ISO 2975-6:1977
(Main)Measurement of water flow in closed conduits — Tracer methods — Part 6: Transit time method using non-radioactive tracers
Measurement of water flow in closed conduits — Tracer methods — Part 6: Transit time method using non-radioactive tracers
Tracer methods apply to flow measurement in conduits into which a solution can be injected and those cases where effective mixing of this solution with the water flowing in the conduit can be achieved, this last condition being fundamental. Describes the transit time method using non-radioactive tracers for the measurement of water flow rate in closed conduits.
Mesure de débit de l'eau dans les conduites fermées — Méthodes par traceurs — Partie 6: Méthode du temps de transit utilisant des traceurs non radioactifs
Measurement of water flow in closed conduits - Tracer methods - Part VI: Transit time method using non-radioactive tracers
General Information
Standards Content (Sample)
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.Measurement of water flow in closed conduits - Tracer methods - Part VI: Transit time method using non-radioactive tracersMesure de débit de l'eau dans les conduites fermées -- Méthodes par traceurs -- Partie 6: Méthode du temps de transit utilisant des traceurs non radioactifsMeasurement of water flow in closed conduits -- Tracer methods -- Part 6: Transit time method using non-radioactive tracers17.120.10Pretok v zaprtih vodih
...
INTERNATIONAL STANDARD
2975/VI
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION l MEXKLIYHAP0jJHAJ-l OPI-AHM3ALIW-f I-IO CXAHAAPTZ13AUMM.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Measurement of water flow in closed conduits -
Tracer methods -
Part VI : Transit time method using non-radioactive tracers
Mesure de ddbit de Keau dans les conduites fermdes - Mkhodes par traceurs -
Partie VI : Methode du temps de transit utilisan t des traceurs non radioactifs
First edition - 1977-02-15
Ref. No. ISO 2975/VI-1977 (E)
UDC 532.574.87
Descriptors : flow measurement, water flow, pipe flow, tracer methods.
Price based on 13 pages
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation
of national Standards institutes (ISO member bodies). The work of developing
International Standards is Garried out through ISO technical committees. Every
member body interested in a subject for which a technical committee has been set
up has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated
to the member bodies for approval before their acceptance as International
Standards by the ISO Council.
International Standard ISO 2975/Vl was drawn up by Technical Committee
lSO/TC 30, Measurement of fluid flow in c!osed conduits, and was circulated to
the member bodies in January 1976.
lt has been approved by the member bodies of the following countries :
Australia Germany Romania
Belgium India Turkey
Chile
I taly United Kingdom
Finland Mexico Yugoslavia
France Netherlands
No member body expressed disapproval of the document.
0 International Organkation for Standardkation, 1977 l
Printed in Switzerland
INTERNATIONAL STANDARD
ISO 2975/Vl-1977 (E)
Measurement of water flow in closed conduits -
Tracer methods -
Part VI : Transit time method using non-radioactive tracers
where
0 INTRODUCTION
V is the volume of the conduit between the detector
This International Standard is the sixth of a series of
positions;
Standards covering tracer methods of water flow measure-
ment in closed conduits.
? is the transit time of the labelled fluid particles.
The complete series of Standards will be as follows :
In general, the theoretical condition for the validity of the
- Part l : General. formula is that the measuring section be “closed to
diffusion” : i.e. that the ratio of the local velocity to the
- Part II : Constant rate injection method using non-
longitudinal dispersion coefficient be equal at both ends of
radioactive tracers.
the measuring section.
- Part I I I : Constant rate injection method using radio-
In practice this condition is fulfilled when the conduit has
active tracers.
a constant Cross-section.
- Part IV : Integration (sudden injection) method
The value of ? is obtained by measuring the differente in
using non-radioactive tracers.
abscissae of characteristic Points (in theory : centre of
gravity, but in practice other characteristic Points may be
-
Part V : Integration (sudden injection) method using
found, see 5.6) of recorded distributions, corresponding to
radioactive tracers.
concentration/time distributions or their integrals, obtained
- Part VI : Transit time method using non-radioactive
at each detection Cross-section. The Signal from the detec-
tracers.
tors shall be proportional to the tracer concentration. The
value of the proportionality coefficient and hence the
- Part VII : Transit time method using radioactive
absolute concentration value need not, however, be known
tracers.
exactly.
1 SCOPE AND FIELD OF APPLICATION
3 REQUIRED CONDITIONS
This International Standard specifies the transit time
3.1 Tracer
method using non-radioactive tracers for the measurement
of water flow rate in closed conduits.
The tracer shall meet the general requirements defined in
clause 5 of part 1.
