ISO 2975-1-1974 Measurement of water flow in closed conduits Tracer methods Part I General《封闭管道中水流量的测量 示踪法 第1部分 总则》.pdf

1、TERNATIONALE 297511 INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION l EXAYHAPOAHAII OPI-AHH3ALVM II0 CTAHJWTH3AHH .ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION Mesure de dbit de leau dans les conduites fermes - Mthodes par traceurs - Partie I : Gnralits Measurement of water flow in closed conduits -

2、Tracer methods - Part / : General Premire dition - 1974-05-01 CDU 681.121.84 Rf. No : ISO 2975/1-1974 (F) Descripteurs : coulement de liquide, coulement deau, coulement de fluide en conduite, mesurage dcoulement, marquage aux isotopes. Prix bas sur 11 pages AVANT-PROPOS LISO (Organisation Internatio

3、nale de Normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (Comits Membres ISO). Llaboration de Normes Internationales est confie aux Comits Techniques ISO. Chaque Comit Membre intress par une tude a le droit de faire partie du Comit Technique correspondant. Les organisa

4、tions internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec IISO, participent galement aux travaux. Les Projets de Normes Internationales adopts par les Comits Techniques sont soumis aux Comits Membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes Internationales par le

5、Conseil de IISO. La Norme Internationale ISO 2975/l a t tablie par le Comit Technique ISO/TC 30, Mesure de dbit des fluides dans les conduites fermes, et soumise aux Comits Membres en octobre 1972. Elle a t approuve par les Comits Membres des pays suivants : Afrique du Sud, Rp. d Hongrie Tchcoslovaq

6、uie Allemagne Japon Thalande Australie Nouvelle-Zlande U.R.S.S. Belgique Pays-Bas U.S.A. Espagne Royaume-Uni France Suisse Aucun Comit Membre na dsapprouv le document. 0 Organisathn Internationale de Normalisation, 1974 l I mprim en Suisse SOMMAI RE 0 Introduction . 1 Objet et domaine dapplication .

7、 2 Vocabulaire et symboles . 3 Units . 4 Choix de la mthode 1 4.1 Comparaison entre les mthodes de dilution et les mthodes bases sur le mesurage des temps de transit 4.2 Comparaison entre les deux mthodes de dilution (injection dbit constant et intgration) 5 Choix du traceur 5.1 Gnralits . 5.2 Avant

8、ages ou inconvnients des divers traceurs . 6 Choix du troncon de mesurage et longueur de bon mlange 6.1 Introduction 6.2 Longueur de bon mlange 6.3 Exemples de mthodes de rduction de la longueur de bon mlange w . 6.4 Prlvements en plusieurs orifices . 6.5 Choix du troncon de mesurage 7 Erreurs. 7.1

9、Gnralits . 7.2 Erreurs systmatiques 7.3 Erreurs alatoires . Annexe. . Page 1 2 2 2 3 4 4 4 5 5 5 6 6 6 6 8 . . . Ill Page blanche NORME INTERNATIONALE ISO 2975/1-1974 (F) Mesure de dbit de leau dans les conduites fermes - Mthodes par traceurs - Partie I : Gnralits 0 INTRODUCTION La prsente Norme Int

10、ernationale est la premire dune srie de normes traitant de la mesure de dbit de leau dans les conduites fermes utilisant les mthodes par traceurs. La srie complte des normes sera la suivante : - Partie I : GneCa/its. - Partie II : Mthode dinjection dbit constant, utilisant des traceurs non radioacti

11、fs. - Partie Ill : Mthode dinjection dbit constant, utilisant des traceurs radioactifs. - Partie IV : Mthode dintgration (injection instantane), utilisant des traceurs non radioactifs. - Partie V : Mthode dintgration (injection instantane), utilisan t des traceurs radioactifs. - Partie VI : Mthode d

12、es temps de transit, utilisant des traceurs non radioactifs. - Partie V I I : Mthode des temps de transit, utilisant des traceurs radioactifs. 1 OBJET ET DOMAINE DAPPLICATION La prsente Norme Internationale traite du mesurage de dbits deau dans les conduites fermes, par des mthodes utilisant des tra

