Точность измерения – один из важных критериев, предъявляемых к приборам учета теплоносителей. Для учета воды, жидкостей, пара и газа часто используют вихревые расходомеры. Они менее требовательны к прямым участкам и имеют более высокую точность по сравнению с расходомерами на сужающих устройствах. Однако есть факторы, способствующие появлению дополнительной метрологической погрешности. На тестовом стенде были проведены исследования влияний факторов, создающих не- равномерности потока и снижающих точность измерений.

 

1. Определялась дополнительная погрешность вихревых расходомеров при их установке за различными конфигурациями трубопровода.

2. Определялась дополнительная погрешность вихревых расходомеров при их установке на трубопроводы с внутренними диаметрами, отличающимися от внутреннего диаметра проточной части, а также погрешность, возникающая из-за несоосности их установки на трубопровод. Тестирования проводились на вихревых расходомерах собственного производства с диаметрами условного прохода 25, 32 и 50 мм. Измеряемая среда – вода.

 

    Возникновение дополнительной погрешности из-за несоблюдения требований к прямым участкам трубопровода до места установки расходомера связано с изменением профиля скорости потока при прохождении потока через непрямолинейные участки или запорную арматуру.

    Исследования показали, что несоблюдение требований к прямолинейным участкам трубопровода не приводят к изменению линейности метрологической характеристики и повторяемости приборов. Характер сдвига не изменяется в зависимости от диаметра условного прохода расходомера.

    На основании вышеизложенного можно сделать выводы о возможности коррекции точности вихревых расходомеров. При этом даже при соблюдении минимальных требований к прямым участкам (10 Ду) в большинстве случаев величина дополнительной погрешности не превышает 0,5%, поэтому при решении задач технологического учета преимущественно нет необходимости проводить коррекцию. При использовании вихревых расходомеров для решения задач высокоточного коммерческого учета и невозможности обеспечения прямо- линейных участков длиной 35–40 диаметров условного прохода следует проводить коррекцию или использовать струевыпрямители – стабилизаторы потока.

    Полученные данные позволяют также утверждать о несостоятельности достаточно распространенного мнения о возможности установки расходомеров вблизи сужений трубопровода, обусловленного предположения- ми о стабилизации потока при его сужении. Графики показывают, что дополнительная погрешность на расстоянии 10 Ду одинаково большой (порядка 0,5%) наличии с сужения, так и расширения трубопровода.

    Проводились исследования по влиянию ориентации тела обтекания расходомера относительно неровностей трубопровода. В результате было обнаружено, что при установке расходомера после 90° изгиба трубопровода погрешность увеличивается, если ориентация тела обтекания не «параллельна» изгибу. В экспериментах с другими конфигурациями трубопровода очевидного изменения величины дополнительной погрешности в зависимости от ориентации вихревого тела выявлено не было.

 

    Возникновение дополнительной погрешности из-за несоответствия внутренних диаметров трубопровода и проточной части расходомера обусловлено изменением профиля потока на стыке. Несоблюдение требований к соосности приводит к возникновению дополнительной погрешности по этой же причине.

    Дополнительная погрешность меньше, если диаметр трубопровода больше диаметра проточной части расходомера, в противоположном погрешность существенна и большая, чем от несоблюдения требований к прямым участкам трубопровода. Изменений характера линейности метрологических характеристик и повторяемости не выявилось, что, в свою очередь, подтверждает возможность коррекции погрешности. При предварительной калибровке расходомера вместе с прямыми участками трубопровода длиной 5 Ду влияние несоответствия диаметров не было обнаружено. Влияние отклонения от соосности исследовалось при установке расходомера с использованием стандартных фланцев по ГОСТ 12820-80. Пределы отклонений от соосности определяются допусками на фланцы. 

    Очевидна большая дополнительная погрешность по сравнению с аналогичными показателями для различных конфигураций трубопровода и несоответствия диаметров расходомера и трубопровода. При этом коррекция не может быть проведена потребителем после установки прибора из-за невозможности нормирования отклонения от соосности.

 

    При использовании вихревых расходомеров для решения задач высокоточного и коммерческого учета необходимо обеспечивать прямолинейные участки трубопровода длиной не менее 30 диаметров условного прохода. При невозможности обеспечения данных требований обязательно использование струевыпрямителей либо должна проводиться коррекция. Возможность коррекции должна быть предусмотрена производителем.

    При установке вихревого расходомера после 90° изгиба трубопровода следует ориентировать прибор таким образом, чтобы тело обтекания было «параллельно» изгибу. Несоответствие внутреннего диаметра трубопровода и диаметра проточной части расходомера должны быть исключены использованием прямых участков 5 Ду, вместе с которыми проводилась калибровка расходомера, либо коррекцией потребителем в соответствии с измеренными значениями внутреннего диаметра трубопровода.

    Наиболее важным фактором, обеспечивающим точность измерения расхода вихревыми преобразователями, является соблюдение соосности при монтаже. Поэтому для коммерческого учета необходимо конструктивно обеспечивать максимальную соосность расходомера и трубопровода с помощью использования ответных фланцев, поставляемых вместе с расходомером. Фланцы по ГОСТ 12820-80 не могут гарантировать требуемую соосность.