2 PRINCIPLE
Sodium chloride is commonly used as the tracer, mainly
because of the linear relationship between the conductivity
Flow-rate measurement by the transit time method
of its solutions and concentration over a wide range of
(formerly called “Allen velocity method”) is based on
concentrations, and the ease with which it tan be measured
measuring the transit time of “labelled” fluid particles
with an appropriate electrode System.
between two Cross-sections of the conduit a known distance
apart. Labelling of the fluid particles is achieved by
3.2 Mixing of tracer
injecting a tracer into the flow upstream of the two
measurement Cross-sections (i.e. detector positions) and the
The tracer must be sufficiently mixed with the flow at the
transit time is determined from the differente of the mean
first detector Position for the recorded concentration/time
arrival times of the tracer at each of the detector positions.
distributions at both detectors to be adequately represen-
tative of the mean flow in the conduit (see 4.1). The
Under certain conditions (see clause 3), the row rate qv is
selection of the positions for the injection and the detectors
given by
is controlled by the fluid velocity, tracer dispersion, and the
V
conduit layout. The conditions for this selection are dealt
=-
Rf
with in clause 4.
t
ISO 2975/Vl-1977 (E)
3.3 Test procedure
This application of the method has the advantage that only
short lengths of conduit are required but has the disadvan-
tage of necessitating the installation of injection Points and
The procedure for the preparation and injection of the
electrode Systems wirhin the conduit.
concentrated Solution, which in practice should be injected
as rapidly as possible to minimize the duration of the
The length of conduit between the injection Position and
concentration/time function, is covered in 5.2 and 5.3. The
the first detector should preferably contain no pipe fittings
internal volume of the measuring section must be deter-
or sections Iikely to increase significantly the longitudinal
mined with sufficient accuracy (see 5.7). Other require-
dispersion of tracer at the detector positions.
ments relating to the tests and the calculation of the
transit time from the data are given in clause 5.
Examples of such fi ttings and sections are valves, flow
regulators and flow distribution h eaders.
4.2 Length sf conduit between detector positions
4 CHOICE OF MEASURING LENGTH
The length of conduit necessary between the detector
transi t time
In the method, the measuring length consists
positions depends on the linear velocity of the fluid, the
Parts :
of two
spatial dispersion of the tracer at the detector positions
- and the required accuracy of the measurement sf transit
the length of condui t between the i njecti on Point
time.
and the Position of the fir ‘st detector
^I The length of straight conduit (L) between detector
the length of conduit between detectors.
positions, the various ratios (p) of the transit time to the
mean time for the tracer “pulse” to pass each detector
4.1 Length of conduit between injection and first detector
Position (i.e. corresponding to the passage of 99,7 % of the
When the concentration of tracer C2 at only a Single Point tracer) and the various lengths sf conduit (N) between the
in each measurement Cross-section is measured, the length
injection and first detector positions, are related to each
of conduit between the injection Point and first detector
other by the following formula :
shall be equal to or greater than the mixing distance.
L = 4,25 p (p + @,
The mixing distance is defined as the shortest distance at
where L and N are expressed in numbers of conduit diam-
which the maximum Variation of Jo C2 dt over the cross-
eters.
section is less than some predetermined value (for
example 0,5 %) - see clause 6 of part 1. This distance tan
This relationship is shown graphically in figure 1.
be calculated theoretically according to 6.2.1 of part 1.
Figure 3 of the latter Shows the measured Variation of If the concentration/time distributions are recorded on a
mixing distance with respect to variations in Jö C2 dt Single-channel recorder, it is necessary for the length of
across the Cross-section, for various injection arrangements. conduit between detectors to be greater than the mean
Methods of reducing the mixing distance are described spatial dispersion of the tracer at the detector positions so
in 6.3 of part 1. that the recorded distributions do not overlap (p > 1).
There are, however, insufficient experimental results If a multi-channel recorder is used, this distance tan be
available to relate variations in Jr C2 dt at the first detector reduced, but it is necessary that for accurate measurement
of transit time the length of conduit between detectors is
Position to the Overall accuracy of transit time as deter-
not less than a half of the mean spatial dispersion of the
mined from concentration measurements at Single Points in
tracer. For guidance, it is recommended to use in practice
the measurement Cross-sections.
p > 0,5.
If the measurement of concentration at each detector
Care must be taken that there is no interaction between
Position represents the mean concentration in the cross-
the detector Points in the conduit during the passage of the
section (for example by simultaneous measurements at
many Points or by a detector sensitive to tracer across the tracer. For example, if sodium chloride is used as a tracer
and the Change in conductivity of the water is the detected
Cross-section), the degree of mixing required at the first
Parameter, then the “pulse” must not be so long that its
detector Position is not as great as that corresponding to
presence is sensed simultaneously at both detector elec-
the mixing distance. In these circumstances the necessary
trodes. This is achieved by having p > 1 in the case of a
distance between the injection Position and the first
common measuring circuit.
detector Position may be considerably less than the mixing
d istance.
4.3 Measuring section
For example, in the application of the transit time method
for the on-site testing of hydraulic machines, the use of a For the highest accuracy of flow measurement, the length
multipoint injection of sodium chloride and a suitable of conduit between detector positions shall consist of a
arrangement of electrode detectors tan enable flow-rate
straight pipe of uniform Cross-section and shall contain no
to be measured accurately with a distance between pipe fittings or sections where dead water zones are Iikely
injection and first detector equivalent to only seven conduit
to affect the concentration/time distribution measured at
diameters (see annex A). the second detector.
ISO 2975/Vi-1977 (E)
Examples of such fittings and sections are valves, flow
regulators, abrupt changes of Cross-sectional area, closed-
ended branch pipes or sharp bends.