13、ceurs; le cas des autres liquides et des gaz sera examin dans les Normes Internationales futures. Ces mthodes sappliquent au mesurage du dbit dans les conduites dans lesquelles peut tre injecte une solution et o peut tre assur un mlange effectif de cette solution avec leau de la conduite, cette dern

14、ire condition tant fondamentale. Trois procds fondamentaux sont utiliss : Deux procds, connus comme mthode par injection dbit constant et mthode par intgration (injection instantane), sont fonds sur le principe de la dilution : on injecte une solution de traceur dans la conduite et on dtermine le ra

15、pport de dilution de ce traceur dans leau de la conduite, cette dilution tant proportionnelle au dbit. 1) En prparation. Le troisime procd est une mthode de mesurage du temps moyen de transit (cette mthode tait antrieure- ment appele Mthode dAIlen) : le traceur est inject dans la conduite et on mesu

16、re le temps mis par le traceur pour parcourir une longueur connue entre deux sections dans lesquelles on dtermine son passage. Dans ces trois mthodes, dont les avantages et les inconvnients sont tudis au chapitre 4, il est ncessaire que la distance entre les sections dinjection et les sections de me

17、surage soit suffisante pour quun bon mlange du traceur avec leau de la conduite soit ralis : ce problme de la longueur de bon mlange est tudi au chapitre 6. De nombreux traceurs, radio-actifs ou non, minraux ou organiques peuvent tre utiliss. Le choix du traceur est fonction des circonstances dans l

18、esquelles, seffectue le mesurage (chapitre 5). Lerreur des mesurages par traceurs peut tre infrieure 1 % dans de bonnes conditions (chapitre 7). 2 VOCABULAIRE ET SYMBOLES Le vocabulaire et les symboles employs dans la prsente Norme Internationale seront dfinis dans IISO . . . . Glossaire de termes e

19、t symboles relatifs la mesure de dbit des fluides dans les conduites fermes. 1 3 UNITS Les units de base de la prsente Norme Internationale sont celles du Systme international dunits, SI. 4 CHOIX DE LA MTHODE 4.1 Comparaison entre les mthodes de dilution et les mthodes bases sur le mesurage des temp

20、s de transit 4.1 .l Avantage des mthodes de dilution II nest pas ncessaire de connatre les caractristiques gomtriques de la conduite. ISO 2975/1-1974 (F) 4.1.2 A van tages des mthodes bases sur le mesurage des temps de transit II suffit de dterminer la distribution de la concentration en fonction du

21、 temps dans deux sections de mesure spares par un volume connu de tuyauterie. II nest pas ncessaire de connatre les volumes, les masses, les dbits ou les caractristiques des solutions injectes. 4.2 Comparaison entre les deux mthodes de dilution (injection dbit constant et intgration) 4.2.1 A van tag

22、es du procd par injection dbit constant - Dans le cas o le dbit dinjection est connu avec la prcision et la constance requises, il nest pas ncessaire de faire des mesurages de temps de linjection. - II est plus simple de vrifier le bon mlange en utilisant un seul instrument, quand il est possible de

23、ffectuer des prlvements en diffrents points de la section de mesurage. On doit par contre utiliser plusieurs instruments en parallle, lorsque cette mme vrification est ncessaire dans la mthode par intgration. - II est plus simple dvaluer les erreurs alatoires. - II nest pas ncessaire de connatre le

24、volume de solution inject. 4.2.2 A van tages du procd par intgration - Ce procd exige une masse plus petite de traceur, et un temps plus court que la mthode dinjection dbit constant. - Le mode dinjection est indiffrent, le matriel est simple. - Avec la mme quantit de traceur, il est possible deffect

25、uer le mesurage sur une plus grande longueur de conduite. 5 CHOIX DU TRACEUR 5.1 Gnralits De nombreux traceurs peuvent tre utiliss, tels que des traceurs radio-actifs ou non, minraux ou organiques. Quelle que soit la mthode choisie, il est toutefois ncessaire que le traceur utilis satisfasse aux exi

