附录D (规范性附录)气体流量-压力降关系的测定
管材自由长度和试验组件安装尺寸应符合图D.1。
对于鞍形旁通,安装后应保证能够测量通过分支端的压力降。
测试部件需要在主管上冷挤切孔时,其内缘周边各点应与主管内孔平齐且无毛边。
D.1 范围
本附录规定了在2.5×10-3MPa气压下测定塑料管道系统部件的气体流量与压力降关系的试验方法。本方法适用于燃气输送用聚乙烯(PE)管道系统中的机械管件、阀门、鞍形旁通及其他附件。得到的数据可用于计算气体在特定压力降下的流量。
D.2 原理
主压力保持恒定时,在规定的范围内调节气体通过管道部件的流量以评估其压力降。根据上述测试结果,确定在适当压力降下(与部件尺寸相关)所对应的平均气体流量,其他气体的流量可根据其密度的不同计算得到。
注:下列参数由引用本附录的相关标准设定:
a)试样数量(见D.4.2);
b)压力降的相关值,△pn,(见D.6.2);
c)ρair的相关值和相关温度和压力,如果D.6.3没有给出;
d)ρgas的相关值和相关温度和压力,如果D.6.3没有给出。
D.3 仪器和装置(见图D.1)
D.3.1 气源
D.3.2 压力控制器(A),能够维持输出压力(2.5±0.05)×10-3MPa(表压)。
D.3.3 流量表(B),容积式或蜗轮式,精度为±2%。
D.3.4 压力表(C),测量主管线的压力(等级0.6或更高)。
D.3.5 微压(差压)表(G),测量压差,△p,等级0.25。
D.3.6 出口阀(E)。
D.4 试样
D.4.1 制备
试样由待测部件和与其SDR相同的两段PE管材熔接或连接而成,并应具有适当的接头以与压力降测试设备相连。
D.4.2 数量
试样的数量应按相关标准规定。
图中:
A——压力控制器;
B——流量表;
C——压力表;
E——出口阀;
F——缓冲罐;
G——差压表;
——试验组件。
注:差值△p是P1和P2两点之间的压力差。
图D.1 测定流量-压力降关系的试验安装示意图
D.5 步骤
D.5.1 在(23±2)℃环境温度下进行。
D.5.2 部分开启出口阀(E)。
D.5.3 打开进口阀的压力控制器(A),以使空气开始流动并保证空气仅从出口散逸。
D.5.4 调整压力控制阀(A)使主管上P1处压力为(2.5±0.05)×10-3MPa,可由压力表(C)测得。
D.5.5 读取并记录流量表(B)(见D.5.9)的流量(Q),和差压表(G)(见图D.1)的压力降△p。
D.5.6 开启出口阀(E)使主管线P1点的压力降低大约0.5×10-3MPa,由压力表(C)测得。
D.5.7 增加流量直到主管的压力恢复到(2.5±0.05)×10-3MPa,由压力表(C)测得。
D.5.8 测量并记录流量Q和压力降△p。
D.5.9 重复步骤D.5.6,D.5.7和D.5.8,直到出口阀(E)完全打开。对于鞍形旁通,应测量通过分支端的压力降。
D.6 结果计算
D.6.1 用D.5.5,D.5.8和D.5.9得到的各组压力降和相应流量进行计算。
a)按式(D.1)计算通过部件出口管(见D.4.1)的流速v(m/s):
式中:
Q——空气流量,单位为立方米每小时(m3/h);
A——出口管内部截面积,单位为平方米(m2)。
如果满足下列条件:
1)至少获得五组Q和△p,并计算出不同的v值;
2)至少有一个v值≤2.5 m/s;
3)至少有一个v值≥7.5 m/s;
则认为数据有效。否则:
4)调整进口阀开口,重复步骤D.5.4和D.5.5以增补必要的数据;
5)如果在(2.5±0.05)×10-3MPa压力下得不到大于等于7.5 m/s的v值,停止实验,并在报告中说明。
b) 利用各组数据按式(D.2)计算因子F:
式中:
△p——测得的压力降,单位为兆帕(MPa);
Q——空气流量,单位为立方米每小时(m3/h)。
计算F的平均值。
D.6.2 用F的平均值和规定的压力降△pn计算在此压力降下空气的平均流量Qa。
D.6.3 用式(D.3)换算其他任何气体Qgas(如天然气)的当量流量(m3/h):
式中:
Qa——在相应压力降下的平均空气流量,单位为立方米每小时(m3/h);
ρair——除非在相关标准中另有规定,为23℃和0.1MPa条件下空气的密度;
ρgas——除非在相关标准中另有规定,为23℃和0.1 MPa条件下其他气体的密度。
即Qgas=(f)Q
D.7 试验报告
试验报告应包含以下内容:
a)GB 15558.2-2005的附录D;
b)试样的详细标识,包括制造商,生产日期和规格;
c)环境温度;
d)各组测试数据(见D.6.1),包括压力降,流量及相应流速;
e)F的平均值,即压力降和流量(见D.6.1)的关系;
f)空气(见D.6.2)和其他气体(见D.6.3)在规定压力降下的计算流量;
g)任何可能影响试验结果的因素,比如偶发事件或本附录没有规定的操作细节;
h)试验日期。