The Overall accuracy of the flow rate measurement is
dependent on the accuracy with which the internal volume
of the measuring section is determined.
4.4 Losses and additions
Additions of fluid upstream sf the first detector Position,
of the same nature as the fluid in the conduit, do not
affect the result provided that this fluid is mixed with the
where A is the amount, by mass, of injected tracer.
main flow at the first detector position.
lt is of in terest to note that the maximum conce ntr ,ation
does not d epend on the flow rate i n the conduit.
Losses of fluid from the conduit upstream of the first
detector Position do not affect the result but, if the tracer
When a turbulente-generating device is positioned in the
is not completely mixed at the Point of loss, the amplitude
measuring length between the injection Position and the
of the concentration/time distribution at the detector
first detector, the maximum concentration may be greater
positions may be affected and its value changed by a
than that derived from the above equation.
constant factor.
This expression may also be used to estimate the amount
Losses or additions of fluid in the length of conduit of tracer to be injected for each flow measurement from a
between the detector positions would Cause serious errors knowledge of the sensitivity of the measurement detectors.
in the measurement of flow-rate. Consequently, it is The amount of injected tracer shall be such that the tracer
essential that the conduit between the two detector pos-
concentration at the detector positions is within the linear
itions contain no branch connections and be free from
range of the detector.
leaks.
5.3 lnjection of concentrated solution
In Order to minimize dispersion of the measured concen-
5 PROCEDURE
tration/time distributions, the tracer shall be injected as
rapidly as possible with no “tailing” of the injected Solution
from the injection tubes within the conduit. This tan be
5.1 Location of injection Points
achieved by any of the following means :
The number and Position of injection Points located at the
a) by means of injection valves at the extremity of
injection Cross-section depend mainly on the length of
each injection Point (for example spring-loaded pop-
conduit between the injection Position and the first
valves); these valves shall open simultaneously, close
detector Position and the method of measuring the tracer
rapidly and be leak-free;
concentration at the detector positions (i.e. “averaging”
method or Single-Point Sample - see 4.1,4th Paragraph).
injected Solution is fl
b) by ensuring that the
into th OW of tracer-free water
conduit by a fl
When the available length of conduit between the injection
breaking, with the aid of a suitable device, an
c) by
Point and the first detector is less than the mixing distance,
ampou Ie containi ng tracer i ntroduced into the condui t.
it is recommended to proceed as mentioned in 6.3 of part 1.
The tracer may be injected into the conduit by means of
a suitable procedure is to use a central
In particular,
air or liquid pressure according to methods consistent
injection against the flow or any other symmetrical arrange-
with one of the above requirements.
ment within the conduit. Alternatively, the injection may
be made upstream of a pump or a turbulente-generating lt should be noted that at very high concentrations of
tracer, the density of the injected Solution may be
device. If several injection Points are used, the System shall
significantly different from the density of fluid in the
be so designed as to allow simultaneous injection at all
conduit. This will then
...
29751v
NORME INTERNATIONALE
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION .MEXAYHAPOAHAH OPI-AHM3ALWII II0 CTAH~APTI13AWWI.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Mesure de débit de l’eau dans les conduites fermées -
Méthodes par traceurs -
Partie VI : Méthode du temps de transit utilisant des traceurs
non radioactifs
Measurement of water flow in closed conduits - Tracer methods
Part VI : Transit time method using non-radioactive tracers
Première édition - 1977-02-l 5
Réf. no : ISO 2975/VI-1977 (F)
CDU 532.574.87
mesurage de débit, écoulement d’eau, écoulement en conduite fermée, méthode par traceurs.
Descripteurs :
Prix basé sur 13 pages
AVANT-PROPOS
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisatron (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont
soumis aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes internationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 2975/Vl a été établie par le comité technique
ISO/TC 30, Mesure de débit des fluides dans les conduites fermées, et a été soumise
aux comités membres en janvier 1976.
Elle a été approuvée par les comités membres des pays suivants :
Allemagne France Roumanie
Australie Inde Royaume-Uni
Belgique Italie Turquie
Chili Mexique Yougoslavie
Finlande Pays-Bas
Aucun comité membre n’a désapprouvé le document.
0 Organisation internationale de normalisation, 1977 l
I mprimé en Suisse
NORME INTERNATIONALE 60 2975/Vl-1977 (F)
Mesure de débit de l’eau dans les conduites fermées -
Méthodes par traceurs -
Partie VI : Méthode du temps de transit utilisant des traceurs
non radioactifs
0 INTRODUCTION où
La présente Norme internationale est la sixième d’une série
V est le volume de la conduite entre les deux sections
de normes traitant de la mesure de débit de l’eau dans les de détection;
conduites fermées utilisant les méthodes par traceurs.
? est le temps de transit des particules marquées.
La série complète des normes sera la suivante :
D’une manière générale, la condition théorique de validité
-
Partie I : Généralités.
de la formule est que le tronçon de mesure soit fermé à la
diffusion, c’est-à-dire que le rapport entre la vitesse locale
-
Partie II : Méthode d’injection à début constant uti-
et le coefficient de dispersion longitudinale soit le même
lisant des traceurs non radioactifs.
aux deux extrémités du troncon de mesurage.