26、gences suivantes : a) quil se mlange facilement avec leau; b) quil ne cause que des modifications ngligeables au dbit; c) quil soit dcelable une concentration infrieure la plus haute concentration permise en tenant compte de la toxicit, de la corrosion, etc. II est galement souhaitable que le traceu

27、r utilis satisfasse aux exigences suivantes : d) quil soit peu onreux; e) quil ne soit prsent, dans leau circulant primitivement dans la conduite, qu une concentration ngligeable et constante; En outre, pour les mthodes de dilution, il est important pour le traceur : f) que de trs faibles concentrat

28、ions puissent tre analyses avec prcision; g) quil ne ragisse pas, de facon telle que la mesure en soit altre, avec leau circulant dans la conduite ou avec toutes autres substances avec lesquelles il peut entrer en contact. En outre, pour les mthodes de temps de transit, il est indispensable que le t

29、raceur soit tel h) que lon puisse dterminer chaque instant sa concentration dans les sections de mesurage. Les produits suivants sont indiqus titre dexemple, avec la concentration finale minimale laquelle ils peuvent tre dcels aux niveaux dsirs aprs dilution dans leau : 5.1.1 Traceurs non radio-acti

30、fs - bichromate de sodium (Na,Cr207.2H20) : 2 x 10-l mg/l en analyse directe 2 X IF3 mg/l aprs reconcentration - chlorure de sodium (NaCI) : 1 10 mg/l suivant conductivit initiale - rhodamine B (C,H,CIN,O,) : 2 x Ir4 mg/l - rhodamine Wt - chlorure de lithium (LiCI) - fluorescine (C,H,cO,Na,) : 5 x I

31、r3 mg/l Dautres traceurs ont t employs et en particulier : - le nitrite de sodium (NaNO,) - le sulfate de manganse (MnS04=4H20) - le sulfo-rhodamine G 5.1.2 Traceurs radio-actifs Mthodes de dilution et mthodes des temps de transit : - le brome 82 (priode 36 h, rayonnement y de 0,41 et 1,09 MeV) - le

32、 sodium 24 (priode 15 h, rayonnement y de 1,37 et 2,75 MeV). Dautres isotopes, comme : - lor 198 (priode 2,7 jours, rayonnement y de O,4I et 1,09 MeV) 2 ISO2975/1-1974 (F) - liode 131 (priode 8,04 jours, rayonnement y de 0,25 et 0,81 MeV) - le chrome 51 (priode 27,8 jours, rayonnement y de 0,32 MeV)

33、 peuvent tre u ti I iss, si les mesurages servent vrifier labsence dadsorption du traceur sur les parois de la conduite ou de lappareillage de prlvement et de comptage. On peut galement employer le tritium (priode 12,26 ans, rayonnement p de 0,018 MeV). De plus, pour les mthodes des temps de transit

34、, il est toutefois possible demployer dautres isotopes puisque leffet dadsorption sur les parois nest pas aussi important pour la mesure quavec les mthodes de dilution. On peut en particulier utiliser des vaches radio-lments utilisant par exemple les couples : - cesium 137-barium 137 (priode 2,6 min

35、, rayonne- ment y de 0,66 MeV) - tain 113-indium II3 (priode 104 min, rayonne- ment y de 0,39 MeV) 5.2 Avantages ou inconvnients des divers traceurs 5.2.1 Comparaison entre traceurs radio-actifs et non radio-actifs 5.2.1.1 AVANTAGES DES TRACEURS RADIO-ACTIFS - Ils peuvent tre mesurs laide de sondes

36、places lextrieur de la conduite (pour les traceurs mettant des rayonnements y). - Les mesurages sont moins affects par la turbidit de leau, que ceux effectus avec des traceurs non radio-actifs. - Pour les traceurs courte priode, dont le support est inoffensif, tout danger de contamination disparat r

