метрология. 9367743_Метрология_Вариант_4. D 1500 мм, измеряется стальной рулеткой с миллиметровыми делениями по гост 750280. Погрешность измерений составляет 0,5 мм. Толщина стенки трубы c

• Название: D 1500 мм, измеряется стальной рулеткой с миллиметровыми делениями по гост 750280. Погрешность измерений составляет 0,5 мм. Толщина стенки трубы c
• Анкор: метрология
• Дата: 24.02.2023
• Размер: 28.56 Kb.
• Имя файла: 9367743_Метрология_Вариант_4.docx
• Тип: Самостоятельная работа; #953597

Самостоятельная работа

Вариант 4

Исходные данные:

Внешний диаметр трубопровода – d = 1500 мм, измеряется стальной рулеткой с миллиметровыми делениями по ГОСТ 7502-80. Погрешность измерений составляет ±0,5 мм.

Толщина стенки трубы c = 25 мм и измеряется ультразвуковым толщиномером с погрешностью ±2%.

Коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода λ = 0,02

По трубопроводу транспортируется углеводородная жидкость плотностью ρ = 1000 кг/м³ и динамической вязкостью μ = 1,01 ·10^-3 Па ·с

Измерение проводят с помощью трубки Пито – Прандтля, вторичным прибором является дифференциальный манометр, заправленный ртутью. Высота Н = 200 мм.
Расчет для жидкости

1. Переводим все единицы величин в систему СИ.

2. Величина разности динамического и статического давлений

ΔP = H*g*(ρм – ρ) = 0,2*9,81*(13600-1000) = 24721 Па

3. Максимальная (осевая) скорость потока



K_v выбирают по табл.1 в зависимости от λ

W_max = 0,84*(24721/1000)^0,5 = 4,176 м/с

4. Определяют



Re = 1000*(1,5-2*0,025)*4,176/1,01E-3 = 5995248 = 10⁶

5. По графику (рис.10) определяют

W/W_max = 0,85

6. Расход жидкости

Q = 0,785*d²*W = 0,785*(1,5-2*0,025)^2*0,85*4,176 = 5,8585 м³/с
Расчет для газа

Внешний диаметр трубопровода d - 1500 мм, погрешность измерений составляет ±0,5 мм.

Толщина стенки трубы c = 25 мм с погрешностью ±2%.

Коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода λ = 0,03 По трубопроводу транспортируется углеводородный газ с относительной молекулярной массой m = 20 и температурой 30 ⁰С под давлением P = 3,5 МПа и динамической вязкостью μ = 10,2·10^-6 Па ·с. Фактор сжимаемости газа z = 0,99.

Измерение проводят с помощью трубки Пито – Прандтля, вторичным прибором является дифференциальный манометр, заправленный спиртом, плотность которого при 20 ⁰С ρ_м = 721 кг/м³. Высота Н = 260 мм
1. Переводим все единицы величин в систему СИ.

2. Определяем плотность газа в рабочих условиях



ρ = 20*3,5E6/(8314*303*0,99) = 28,07 кг/м³

3. Величина разности динамического и статического давлений

ΔP = H*g*(ρм – ρ) = 0,26*9,81*(721-28) = 1767,6 Па

4. Максимальная (осевая) скорость потока



K_v выбирают по табл.1 в зависимости от λ

W_max = 0,8*(1767,6/28,07)^0,5 = 6,35 м/с

5. Определяют



Re = 28,07*(1,5-2*0,025)*6,35/10,2E-6 = 2,53*10⁷

6. По графику (рис.10) определяют

W/W_max = 0,88

7. Расход газа при рабочих условиях

Q = 0,785*d²*W = 0,785*(1,5-2*0,025)^2*0,88*6,35 = 9,223 м³/с

или

q = 9,223*28,07 = 258,89 кг/с

8. Определяем расход газа при нормальных условиях:



ρ = 20*1,01E5/(8314*293*0,99) = 0,8376 кг/м³

Q_ну = q/ρ_ну = 258,89/0,8376 = 309,1 м³/с
Определить погрешность в случае измерения расхода жидкости в трубопроводе диаметром 1500 мм и толщиной стенки 25 мм. Градуировочный коэффициент напорной трубки известен с погрешностью ±1,3%. В качестве вторичной аппаратуры применяют дифманометр типа ДМИ класса 1,5; может применяться вторичный регистрирующий прибор типа ВФС класса 0,3.