-
Partie Ill : Méthode d’injection à débit constant uti-
En pratique, cette condition est satisfaite dans le cas d’une
lisant des traceurs radioactifs.
conduite à section constante.
-
Partie IV : Méthode d’intégration (injection instanta-
On obtient la valeur de T en mesurant la différence des
née), utilisant des traceurs non radioactifs.
abscisses des points caractéristiques (en théorie, le centre
de gravité, mais en pratique, on peut trouver d’autres
-
Partie V : Méthode d’intégration (injection instanta-
points caractéristiques, voir 5.6) sur des courbes enregis-
née), utilisant des traceurs radioactifs.
trées de répartition correspondant aux courbes concen-
-
Partie VI : Méthode du temps de transit utilisant des
trationkemps ou leurs intégrales, obtenues en chaque
traceurs non radioactifs.
section de détection. Le signal issu des détecteurs doit être
proportionnel à la concentration du traceur; il n’est toute-
-
Partie VII : Méthode du temps de transit utilisant des
fois pas nécessaire de connaître la valeur exacte du coeffi-
traceurs radioactifs.
cient de proportionnalité et, par conséquent, la valeur
absolue de la concentration.
1 OBJET ET DOMAINE D’APPLICATION
3 CONDITIONS REQUISES
La présente Norme internationale spécifie la méthode du
temps de transit utilisant des traceurs non radioactifs, pour
3.1 Traceur
la mesure de débit de l’eau dans les conduites fermées.
Le traceur doit remplir les conditions générales définies au
chapitre 5 de la partie 1.
2 PRINCIPE
On utilise habituellement comme traceur du chlorure de
La mesure du débit par la méthode du temps de transit
sodium principalement du fait de la relation linéaire entre la
(précédemment appelée ((méthode d’AIlen») est fondée sur
conductivité de ses solutions et sa concentration sur une
la mesure du temps de transit de particules ((marquées))
large gamme, et, d’autre part, de la facilité avec laquelle on
entre deux sections droites de la conduite éloignées d’une
peut le mesurer avec un système d’électrodes approprié.
distance connue. Le marquage des particules est réalisé par
injection d’un traceur dans l’écoulement, en amont des
deux sections de mesure (c’est-à-dire les positions des 3.2 Mélange du traceur
détecteurs) et on détermine le temps de transit en faisant
Le traceur doit être suffisamment mélangé à l’écoulement
la différence des temps moyens d’arrivée du traceur au
au niveau du 1 er détecteur pour que les distributions
niveau de chacune des positions de détection.
concentrationkemps enregistrées au niveau des deux détec-
Dans certaines conditions (voir chapitre 3), le débit qv est teurs représentent bien l’écoulement moyen du fluide dans
donné par la conduite (voir 4.1). Le choix des positions de l’injection
et des détecteurs dépend de la vitesse du fluide, de la dis-
V
persio? du traceur et de la configuration de la conduite. Les
4” =Y
t conditions de ce choix sont traitées au chapitre 4.
ISO 2975/Vl-1977 (F)
3.3 Mode opératoire d’un montage convenable de détecteurs à électrodes permet
de mesurer avec précision des débits lorsque l’écartement
Le mode opératoire pour la préparation et l’injection de la
entre le point dYnjection et le premier détecteur n’est équi-
solution concentrée (solution qui, en pratique, doit être
valent qu’à sept diamètres de conduite (voir annexe A).
injectée aussi rapidement que possible pour minimiser la
durée de la fonction concentrationkemps) est traité en 5.2 Cette application de la méthode a l’avantage de n’exiger que
et 5.3. Le volume intérieur de la section de mesure doit être de faibles longueurs de conduite, mais a l’inconvénient de
déterminé avec une précision suffisante (voir 5.7). D’autres requérir une installation des points d’injection et des élec-
conditions relatives aux essais et au calcul du temps de trodes à l’intérieur de la conduite.
transit à partir des données disponibles sont précisées au
II est préférable que la longueur de conduite comprise entre
chapitre 5.
le point d’injection et le premier détecteur ne contienne
aucun accessoire de tuyauterie ni aucune section suscepti-
bles d’augmenter de facon notable la dispersion longitudi-
4 CHOIX DU TRONÇON DE MESURE
nale du traceur aux points de détection.
Dans la méthode du temps de transit, le tronçon de mesure
Par accessoires de tuyauterie et sections, on entend par
compor te deux parties :
exemple des robinets, des régulateurs de débit, des collec-
- teu rs, etc.
la longueur de condui te comprise entre le point
d’ injection et la posi tion du premier détecteur;
-
la longueur de conduite comprise entre les deux
Longueur de conduite entre les détecteurs
4.2
dé tecteurs.
La longueur de conduite nécessaire entre les sections de
détection dépend de la vitesse linéaire du fluide, de la
4.1 Longueur de conduite entre le point d’injection et le
répartition dans l’espace du traceur au niveau des détecteurs
premier détecteur
et de la précision requise sur la mesure du temps de transit.
