ISO 2975-2-1975 Measurement of water flow in closed conduits Tracer methods Part II Constant rate injection method using non-radioactive tracers《封闭管道中水流量的测量 示踪法.pdf

1、NORME INTERNATIONALE INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION .MExflJHAPOflHAII OPl-AHM3AWM I-I0 CTAHAPTM3AMMORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION Mesure de dbit de leau dans les conduites fermes - Mthodes par traceurs - Partie II : Mthode dinjection dbit constant, utilisant des traceur

2、s non radio-actifs Measurement of water flo w in closed conduits - Tracer methods - Part Il : Constant rate injection method using non-radioactive tracers Premire dition - 1975-08-I 5 Y If CDU 681.121.84 Rf. no : ISO 2975/11-1975 (F) Descripteurs : mesurage de dbit, coulement en conduite ferm, coule

3、ment deau, mthode par traceur, traceur non radioactif, conditions dessai, mthode calorimtrique, mthode fluorimtrique, mthode conductimtrique, calcul derreur. Prix bas sur 9 pages AVANT-PROPOS LISO (Organisation Internationale de Normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de norma

4、lisation (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 organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison ave

5、c 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 Conseil de IISO. La Norme Internationale ISO 2975/lI a t tablie par le Comit Te

6、chnique ISO/TC 30, Mesure de dbit des fluides dans les conduites fermes, et soumise aux Comits Membres en mai 1974. Elle a t approuve par les Comits Membres des pays suivants : Allemagne Irlande Australie Mexique Belgique Pays-Bas Bulgarie Roumanie Espagne Royaume-Uni France Suisse Tchcoslovaquie Th

7、alande Turquie U.R.S.S. U.S.A. Yougoslavie Aucun Comit Membre na dsapprouv le document. 0 Organisation Internationale de Normalisation, 1975 l 1 Imprim en Suisse NORME INTERNATIONALE ISO 2975/1 I-1975 (F) . . Mesure de dbit de leau dans les conduites fermes - Mthodes par traceurs - Partie II : Mthod

8、e dinjection dbit constant, utilisant des traceurs non radio-actifs 0 INTRODUCTION La prsente Norme Internationale est la deuxime 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 : - Pa

9、rtie l : Gnralits, - Partie Il : Mthode dinjection dbit constant, u tilisan t des traceurs non radio-actifs. - Partie Ill : Mthode d/njection dbit constant, utilisant des traceurs radio-actifs. - Partie l V : Mthode dintgration (injection instan- tane), u tilisan t des traceurs non radio-actifs. - P

10、artie V : Mthode dintgration (injection instan ta- ne), utilisant des traceurs radio-actifs. - Partie VI : Mthode des temps de transit, utilisant des traceurs non radio-actifs. - Partie VII : Mthode des temps de transit, utilisant des traceurs radio-actifs. 1 OBJET ET DOMAINE DAPPLICATION La prsente

11、 Norme Internationale spcifie la mthode dinjection dbit constant, utilisant des traceurs non radio-actifs, pour le mesurage du dbit de leau dans les conduites fermes. l 2 PRINCIPE Le mesurage du dbit par la mthode dinjection dbit constant se fonde sur une comparaison entre la concentration CI dun tr

12、aceur, introduit en continu avec un dbit-volume connu g et la concentration des chantillons C 2 prlevs en un endroit dtermin situ au-del de la distance de bon mlange. Cette distance de bon mlange se dfinit comme la distance minimale au niveau de laquelle la variation en concentration du traceur sur

13、la section est infrieure une valeur donne, dtermine lavance (par exemple : 0,5 %). (Voir chapitre 6 de la partie I .) Les dbits du traceur au point dinjection et dans la section de mesurage sont gaux : q Cl + Q CO = (Q + q) C, o c, est la concentration initiale dans le courant de dbit Q do : En gnra

14、l, C-, est beaucoup plus grand que Ca, ce qui conduit simplifier lquation (1) comme suit : Cl Q=q- c2 -co Lorsque C2 est, par ailleurs, beaucoup plus grand que Cc, on peut encore rduire cette quation, qui devient alors /r Q=q (sl v Le dbit Q peut donc tre dtermin par comparaison de la concentration

15、de la solution injecte avec celle des chantillons prlevs dans la conduite. Afin daccrotre la prcision, il est recommand de prparer la solution talon avec un rapport de dilution N, qui doit tre approximativement quivalent au rapport de dilution A/ que lon peut atteindre dans lchantillon prlev dans la

16、 section de mesurage. Les solutions talons et les chantillons prlevs dans la section de mesurage doivent tre compars par des mthodes identiques, et lon applique alors la formule N m=N, Le dbit dterminer peut tre trouv par la formule Q = q m N, 3 CONDITIONS REQUISES 3.1 Traceur Pour la mthode dinject