Для данных условий Re = 1·10⁶ по графику (рис.1) определяют режим течения – турбулентный.

При определении отношения по графику на рис.10

= 0,02 = 0

Погрешность определения площади измерительного сечения зависит от применяемых метода и средств измерения. Поскольку перерыв в подаче жидкости не допускается, площадь поперечного сечения определяют по результатам измерения наружного периметра трубы. Инструмент - стальная рулетка с миллиметровыми делениями по ГОСТ 7502-80. Погрешность измерений составит ±0,5 мм. При доверительной вероятности 0,95 абсолютное среднее квадратическое отклонение результатов измерений равно половине доверительного интервала:

σ_D = 0,5^2 = 0,25 мм

Толщина стенки трубы равна 25 мм и измеряется ультразвуковым толщиномером с погрешностью ±2%, абсолютное среднее квадратичное отклонение равно:

σ_с = 25*0,01 = 0,25 мм

Согласно формуле:



= 4/(1500-2*25)*(1/4*0,25^2+0,25^2)^0,5 = 7,7*10^-4

Погрешность измерения локальной скорости зависит от погрешности градуировочного коэффициента напорной трубки и класса точности вторичной аппаратуры. Среднее квадратичное отклонение измерений скорости определяют по формуле



где - погрешность напорной трубки 0,013; - погрешность дифманометра 0,015; - погрешность вторичного регистрирующего прибора 0,003. Подставляя числовые значения, получаем

= 1/2*(0,013^2+0,015^2+0,003^2)^0,5 = 0,01

Подставляя все составляющие погрешности измерения расхода в исходную формулу, получим среднее квадратичное отклонение определения расхода для рассматриваемого случая



= (0,01^2+(7,7E-4)^2+0,02^2)^0,5 = 0,022

предел допускаемой погрешности измерения расхода с доверительной вероятностью 0,95



δ_Q = 4,4%

Следовательно, предел допускаемой погрешности измерения расхода с доверительной вероятностью 0,95 составляет 4,4%.

Список литературы

1 Аристов А.И. и др. Метрология, стандартизация и сертификация. Академия, 2013. 416 с.

2 Кириллов В.И. Квалиметрия и системный анализ [Электронный ресурс]: учеб. пособие / В. И. Кириллов. - М. : НИЦ Инфра-М, 2012. - 440 с. - (ЭБС "znanium.com"). – Режим доступа: http://znanium.com/. – Загл. с экрана.

3 Кошевая И.П., Канке А.А. Метрология, стандартизация и сертификация, Учебник для ВУЗов, Изд. Форум, Инфра-М, 2010.

4 Лифиц И.М. Стандартизации, метрология и подтверждение соответствия [Текст]: учеб. для бакалавров / И. М. Лифиц. - 11-е изд., перераб. и доп. - М. : Юрайт, 2013 (51322). - 411 с. - Библиогр.: с. 409-411(33 назв.). - ISBN 978-5-9916-2746-7: 286-22.

5 Метрология, стандартизация, сертификация [Электронный ресурс]: учебное пособие / Аристов А.И., Приходько В.М., Сергеев И.Д., Фатюхин Д.С. - М.: НИЦ Инфра-М, 2012. - 256 с. - (ЭБС "znanium.com"). – Режим доступа: http://znanium.com/. – Загл. с экрана.

6 Никифоров А.Д., Бакиев Т.А. Метрология, стандартизация и технические измерения, Изд. ВШ, М. 2007.