Lorsqu’on mesure la concentration en traceur C2 en un seul
La longueur droite de conduite (L) entre les détecteurs, les
point dans chaque section droite de mesure, la longueur de
différents rapports (p) du temps de transit au temps moyen
conduite comprise entre le point d’injection et le premier
de passage du nuage de traceur à chaque point de détection
détecteur doit être égale ou supérieure à la longueur de bon
(c’est-à-dire le temps correspondant au passage de 99,7 %
mélange.
du traceur) et les différentes valeurs de la longueur de
La longueur de bon mélange se définit comme la distance la
conduite (N) entre le point d’injection et le premier détec-
plus courte à partir de laquelle la variation maximale de
teur sont liés entre eux par l’expression suivante :
SI C2 dt dans la section est inférieure à une valeur détermi-
L=4,25p(p+@) .
née à l’avance (par exemple 0,5 %) - voir chapitre 6 de la
partie 1. Cette distance peut se calculer théoriquement sui-
où L et N sont exprimés en nombre de diamètres de
vant les indications de 6.2.1 de la partie 1, la figure 3 de
conduite.
celle-ci représentant la variation mesurée de la longueur de
Cette relation est représentée graphiquement à la figure 1.
bon mélange en fonction des variations de JO-C, dt dans la
section pour diverses conditions d’injection. Des moyens
Si l’on enregistre sur un appareil monovoie les courbes
pour réduire la longueur de bon mélange sont donnés
concentrationkemps, il est nécessaire que la longueur de
en 6.3 de la partie 1.
conduite comprise entre les deux détecteurs soit supérieure
II n’existe cependant pas suffisamment de résultats expé- à la dispersion spatiale moyenne du traceur au niveau des
rimentaux disponibles pour relier les variations de J:C, dt positions de détection, de manière à ne pas avoir de recou-
au niveau du premier détecteur à la précision globale du vrement des courbes enregistrées (p > 1).
temps de transit déterminée par des mesures de concentra-
Si l’on utilise un enregistreur multivoies, cette longueur
tion en des points isolés des sections de mesure.
peut être réduite, mais, pour mesurer avec précision le temps
Si la mesure de la concentration au niveau de chaque détec- de transit, il est nécessaire que la longueur de conduite
teur représente la concentration moyenne dans la section comprise entre les deux détecteurs ne soit pas inférieure à
(par exemple mesures simultanées en plusieurs points ou la moitié de la dispersion moyenne spatiale du traceur. A
par un détecteur sensible du traceur sur toute la section), titre indicatif, il est recommandé d’utiliser en pratique
le degré de bon mélange requis au niveau du premier p > 0,5.
détecteur n’est pas aussi strict que celui qui correspond
On doit veiller à ce qu’il n’existe aucune interaction entre
exactement à la longueur du bon mélange. Dans ce cas,
les points de détection dans la conduite pendant le passage
l’écartement nécessaire entre le point d’injection et le
du traceur. Par exemple, si l’on utilise du chlorure de
premier détecteur peut être considérablement moindre
sodium comme traceur et si la conductivité de l’eau est le
que la longueur de bon mélange.
paramètre détecté, «l’impulsion» doit être telle que sa
Pour appliquer, par exemple, la méthode du temps de transit présence ne soit pas détectée simultanément aux électrodes
à des essais in situ de machines hydrauliques, l’emploi d’une des deux détecteurs. Cette condition est satisfaite en
injection en des points multiples de chlorure de sodium et ayant p > 1 dans le cas d’un circuit de mesure courant.
ISO 2975/Vl-1977 (F)
5.2 Préparation de la solution injectée
4.3 Tronçon de mesure
La concentration du traceur dans la solution injectée doit
Pour obtenir une précision maximale sur la mesure du
être uniforme. L’homogénéité peut être réalisée à l’aide
débit, le tronçon de conduite entre les deux détecteurs
d’un agitateur mécanique ou d’une pompe en circuit fermé.
doit consister en une conduite rectiligne, de section uni-
forme, et ne comporter aucun accessoire de tuyauterie ni
La concentration requise dépend du volume de fluide à
sections dans lesquels des zones d’eau morte sont suscep-
injecter pour chaque mesure du débit-volume, du degré de
tibles d’affecter la courbe concentrationkemps enregistrée
dispersion longitudinale du traceur au niveau des détecteurs
au niveau du deuxième détecteur. Par accessoires de tuyau-
et de la sensibilité de ces derniers. Une évaluation de la
terie et sections, on entend des robinets, des régulateurs de
concentration maximale C, du traceur observée dans une
débit, des variations brusques de la section, des dérivations
conduite rectiligne de diamètre 0, à N diamètres de
à extrémités fermées ou des coudes accentués.
conduite en aval du point d’injection rapide, lorsqu’il n’y a
pas d’obstacle dans la conduite et que l’injection est symé-
La précision globale de la mesure du débit dépend de la
trique, peut être faite à l’aide de l’expression suivante :
précision- avec laquelle le volume interne du troncon de
mesure a été déterminé.