17、ion dbit constant, le traceur doit satisfaire aux conditions gnrales dfinies dans le paragraphe 5.1 de la partie 1. Une liste de traceurs gnralement utiliss est donne au paragraphe 5.1.1 de cette partie 1, leurs avantages par rapport aux traceurs radioactifs tant indiqus au paragraphe 5.2.1.3, et le

18、urs avantages compars au paragraphe 5.2.2 de la partie 1. 1 ISO 2975/11-1975 (FI 3.2 Dure de linjection La dure de linjection doit tre telle quun rgime permanent de concentration stablisse en tous les points de la section de mesurage pour une dure suffisante. On doit obtenir un palier de concentrati

19、on dau moins quelques minutes. Une dure dinjection convenable peut tre dtermine par une injection pralable instantane dun traceur colorant tel que la fluorescine, ou radio-actif. Pour un dbit donn, lobservation du moment o apparat et o disparat le traceur (coloration ou activit) dans chaque section

20、permet de tracer les courbes 1 et 2 de la figure. Si lon dsire obtenir dans une section S de mesurage choisie un rgime permanent de dure At, il suffit dajouter la dure At au temps tl correspondant la disparition du traceur en ce point (sur la courbe 2) et de tracer par le point C obtenu une courbe 1

21、 parallle la courbe 1 dapparition de la coloration (ou activit). Lordonne lorigine de cette courbe donne la dure que doit avoir linjection pour obtenir un palier de concentration de dure At la section S. En pratique, pour obtenir un palier de dure At la section S, on calcule la dure dinjection minim

22、ale ncessaire en ajoutant cette valeur At le temps t2 = AB mis par un traceur inject de facon instantane pour passer en S. Temps Dure minimale dinjection Lintervalle de temps tl qui spare le dbut de linjection et le dbut du rgime permanent se lit sur la courbe 2 (ordonne du point B) et est obtenu di

23、rectement par mesurage du temps sparant linjection instantane et la disparition du traceur dans la section S. Dans le cas dune injection centrale, dun troncon de mesurage rectiligne et dun coulement turbulent, le temps f2 = AB peut tre valu selon la relation t2 o U est la vitesse moyenne de lcouleme

24、nt; X est la distance au point dinjection; D est le diamtre de la conduite; La fraction de la concentration maximale restant aprs le temps t2 donn par cette formule est 0,3 %. II est possible, si lon ne fait pas dinjection pralable, de contrler lapparition du palier de concentration et donc la dure

25、minimale dinjection en ralisant, pendant le mesurage proprement dit, des prlvements et des analyses des chantillons permettant de suivre la variation de concentration dans le temps avec le mme appareillage que celui du mesurage. Longueur de Distance la section dinjection FIGURE - Dtermination de la

26、dure dinjection 2 ISO 2975/11-1975 (F) 4 CHOIX DU TRONCON DE MESURAGE 0 4.1 Longueur de bon mlange La longueur de bon mlange est dfinie au paragraphe 6.1 de la partie 1, et elle peut tre calcule thoriquement suivant le paragraphe 6.2.1 de la partie 1. La figure 3 de cette partie indique la variation

27、 mesure de la distance relle de bon mlange en fonction de la prcision recherche dans le cas dune injection centrale et dans le cas de trois autres mthodes dinjection. Des mthodes de rduction de la longueur de bon mlange sont dcrites au paragraphe 6.3 de la partie 1. 4.2 Vrifications exprimentales II

28、 est rarement possible, dans les conduites, de vrifier exprimentalement en un grand nombre de sections, lhomognit du mlange et la dure de passage du traceur, rsultant dune injection instantane. Aussi en pratique, lexprimentation consiste a) dterminer par un essai pralable dans le troncon de mesurage

29、 choisi, la dure minimale de linjection (voir 3.2); b) vrifier, si possible, lors du mesurage proprement dit, que le mlange est homogne, en prenant des chantillons en au moins deux points de la section de mesurage. Dans le cas de mesures de haute prcision (par exemple 0,2 %) il est ncessaire de vrif

30、ier lhomognit du mlange avant le mesurage proprement dit, lorsquil existe un doute sur la qualit de ce mlange; c) observer chaque fois que cela est possible, en prlevant des chantillons dans une autre section situe plus laval, quil ny a pas de diffrences systmatiques entre les concentrations moyenne

31、s aux deux sections de mesurage. Cette mthode permet notamment de vrifier que le traceur inject nest absorb dans le troncon de mesurage ni par des produits en suspension dans le liquide, ni par les parois de la conduite.1) 4.3 Pertes et apports Les apports et pertes de liquide de mme nature que le l

32、iquide du troncon de mesurage naffectent pas les rsultats , certaines conditions dfinies au paragraphe 6.5.1 de la partie 1. 5 MODE OPRATOIRE 5.1 Prparation de la solution concentre II est essentiel que la solution injecte soit homogne. Cette homognit peut sobtenir par un brassage nergique au moyen