37、apidement; il ny a pas pollution permanente. - Le prix du traceur nest pas proportionnel au dbit mesurer, ce qui est intressant pour les forts dbits. 5.2.1.2 AVANTAGE PARTICULIER DES GNRA- TEURS DE RADIO-ELMENTS - On peut volont, sur les lieux du mesurage, partir dune faible quantit de substance mre

38、 de longue priode, disposer dune quantit pratiquement inpuisable de doses de traceurs radio-actifs courte priode et trs bas prix. - Lorsque la substance fille) possde une priode suffisamment courte, il est possible deffectuer des mesurages rpts dans des systmes en circuit ferm. 5.2.1.3 AVANTAGES DES

39、 TRACEURS NON RADIO- ACTIFS - II nest pas ncessaire que les oprateurs soient spcialement entrans et (habilits. - II nest pas ncessaire dobtenir dautorisation administrative pour chaque mesurage. - Les produits sont en gnral stables dans le temps, et il peut y avoir des dlais et des distances quelcon

40、ques entre lapprovisionnement du produit et son utilisation. - Le transport et linjection du produit nexigent pas de prcautions de scurit particulires; les conteneurs peuvent tre lgers. 5.2.2 Comparaison entre divers traceurs non radio-actiik gnralement utiliss 5.2.2.1 AVANTAGES DU BICHROMATE - Anal

41、ysable de faibles concentrations, par des procds colorimetriques nexigeant pas de personnel spcialis, et possibilits de reconcentration facile. - Nexiste pas un taux important dans les eaux naturelles. - Trs stable en cristaux, assez stable en solution dans les eaux pures, mme au soleil. - Trs solub

42、le dans leau (plus de 600 g/l). - Relativement peu onreux. 5.2.2.2 INCONVNIENTS DU BICHROMATE - Instabilit dans certaines conditions. - Ncessit dun ractif. - Toxique en solutions concentres. 5.2.2.3 AVANTAGES DES RHODAMINES - Analysables des concentrations plus faibles que le bichromate. - Ne ncessi

43、tant pas de ractif pour lanalyse, il est possible denregistrer leur concentration lors des mesurages. - Nexistent pas dans les eaux naturelles. - Peu toxiques et sans action sur la faune. 5.2.2.4 INCONVNIENTS DES RHODAMINES - Peu solubles. - Assez coteuses. 3 ISO 2975/1-1974 (F) - Les caractristique

44、s de certaines rhodamines sont affectes par la lumire solaire, la temprature ou la prsence de certaines argiles dans leau (problmes dus aux effets dadsorption). - La couleur rsiduelle est difficile enlever. 5.2.2.5 AVANTAGES DU CHLORURE DE SODIUM - Rsistivit de la solution de chlorure de sodium prop

45、ortionnelle dans une large gamme sa concentration. - Peu coteux. 5.2.2.6 INCONVNIENT DU CHLORURE DE SODIUM - Nest pas utilisable de trs faibles concentrations. 6 CHOIX DU TRONCON DE MESURAGE ET LONGUEUR DE BON MLANGE 6.1 Introduction Lorsquon utilise un traceur pour mesurer le dbit de leau dans une

46、conduite, il doit y avoir une distance suffisante entre la zone o le traceur est inject ou produit et la zone o peuvent tre effectus les mesurages de concentration ou de temps de transit. La distance ncessaire pour permettre au traceur de se mlanger leau de la conduite est connue sous le nom de long

47、ueur de bon mlange). La longueur de bon mlange se dfinit comme la distance la plus courte sur laquelle la variation maximale (x) de $ C,dt dans la section pour la mthode dintgration (ce qui correspond la concentration du traceur dans la mthode dinjection dbit constant) est infrieure une valeur dterm

48、ine lavance (par exemple 0,5 %). La longueur de bon mlange nest donc pas une valeur fixe, mais qui varie selon les variations admises de la concentration : plus la variation admise est faible, plus la longueur de bon mlange est grande. Pour obtenir une prcision maximale sur le mesurage du dbit, il est ncessair