3A
P hJ
bm ‘-
4 03 N’/*
4.4 Pertes et apports où A est la quantité, en masse, de traceur injecté.
II est intéressant de noter que cette conce
Les apports de fluide de même nature que le fluide de la ntration maximale
conduite en amont du premier détecteur n’affectent pas les ne dépend pas du débit dans la conduite.
résultats dans la mesure où le fluide se trouve mélangé à
Lorsqu’un dispositif, augmentant artificiellement la turbu-
l’écoulement principal lorsqu’il atteint le premier détecteur.
lence, est intercalé entre le point d’injection et la première
Les pertes de fluide en amont du premier détecteur n’affec- section de mesure, la valeur de la concentration maximale
tent pas le résultat, mais, si le traceur n’est pas complète- peut être supérieure à celle indiquée par la formule ci-
ment mélangé au point où la perte se produit, l’amplitude dessus.
de la courbe concentrationkemps peut en être affectée au
Cette expression peut aussi servir à évaluer la quantité de
niveau des détecteurs, et sa valeur peut être modifiée d’un
traceur à injecter pour chaque mesure de débit à partir de la
facteur constant.
valeur connue de la sensibilité des détecteurs de mesure. La
quantité de traceur injectée devra être telle que sa concen-
Les pertes ou apports de fluide dans la longueur de conduite
tration au point de détection soit dans la gamme de linéa-
comprise entre les détecteurs provoquent des erreurs consi-
dérables dans la mesure du débit. II est par conséquent rité du détecteur.
primordial que la conduite ne comporte aucune tubulure
5.3 Injection de la solution concentrée
de dérivation entre les deux détecteurs, et qu’on n’observe
aucune fuite.
Pour réduire au minimum la di
...
29751v
NORME INTERNATIONALE
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION .MEXAYHAPOAHAH OPI-AHM3ALWII II0 CTAH~APTI13AWWI.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Mesure de débit de l’eau dans les conduites fermées -
Méthodes par traceurs -
Partie VI : Méthode du temps de transit utilisant des traceurs
non radioactifs
Measurement of water flow in closed conduits - Tracer methods
Part VI : Transit time method using non-radioactive tracers
Première édition - 1977-02-l 5
iî
Y
E
Réf. no : ISO 2975/VI-1977 (F)
CDU 532.574.87
m
F
mesurage de débit, écoulement d’eau, écoulement en conduite fermée, méthode par traceurs.
Descripteurs :
Prix basé sur 13 pages
AVANT-PROPOS
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisatron (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont
soumis aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes internationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 2975/Vl a été établie par le comité technique
ISO/TC 30, Mesure de débit des fluides dans les conduites fermées, et a été soumise
aux comités membres en janvier 1976.
Elle a été approuvée par les comités membres des pays suivants :
Allemagne France
Roumanie
Australie Inde
Royaume-Uni
Belgique Italie Turquie
Chili Mexique
Yougoslavie
Finlande Pays-Bas
Aucun comité membre n’a désapprouvé le document.
0 Organisation internationale de normalisation, 1977 l
Imprimé en Suisse
NORME INTERNATIONALE 60 2975/Vl-1977 (F)
Mesure de débit de l’eau dans les conduites fermées -
Méthodes par traceurs -
Partie VI : Méthode du temps de transit utilisant des traceurs
non radioactifs
0 INTRODUCTION où
La présente Norme internationale est la sixième d’une série
V est le volume de la conduite entre les deux sections
de normes traitant de la mesure de débit de l’eau dans les
de détection;
conduites fermées utilisant les méthodes par traceurs.
? est le temps de transit des particules marquées.
La série complète des normes sera la suivante :
D’une manière générale, la condition théorique de validité
-
Partie I : Généralités.
de la formule est que le tronçon de mesure soit fermé à la
diffusion, c’est-à-dire que le rapport entre la vitesse locale
-
Partie II : Méthode d’injection à début constant uti-
et le coefficient de dispersion longitudinale soit le même
lisant des traceurs non radioactifs.
aux deux extrémités du troncon de mesurage.
-
Partie Ill : Méthode d’injection à débit constant uti-
En pratique, cette condition est satisfaite dans le cas d’une
lisant des traceurs radioactifs.
conduite à section constante.
-
Partie IV : Méthode d’intégration (injection instanta-
On obtient la valeur de T en mesurant la différence des
née), utilisant des traceurs non radioactifs.
abscisses des points caractéristiques (en théorie, le centre
de gravité, mais en pratique, on peut trouver d’autres
-
Partie V : Méthode d’intégration (injection instanta-
points caractéristiques, voir 5.6) sur des courbes enregis-
née), utilisant des traceurs radioactifs.
trées de répartition correspondant aux courbes concen-
-
Partie VI : Méthode du temps de transit utilisant des
trationkemps ou leurs intégrales, obtenues en chaque
traceurs non radioactifs.
section de détection. Le signal issu des détecteurs doit être
proportionnel à la concentration du traceur; il n’est toute-
-
Partie VII : Méthode du temps de transit utilisant des
fois pas nécessaire de connaître la valeur exacte du coeffi-
traceurs radioactifs.
cient de proportionnalité et, par conséquent, la valeur
absolue de la concentration.
1 OBJET ET DOMAINE D’APPLICATION
3 CONDITIONS REQUISES
La présente Norme internationale spécifie la méthode du
temps de transit utilisant des traceurs non radioactifs, pour
3.1 Traceur
la mesure de débit de l’eau dans les conduites fermées.
