырьки воздуха, то поверку необходимо прекратить до устранения причин подсоса воздуха.
Это общие положения по поверке счетчиков жидкостей, изложенные в соответствующих инструкциях и методических указаниях, пригодны лишь для поверки счетчиков на рабочих жидкостях, т. е. на тех средах, для измерения количества которых предназначены счетчики.
Если рабочие жидкости взрывоопасны, токсичны, агрессивны, обладают большой вязкостью или высокой температурой, поверка счетчиков непосредственно на этих жидкостях сопряжена с большими техническими или экономическими трудностями. В этих случаях объемные счетчики возможно поверять на жидкостях-заменителях, которые выбирают из соображений: безвредности и безопасности для обслуживающего персонала, нейтральности по отношению к материалам, из которых изготовлены узлы испытательной установки, малой испаряемости, недифицит-ности и невысокой стоимости, возможности быстрой и полной очистки счетчика после поверки.
Из приведенного видно, какие огромные преимущества имеет поверка счетчиков, применяемых в химической промышленности, атомной энергетике, ракетной технике и т. п., на жидкостях-заменителях, и как важно, уметь правильно осуществлять эту „иммитационную" поверку.
Методика этой поверки (базирующаяся на основных положениях общей теории объемных счетчиков жидкостей) сводится к определению погрешностей показаний счетчиков на жидкостях-заменителях с последующим пересчетом их на реальную измеряемую среду (для измерения количества которой предназначен счетчик). При этом пересчетные формулы имеют вид:
для шестеренчатых и дисковых счетчиков калибром до 80 мм:
для рабочих жидкостей вязкостью ц > 21 П (перепад давления на счетчике практически целиком определяется потерей напора на чисто жидкостное трение в механизме счетчика)
Re
^ (10.5)
где 6р — погрешность показаний счетчика на рабочей измеряемой среде; 53
— погрешность показаний на жидкости-заменителе; Со — постоянная счетчика, зависящая от его конструктивных параметров; Reo3, Reop -числа Рейнольдса, приведенные к зазору в счетчике и определяемые в зависимости от вязкости жидкости-заменителя и вязкости рабочей среды;
… для рабочих жидкостей вязкостью 0i20 U< ц< 21 П (перепад давле
ния на счетчике определяется как жидкостным* так и граничным трени
ем в его механизме) .»
8Р = Со — (Со — 53) (-^г") » (10.6)
где Мз, % — динамические коэффициенты вязкости жидкостей, П; п — показатель степени, зависящий от типа счетчика и равный для шестеренчатых счетчиков 0,6 и для дисковых счетчиков — 0,2;
для рабочих жидкостей вязкостью /л < 0,20 П (перепад давления на счетчике определяется граничным и сухим трением в его механизме)
(Ю.7)
где Re — число Рейнольдса, отнесенное к’калибру счетчика, d — характерный диаметр поршня счетчика, см; G — вес поршня, дин; Q — расход . жидкости, см3/с," т и к — величины, зависящие от вязкости рабочей жид-:, кости, жидкости-заменителя и числа Рейнольдса.
Для того, чтобы воспользоваться пересчетными формулами (10.5) — (10.7), необходимо предварительно определить постоянную счетчика Сс. Наиболее точный метод определения Со состоит в том, что счетчик поверяют на двух жидкостях-заменителях с различными вязкостями. Затем, воспользовавшись простейшей пересчетной формулой (10.6), в которую вместо параметров рабочей среды подставляют известные (определенные в процессе поверки) параметры второй жидкости-заменителя, рассчитывают Со. Исходя из целесообразности использования для расчетов Со формулы (10.6), а также учитывая вышеизложенные требования, в качестве поверочных жидкостей-заменителей для объемных счетчиков применяют воду, керосиниподобныеимж!ЩкостисвязкостьюО,01±0,002П, трансформаторное и соляровое масла вязкостью 0,20±0,03 П.
Пересчетная формула для счетчиков с кольцевым поршнем имеет вид
5р = С-(С-63) (^-)Ч (10.8)
Мр
Причем, величина С и показатель степени кК
определяются уравнениями
С т М’,-»,»’, (Ю.9)
(8,-6,)- (6г-6.)
и kK =—- ^^— , (10.10)
где 5Х и 8[ — погрешности счетчика на поверочной жидкости вязкостью jui; 52
и Ь’г — погрешности счетчика на поверочной жидкости вязкостью ц2.
При этом 51 й 62 соответствуют номинальномуцэасходу через счетчик, а 5д и 5г — любому другому расходу, при котором (5г — 51) отличается от (8г’"— 5!) не менее чем на 0,5 %.
Таким образом, в данном случае показатель степени кк не принимают постоянным для типа счетчика (как это было в случае шестеренчатых и дисковых счетчиков), а рассчитывают по уравнению (10.10), характеризующему качество изготовления и сборки конкретного поверяемого экземпляра счетчика, что, естественно, превышает достоверность „имми-тационной" поверки на жидкостях-заменителях.
При поверке счетчиков, предназначенных для работы в условиях низких или высоких температур (значительно отличающихся от 20± ±10°С), необходимо дополнительно корректировать расчетные погрешности показаний, полученные по формулам (10.5),-(10.6), (10.7) или (10.8). Данные формулы учитывают лишь различие вязкостей поверочной (в условиях поверки) и рабочей (в условиях эксплуатации счетчика) жидкостей, но не характеризуют изменение погрешности, связанное с термическим изменением рабочих зазоров счетчика.
С учетом изложенного погрешность показаний счетчиков в рабочих условиях необходимо дополнительно корректировать по формуле
1
8’= , .- ., (8v-3Q0aAt), (10.11)
где 6р — погрешность показаний, вычисленная по формулам (10.5), (10.6), (10.7) или (10.8), а — коэффициент линейного расширения материала камеры счетчика, At — разность температур в условиях работы и поверки счетчика.
Как следует из вышеизложенного, поверка счетчиков на жидкостях-эаменителях с последующим пересчетом их погрешностей на рабочую среду сопряжена с некоторыми техническими (поверка на двух жидкостях различной вязкости) и расчетными трудностями. Но иначе и быть не может, так как в данном случае поверка фактически сводится к моделированию чрезвычайно сложных физических процессов, происходящих в работающем счетчике.
Контрольный вопрос № 18
Шестеренчатый счетчик калибром 40 мм, предназначенный для измерения с погрешностью *0,5 % количества эфирных масел (вязкостью 0,5 П), был поверен на двух жидкостях-заменителях вязкостью соответственно 0,01 и 0,2 П. При этом были получены следующие данные — см. таблицу.
|
Вязкость по- |
Поверочный |
Количество |
|
верочной |
расход, м3/ч |
жидкости, от- |
Пропуск |
жидкости, П |
|
считанное счет- |
|
|
|
чиком, л |
1 |
0,01 |
15 |
498 |
|
0,20 |
|
502 |
2 |
0,01 |
|
499,5 |
|
0,20 |
IS |
502,25 |
3 |
0,01 |
|
498,5 |
|
0,20 |
15 |
502,5 |
-Действительное количеств© жидкости, определенное по ус-
оке, равно 500 д.
бпределите, следует ли забраковать счетчик или .признать его годным для дальнейшей эксплуатации.
Если Вы решите, что счетчик годен для эксплуатации, — см; с, 255, если-негоден — см. с. 262. Щ\ •