Приложение С (обязательное). Градуировка оборудования. Метод водяного столба

Приложение С
(обязательное)

Градуировка оборудования. Метод водяного столба

С.1 Общее положение

С.1.1 Поверочные испытания, установленные в С.3, С.4, С.5 и С.6, проводят во время первоначальной градуировки оборудования и в любое время, когда необходимо проверить, изменился ли объем градуированного цилиндра или емкости. Поверочное испытание, установленное в С.7 и С.8, проводят с частотой, достаточной для проверки манометра и установления использования соответствующего давления Р. Повторная градуировка оборудования требуется тогда, когда место его использования отличается по высоте от места последней градуировки более чем на 200 м.

С.2 Оборудование

С.2.1 Градуированный цилиндр из латуни или другого твердого коррозионно-стойкого металла объемом около 0,3 л. Ободок цилиндра обрабатывают под прямым углом к оси цилиндра до получения гладкой поверхности.

С.2.2 Держатель для градуированного цилиндра, изготовленный из коррозионно-стойкого материала и позволяющий воде свободно втекать в цилиндр и вытекать из цилиндра в перевернутом положении.

С.2.3 Пружина или ее эквивалент, изготовленные из коррозионно-стойкого материала и используемые для удержания цилиндра на месте.

С.2.4 Прозрачные плиты

Две жесткие плиты, одну из которых используют в качестве крышки для градуированного цилиндра, а другую - в качестве крышки для емкости.

С.2.5 Весы

Градуированные весы, предназначенные для взвешивания до 1 кг с точностью до  0,5 г в пределах значений, используемых при испытании, и градуированные весы, предназначенные для взвешивания до 20 кг с точностью до  5 г в пределах значений, используемых при испытании.

С.3 Объем градуированного цилиндра

Используя весы, предназначенные для взвешивания до 1 кг, определяют объем градуированного цилиндра посредством измерения массы воды, необходимой для его наполнения. Для этой цели наполняют взвешенный цилиндр водой температуры окружающей среды (от 15 до 25 °С) и осторожно накрывают его предварительно взвешенной прозрачной плитой, проверяя, что под плитой не задерживаются пузырьки воздуха и избыток воды удален до взвешивания. Данную последовательность действий повторяют два раза, проводят три взвешивания накрытого цилиндра, наполненного водой. Вычисляют среднюю массу воды, m₁, содержащейся в наполненном цилиндре, и регистрируют ее с точностью до 0,5 г.

С.4 Объем емкости

Используя весы, предназначенные для взвешивания до 20 кг, определяют объем емкости посредством измерения массы воды, необходимой для его наполнения. Для этой цели на фланец емкости наносят тонкий слой смазки и после взвешивания пустой емкости наполняют емкость водой температуры окружающей среды (от 15 до 25 °С). Посредством скольжения взвешенной прозрачной плиты по верхней части емкости создают водонепроницаемое соединение, проверяя, что под плитой не задерживаются пузырьки воздуха и избыток воды удален до взвешивания. Данную последовательность действий повторяют два раза, проводят три взвешивания накрытого цилиндра, наполненного водой. Вычисляют среднюю массу воды, m₂, содержащейся в наполненном цилиндре, и регистрируют ее с точностью до 5 г.

С.5 Постоянная величина давления расширения е

Определяют постоянную величину давления расширения посредством наполнения прибора водой (проверяют, что весь захваченный воздух удален и уровень воды находится точно на нулевой отметке) и создания давления 100 кПа. Показание водяного столба (в процентном содержании воздуха) является постоянной величиной давления расширения е для прибора.

Примечание - Давление воздуха, оказываемое в процессе данной процедуры, должно быть требуемым рабочим давлением Р, установленным в С.8. Однако в связи с тем, что значение е необходимо для определения Р посредством калибровочной постоянной К, существует логически замкнутый цикл действий. Практически изменение е вследствие изменения Р является достаточно небольшим, чтобы его не учитывать. Так как Р обычно составляет около 100 кПа, для решения проблемы устанавливают данное значение. Его использование приводит к получению значения е, достаточно точного для целей испытания.

С.6 Калибровочная постоянная К

Калибровочная постоянная является показанием шкалы содержания воздуха, определяемым в процессе обычной процедуры градуировки и необходимым для получения давления, требуемого для нанесения делений на шкалу содержания воздуха, и соответствует непосредственно процентному содержанию воздуха, вводимого в емкость посредством градуированного цилиндра, когда емкость наполнена водой.

Постоянную К, как правило, вычисляют по формуле (С.1) (см. примечание):

,

(С.1)

где е - постоянная величина давления расширения (см. С.5);

R - объем градуированного цилиндра, выраженный относительно объема емкости и вычисляемый по формуле

,

где - объем градуированного цилиндра (см. С.3);

- объем емкости (см. С.4).

Примечание - Коэффициент 0,98 используют для корректировки уменьшения объема воздуха в градуированной емкости, когда его сжимают водой, высота которой равна высоте емкости. Данный коэффициент составляет приблизительно 0,98 для емкости высотой 200 мм, находящейся на уровне моря. Данное значение уменьшается приблизительно до 0,975 при высоте 1500 м над уровнем моря и до 0,970 при высоте 4000 м над уровнем моря. Данное значение постоянно уменьшается, приблизительно на 0,01 на каждые 100 мм увеличения высоты емкости. Следовательно, значение 0,98R выражает рабочий объем градуированной емкости, выраженный в процентном отношении емкости при нормальных рабочих условиях.

С.7 Необходимое рабочее давление

Помещают держатель для градуированного цилиндра на дно чистой емкости, в центр, и на держатель помещают цилиндр открытой частью вниз. На цилиндр помещают спиральную пружину и осторожно закрепляют крышку.

Прибор наполняют водой температуры окружающей среды до уровня, находящегося над нулевой отметкой на шкале содержания воздуха. Закрывают выпускное отверстие для воздуха и накачивают воздух в прибор приблизительно до получения рабочего давления около 100 кПа. Слегка постукивают по стенкам и крышке деревянным молотком для удаления захваченного воздуха, прилегающего к внутренним поверхностям оборудования, и постепенно уменьшают давление, открывая отверстие. Уравнивают уровень воды с нулевой отметкой путем сливания воды через малый клапан конусообразной крышки и закрывают выпускное отверстие для воздуха. С помощью насоса повышают давление до уравнивания показания уровня воды и калибровочной постоянной К (см. С.6). Регистрируют давление Р, установленное манометром. Постепенно уменьшают давление, открывая отверстие, до достижения нулевого давления. Если уровень воды возвращается к показанию, составляющему менее 0,05 % содержания воздуха, давление Р принимают за рабочее давление. Если уровень воды не возвращается к показанию ниже 0,05 % содержания воздуха, оборудование проверяют на утечку и повторяют испытание.

С.8 Переменное рабочее давление

Диапазон показаний содержания воздуха, которые можно измерить определенным прибором, можно увеличить посредством определения соответствующего переменного рабочего давления, например, если диапазон показаний необходимо удвоить, переменное рабочее давление Р₁ является давлением, для которого прибор указывает половину показания калибровочной постоянной К (см. С.6).

Точная градуировка требует определения постоянной величины давления расширения е (см. С.5) для уменьшенного рабочего давления, но так как изменение постоянной величины давления расширения обычно можно не учитывать, переменное рабочее давление можно определить в процессе определения рабочего давления (см. С.7).