Le traceur doit remplir les conditions générales définies au
chapitre 5 de la partie 1.
2 PRINCIPE
On utilise habituellement comme traceur du chlorure de
La mesure du débit par la méthode du temps de transit
sodium principalement du fait de la relation linéaire entre la
(précédemment appelée ((méthode d’AIlen») est fondée sur
conductivité de ses solutions et sa concentration sur une
la mesure du temps de transit de particules «marquées))
large gamme, et, d’autre part, de la facilité avec laquelle on
entre deux sections droites de la conduite éloignées d’une
peut le mesurer avec un système d’électrodes approprié.
distance connue. Le marquage des particules est réalisé par
injection d’un traceur dans l’écoulement, en amont des
deux sections de mesure (c’est-à-dire les positions des 3.2 Mélange du traceur
détecteurs) et on détermine le temps de transit en faisant
Le traceur doit être suffisamment mélangé à l’écoulement
la différence des temps moyens d’arrivée du traceur au
au niveau du 1 er détecteur pour que les distributions
niveau de chacune des positions de détection.
concentrationkemps enregistrées au niveau des deux détec-
Dans certaines conditions (voir chapitre 3), le débit qv est teurs représentent bien l’écoulement moyen du fluide dans
donné par la conduite (voir 4.1). Le choix des positions de l’injection
et des détecteurs dépend de la vitesse du fluide, de la dis-
V
persio? du traceur et de la configuration de la conduite. Les
4” =Y
t conditions de ce choix sont traitées au chapitre 4.
ISO 2975/Vl-1977 (F)
3.3 Mode opératoire d’un montage convenable de détecteurs à électrodes permet
de mesurer avec précision des débits lorsque l’écartement
Le mode opératoire pour la préparation et l’injection de la
entre le point dYnjection et le premier détecteur n’est équi-
solution concentrée (solution qui, en pratique, doit être
valent qu’à sept diamètres de conduite (voir annexe A).
injectée aussi rapidement que possible pour minimiser la
durée de la fonction concentration/temps) est traité en 5.2 Cette application de la méthode a l’avantage de n’exiger que
et 5.3. Le volume intérieur de la section de mesure doit être de faibles longueurs de conduite, mais a l’inconvénient de
déterminé avec une précision suffisante (voir 5.7). D’autres requérir une installation des points d’injection et des élec-
conditions relatives aux essais et au calcul du temps de trodes à l’intérieur de la conduite.
transit à partir des données disponibles sont précisées au
II est préférable que la longueur de conduite comprise entre
chapitre 5.
le point d’injection et le premier détecteur ne contienne
aucun accessoire de tuyauterie ni aucune section suscepti-
bles d’augmenter de façon notable la dispersion longitudi-
4 CHOIX DU TRONÇON DE MESURE
nale du traceur aux points de détection.
Dans la méthode du temps de transit, le tronçon de mesure
Par accessoires de tuyauterie et sections, on entend par
comporte deux parties :
exemple des robinets, des régulateurs de débit, des collec-
teu rs, etc.
- la longueur de conduite comprise entre le point
d’injection et la position du premier détecteur;
- la longueur de conduite comprise entre les deux
4.2 Longueur de conduite entre les détecteurs
détecteurs.
La longueur de conduite nécessaire entre les sections de
détection dépend de la vitesse linéaire du fluide, de la
4.1 Longueur de conduite entre le point d’injection et le
répartition dans l’espace du traceur au niveau des détecteurs
premier détecteur
et de la précision requise sur la mesure du temps de transit.
Lorsqu’on mesure la concentration en traceur C2 en un seul
La longueur droite de conduite (L) entre les détecteurs, les
point dans chaque section droite de mesure, la longueur de
différents rapports (p) du temps de transit au temps moyen
conduite comprise entre le point d’injection et le premier
de passage du nuage de traceur à chaque point de détection
détecteur doit être égale ou supérieure à la longueur de bon
(c’est-à-dire le temps correspondant au passage de 99,7 %
mélange.
du traceur) et les différentes valeurs de la longueur de
La longueur de bon mélange se définit comme la distance la
conduite (N) entre le point d’injection et le premier détec-
plus courte à partir de laquelle la variation maximale de
teur sont liés entre eux par l’expression suivante :
sr C2 dt dans la section est inférieure à une valeur détermi-
L=4,25p(p+@) .
née à l’avance (par exemple 0,5 %) - voir chapitre 6 de la
partie 1. Cette distance peut se calculer théoriquement sui-
où L et N sont exprimés en nombre de diamètres de
vant les indications de 6.2.1 de la partie 1, la figure 3 de
conduite.
celle-ci représentant la variation mesurée de la longueur de
Cette relation est représentée graphiquement à la figure 1.
bon mélange en fonction des variations de JO-Cz dt dans la
section pour diverses conditions d’injection. Des moyens
Si l’on enregistre sur un appareil monovoie les courbes
pour réduire la longueur de bon mélange sont donnés
concentration/temps, il est nécessaire que la longueur de
en 6.3 de la partie 1.
