ГОСТ Р 8.994-2020. Национальный стандарт Российской Федерации. Государственная система обеспечения единства измерений. Резервуары стальные горизонтальные цилиндрические. Методика калибровки электронно-оптическим методом

Приложение Ж

(обязательное)

 

ВЫЧИСЛЕНИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ВМЕСТИМОСТИ РЕЗЕРВУАРА

ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ТАХЕОМЕТРА

 

Ж.1 Оценка неопределенности измерений вместимости резервуара при применении тахеометра

Ж.1.1 Конструктивные особенности горизонтальных стальных резервуаров

Резервуар как мера вместимости включает в себя следующее:

а) цилиндрическую часть, состоящую из поясов, соединенных между собой;

б) два днища: первое (переднее) и второе (заднее). Нумерацию поясов осуществляют с опущенного в результате наклона конца резервуара;

в) внутренние детали, влияющие на вместимость резервуара.

Как следует из рисунка А.23, внутренние диаметры поясов отличаются на толщину стенок поясов. Поэтому неопределенность измерений вместимости резервуара оценивают по двум группам поясов.

Ж.1.2 Вычисление вместимости поясов резервуара

Ж.1.2.1 При проведении калибровки резервуара методом внутренних измерений вместимость i-го пояса резервуара V_i, м³, вычисляют по формуле <1>

 

V_i = V_цi - V_ВДi <2>, (Ж.1)

 

где V_цi - вместимость цилиндрической части пояса, м³;

V_ВДi - объем внутренних деталей, находящихся в i-м поясе, м³.

--------------------------------

<1> Формулы, применяемые для оценки неопределенности определения вместимости, приведены в упрощенном виде в данном приложении.

<2> Если объем внутренней детали увеличивает вместимость пояса, то знак "-" перед величиной V_ВДi заменяют на знак "+".

 

Ж.1.2.2 Вместимость цилиндрической части i-го пояса резервуара V_цi, приведенную к стандартной температуре, равной 20 °C (15 °C), вычисляют по формуле

 

, (Ж.2)

 

где (здесь и далее);

R_i - внутренний радиус пояса, мм;

L_i - длина пояса, мм;

K_t - поправочный коэффициент, учитывающий влияние температуры стенки пояса на вместимость, 1/°C, вычисляемый по формулам:

а) при измерении радиуса и длины пояса с применением тахеометра и приведением значений вместимости к стандартной температуре 20 °C величину вычисляют по формуле (Д.115);

б) при измерении радиуса и длины пояса с применением тахеометра и приведением значений вместимости к стандартной температуре 15 °C величину вычисляют по формуле (Д.116).

В случае применения резервуара для хранения продукта с избыточным давлением, вместимость цилиндрической части i-го пояса резервуара V_цi, приведенную к стандартной температуре, равной 20 °C (15 °C), с учетом избыточного давления вычисляют по формуле

 

, (Ж.3)

 

где K_p - коэффициент, учитывающий влияние избыточного давления на вместимость резервуара.

Коэффициент K_p вычисляют по формуле

 

, (Ж.4)

 

где P - избыточное давление в резервуаре, Па;

R_i - внутренний радиус i-го пояса, мм;

E - модуль упругости материала стенки пояса, Па (для стали E = 2,1·10¹¹ Па);

- толщина стенки пояса, мм.

Примечание - В формуле (Ж.3) учтено влияние избыточного давления на радиус и длину пояса резервуара.

 

Ж.1.2.3 Внутренний радиус i-го пояса при измерениях, выполняемых по 10.3 j-го измерения R_ij, мм, вычисляют по формуле

 

, (Ж.5)

 

где x_ij, y_ij - координаты точки на внутренней поверхности стенки пояса в прямоугольной системе координат, мм;

a, b - координаты начала новой системы координат, начало которой совпадает с центром резервуара, мм;

- степень наклона резервуара, вычисляемая по формуле (Д.1).

В дальнейшем для удобства в формуле (Ж.5) индекс "i" опускают и параметры , из-за их несущественных влияний при решении данной задачи исключают из формулы.

Величины x_j, y_j вычисляют по формулам

 

; (Ж.6)

 

, (Ж.7)

 

где l_j - наклонное (линейное) расстояние до точки на внутренней поверхности стенки резервуара, мм;

- вертикальный угол, град.

Ж.1.2.4 Формула (Ж.3) с учетом формулы (Ж.5) имеет вид

 

. (Ж.8)

 

Подставляя значения по формулам (Ж.6), (Ж.7) получаем

 

. (Ж.9)

 

В соответствии с формулой (Ж.9) неопределенность измерения величины V_j зависит от неопределенности измерений входящих величин: l_j, , L_j....

Суммарную стандартную неопределенность измерений вместимости i-го пояса при j-м измерении U_Bj, %, вычисляют по формуле

 

, (Ж.10)

 

где , - частные производные вместимости V_j по аргументам l и ;

U^Tl, - стандартные неопределенности измерений тахеометром наклонных линейных расстояний, в миллиметрах, и вертикального угла, в град, соответственно;

U^t - стандартная неопределенность при измерении температуры стенки пояса, °C;

F - параметр, вычисляемый по формуле

 

.

 

Величины , вычисляют по формулам

 

. (Ж.11)

 

Ж.1.2.5 Стандартную неопределенность измерения вместимости i-го пояса резервуара U_Bi вычисляют по формуле

 

, (Ж.12)

 

где j - число измерений в i-м поясе.

Ж.1.2.6 Стандартную неопределенность измерений вместимости резервуара U_B вычисляют по формуле

 

, (Ж.13)

 

где n - число поясов резервуара.

Ж.1.2.7 Стандартную неопределенность вместимости резервуара U(H)_i при уровне наполнения H вычисляют по формуле

 

, (Ж.14)

 

где V(H) - вместимость резервуара на уровне наполнения H, вычисляемая по формулам (Д.72) или (Д.104), м³;

V - вместимость резервуара при максимальном уровне наполнения, м³.