33、dun agitateur mcanique ou dune pompe en circuit ferm. II est recommand de prparer la solution dinjection dans un rservoir distinct du rservoir dalimentation avec une eau filtre par un procd appropri. Si, nanmoins, le brassage est effectu dans le rservoir dalimentation, celui-ci doit avoir une capaci

34、t suffisante pour quil ny ait pas ajouter de liquide ou de traceur pendant linjection. II est recommand de prlever la solution un certain niveau au-dessus du fond du rservoir et lon prendra toutes prcautions pour que des particules non dissoutes du traceur ne soient pas entranes avec la solution inj

35、ecte. Dans le cas dune injection de longue dure, il y aura lieu de prendre toutes prcautions ncessaires pour viter une variation dans le temps de la concentration de la solution (par vaporation sous leffet de la temprature ambiante, par exemple). 5.2 Injection de la solution concentre La solution co

36、ncentre doit tre injecte dans la conduite dbit constant et pendant un temps suffisant pour obtenir un palier de concentration de dure satisfaisante dans la section de mesurage (voir 3.2 et 4.2). De nombreux dispositifs peuvent tre utiliss pour raliser cette injection. Pour tous les dispositifs il do

37、it tre possible de contrler : - en permanence, ltanchit du circuit dinjection; - la stabilit du dbit dinjection pendant toute la dure dinjection. De ce point de vue, il y a lieu dliminer de la solution toutes les impurets en suspension quelle pourrait contenir et susceptibles dobstruer en partie ou

38、totalement les circuits dinjection. Lun des dispositifs utilisables est une pompe volumtrique entrane par un moteur vitesse constante. 5.3 Mesurage du dbit dinjection La prcision avec laquelle le dbit dinjection peut tre mesur dpend des appareils de mesurage employs. La prcision du dispositif utilis

39、 est faire intervenir dans lvaluation de lerreur globale de mesure du dbit. Des dispositifs diffrents de mesurage peuvent tre adopts, mais ils doivent satisfaire lune des conditions suivantes : a) faire appel un principe bas sur le mesurage de grandeurs fondamentales de masse, longueur, temps, entra

40、nt directement dans la dfinition de la grandeur dbit. b) tre talonns dans les conditions dutilisation en mesurant des grandeurs fondamentales entrant dans la dfinition du dbit (par exemple par capacit jauge, par pese, etc.); c) tre installs et utiliss conformment aux spcifications dune Norme Interna

41、tionale permettant de calculer la prcision obtenue. Dans le cas de mesures de haute prcision (par exemple 0,2 %) il est ncessaire de mesurer le dbit dinjection conformment aux points a) et b). 1) Voir paragraphe 5.1 de la partie 1. 3 ISO 2975/1 I-1975 (F) Ces diffrents dispositifs peuvent soit fourn

42、ir des valeurs instantanes du dbit dinjection, soit permettre le calcul dune ou plusieurs valeurs moyennes durant le temps dinjection. 5.3.1 Parmi les appareils satisfaisant la premire condition, on peut citer les pompes volumtriques ou les rservoirs talonns. Les premires seront, de prfrence, entran

43、es par un moteur lectrique synchrone et la constance du dbit inject vrifie par le mesurage de la frquence du rseau qui lalimente. Lutilisation de la baisse de niveau dans un rservoir comme lment de mesurage du dbit moyen ncessite ltalonnage de ce rservoir suivant les rgles admises pour ce type dopra

44、tion. Sil est effectu par mesurage des dimensions, il y a lieu de sassurer que le remplissage ne provoque aucune dformation et que les surfaces horizontales sont mesures sur un nombre de sections suffisant pour permettre de dterminer la relation entre la hauteur et le volume avec une erreur compatib

45、le avec la prcision recherche sur le dbit. Une autre mthode dtalonnage consiste dterminer la relation entre la hauteur et le volume, au moyen dun rcipient calibr dont le contenu est vers dans le rservoir principal et mesurer les hauteurs successivement atteintes. Le paragraphe 5.5 donne un exemple d

46、e calcul derreur. 5.3.2 Parmi les appareils satisfaisant la deuxime condition, on peut citer les dbitmtres hlice et les compteurs volumtriques utiliss dans des conditions particulires (par exemple, absence de longueurs droites et de tranquilliseur pour un dbitmtre hlice) qui exigent un contrle sur p

47、lace. Dans ce cas, pour le calcul du dbit dinjection, on prendra la moyenne de deux talonnages faits avant et aprs lessai qui ne devront pas diffrer dune valeur suprieure une valeur compatible avec la prcision recherche, par exemple 1 %. 5.3.3 Parmi les appareils satisfaisant la troisime condition, on retrouve les dbitmtres hlice et les compteurs volumtriques, qui peuvent tre utiliss sans talonnage, dans la mesure o leur installation et leur utilisation respectent les rgles admises. 5.4 chantillons Des