conduite comprise entre les deux détecteurs soit supérieure
à la dispersion spatiale moyenne du traceur au niveau des
II n’existe cependant pas suffisamment de résultats expé-
positions de détection, de manière à ne pas avoir de recou-
rimentaux disponibles pour relier les variations de J:C, dt
vrement des courbes enregistrées (p > 1).
au niveau du premier détecteur à la précision globale du
temps de transit déterminée par des mesures de concentra-
Si l’on utilise un enregistreur multivoies, cette longueur
tion en des points isolés des sections de mesure.
peut être réduite, mais, pour mesurer avec précision le temps
de transit, il est nécessaire que la longueur de conduite
Si la mesure de la concentration au niveau de chaque détec-
teur représente la concentration moyenne dans la section comprise entre les deux détecteurs ne soit pas inférieure à
la moitié de la dispersion moyenne spatiale du traceur. À
(par exemple mesures simultanées en plusieurs points ou
titre indicatif, il est recommandé d’utiliser en pratique
par un détecteur sensible du traceur sur toute la section),
le degré de bon mélange requis au niveau du premier p > 0,5.
détecteur n’est pas aussi strict que celui qui correspond
On doit veiller à ce qu’il n’existe aucune interaction entre
exactement à la longueur du bon mélange. Dans ce cas,
les points de détection dans la conduite pendant le passage
l’écartement nécessaire entre le point d’injection et le
du traceur. Par exemple, si l’on utilise du chlorure de
premier détecteur peut être considérablement moindre
sodium comme traceur et si la conductivité de l’eau est le
que la longueur de bon mélange.
paramètre détecté, «l’impulsion)) doit être telle que sa
Pour appliquer, par exemple, la méthode du temps de transit présence ne soit pas détectée simultanément aux électrodes
à des essais in situ de machines hydrauliques, l’emploi d’une des deux détecteurs. Cette condition est satisfaite en
injection en des points multiples de chlorure de sodium et ayant p > 1 dans le cas d’un circuit de mesure courant.
ISO 2975/Vl-1977 (F)
5.2 Préparation de la solution injectée
4.3 Tronçon de mesure
La concentration du traceur dans la solution injectée doit
Pour obtenir une précision maximale sur la mesure du
être uniforme. L’homogénéité peut être réalisée à l’aide
débit, le tronçon de conduite entre les deux détecteurs
d’un agitateur mécanique ou d’une pompe en circuit fermé.
doit consister en une conduite rectiligne, de section uni-
forme, et ne comporter aucun accessoire de tuyauterie ni
La concentration requise dépend du volume de fluide à
sections dans lesquels des zones d’eau morte sont suscep-
injecter pour chaque mesure du débit-volume, du degré de
tibles d’affecter la courbe concentrationkemps enregistrée
dispersion longitudinale du traceur au niveau des détecteurs
au niveau du deuxième détecteur. Par accessoires de tuyau-
et de la sensibilité de ces derniers. Une évaluation de la
terie et sections, on entend des robinets, des régulateurs de
concentration maximale C, du traceur observée dans une
débit, des variations brusques de la section, des dérivations
conduite rectiligne de diamètre 0, à N diamètres de
à extrémités fermées ou des coudes accentués.
conduite en aval du point d’injection rapide, lorsqu’il n’y a
pas d’obstacle dans la conduite et que l’injection est symé-
La précision globale de la mesure du débit dépend de la
trique, peut être faite à l’aide de l’expression suivante :
précision- avec laquelle le volume interne du troncon de
mesure a été déterminé.
3A
c, =
4 03 N’/*
4.4 Pertes et apports où A est la quantité, en masse, de traceur injecté.
II est intéressant de noter que cette concentration maximale
Les apports de fluide de même nature que le fluide de la
conduite en amont du premier détecteur n’affectent pas les ne dépend pas du débit dans la conduite.
résultats dans la mesure où le fluide se trouve mélangé à
Lorsqu’un dispositif, augmentant artificiellement la turbu-
l’écoulement principal lorsqu’il atteint le premier détecteur.
lence, est intercalé entre le point d’injection et la première
Les pertes de fluide en amont du premier détecteur n’affec- section de mesure, la valeur de la concentration maximale
tent pas le résultat, mais, si le traceur n’est pas complète- peut être supérieure à celle indiquée par la formule ci-
ment mélangé au point où la perte se produit, l’amplitude dessus.
de la courbe concentrationkemps peut en être affectée au
Cette expression peut aussi servir à évaluer la quantité de
niveau des détecteurs, et sa valeur peut être modifiée d’un
traceur à injecter pour chaque mesure de débit à partir de la
facteur constant.
valeur connue de la sensibilité des détecteurs de mesure. La
quantité de traceur injectée devra être telle que sa concen-
Les pertes ou apports de fluide dans la longueur de conduite
tration au point de détection soit dans la gamme de linéa-
comprise entre les détecteurs provoquent des erreurs consi-
rité du détecteur.
dérables dans la mesure du débit. II est par conséquent
primordial que la conduite ne comporte aucune tubulure
5.3 Injection de la solution concentrée
de dérivation entre les deux détecteurs, et qu’on n’observe
aucune fuite.
Pour réduire au
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.