ISO 2975-2:1975

INTERNATIONAL STANDARD
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION #MEXAYHAPOAHAII OPI-AHM3ALWl l-IO CTAHAAPTW3ALIkiM.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Measurement of water flow in closed conduits -
Tracer methods -
Part ll : Constant rate injection method using non-radioactive
tracers
Mesure de debit de l’eau dans les conduites fermhes - Mthodes par traceurs -
Partie lt : IWthode d’injection 5 dhbit constant, utilisant des traceurs non radio-actifs
First edition - 1975-08-15
iii
-
E UDC 681.121.84 Ref. No. ISO 2975/ll-1975 (E)
0)
Descriptors : flow measurement, pipe flow, water flow, tracer method, non-radioactive tracers, testing conditions,, colorimetric analysis,
fluorimetric analysis, conductimetric analysis, error analysis.
Price based on 9 pages
FOREWORD
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation
of national Standards institutes (ISO Member Bodies). The work of developing
International Standards is carried 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,
governmentai 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/ll was drawn up by Technical Committee
ISO/TC 30, Measurement of fluid flow in closed conduits, and circulated to the
Member Bodies in May 1974.
lt has been approved by the Member Bodies of the following countries :
Australia Ireland Thailand
Belgium Mexico Turkey
Bulgaria Netherlands United Kingdom
Czechoslovakia Romania U.S.A.
France Spain U.S.S.R.
Germany Switzerland Yugoslavia
No Member Body expressed disapproval of the document.
0 International Organkation for Standardkation, 1975 l
Printed in Switzerland
INTERNATIONAL STANDARD ISO 2975/lI-1975 (E)
Measurement of water flow in closed conduits -
Tracer methods -
Part II : Constant rate injection method using non-radioactive
tracers
0 INTRODUCTION where Ce is the initial concentration in the stream which is
flowing at the rate 0.
This International Standard is the second of a series of
Standards covering tracer methods of water flow Hence :
measurement in closed conduits. The complete series of
Cl --e2
Standards will be as follows Q=q -
c2 --Co
( )
- Part l : General.
Generally C, is much greater than C2 which leads to a
rate in jec tion me thod using
- Part ll : Constant
simplification of equation (1) as follows :
non-radioactive tracers.
Cl
rate injection method using
- Part Ill : Constant
Q=9---
c2 --Co
radioactive tracerx
- Part l V : Integration (sudden injec tion) me thod When C2 is much greater than Co, the equation tan be
using non radioac tive tracers. reduced still further to
-
Part V : Integration (sudden injection) method using
radioac tive tracers.
- Part VI : Transit time method using non-radioactive
Flow rate Q tan thus be determined by comparing the
tracers.
concentration of the injected Solution with the
- Part VII : Transit time method using radioactive concentration of samples removed from the conduit.
tracers.
In Order to increase the accuracy it is recommended that
the Standard Solution be prepared to a given dilution ratio
N,, which shall be approximately equivalent to the dilution
ratio N which is expected in the sample’taken from the
measuring Cross-section.
1 SCOPE AND FIELD OF APPLICATION
The Standard solutions and the samples taken from the
This International Standard specifies the constant rate
measuring Cross-section shall be compared using identical
injection method using non-radioactive tracers for the
methods, and the following formula is applicable :
measurement of water flow rate in closed conduits.
N
m=N,,
The flow rate to be determined tan be found from the
2 PRINCIPLE
formula
Flow rate measurement by a constant rate injection method
Q = 9 m N,t
is based on a comparison between the concentration C, of
a tracer, continuously introduced with a known volume
rate of flow g, and the concentration of samples C2 taken
3 REQUIRED CONDITIONS
at some place beyond the mixing distance. The mixing
distance is defined as the shortest distance at which the
3.1 Tracer
Variation in concentration of the tracer over the
Cross-section is less than some pre-determined value (for
For the constant rate injection method the tracer shall meet
example : 0,5 %). (See clause 6 of part 1.)
the general requirements defined in 5.1 of part 1. A list of
generally used tracers is given in 5.1.1 of part I and their
The tracer rate at the injection Point is equal to the rate at
advantages with respect to the radioactive tracers are stated
which it Passes the sampling Point :
in 5.2.1.3 and with respect to other non-radioactive tracers
q c, + Q c, = (Q + 9) c*
in 5.2.2 of part 1.
ISO 2975/1 I -1975 (E)
3.2 Duration of injection
The time interval fl between the beginning of the injection
and the establishment of stable conditions tan be read from
The duration of injection shall be such that stable
curve 2 (Ordinate of Point B) and is directly obtained by
concentration conditions are established at all Points of the
measuring the time interval between the instantaneous
measuring Cross-section over a sufficient period of time.
injection and the tracer disappearance in Cross-section S.
Constant concentration shall be obtained for a period of at
In the case of central injection, straight measuring length
least several minutes.
and turbulent flow, time t2 = AB may be estimated from
A suitable duration of injection may be determined by a
the relationship
preliminary investigation involving the instantaneous
injection of a dye such as fluorescein or a radioactive tracer.
Curves 1 and 2 of the figure may be plotted for a given flow
rate from the Observation of the moment when the tracer
(dye or activity) appears and disappears in each
Cross-section.
where
If it is required to achieve steady conditions for a period of
U is the mean velocity of the flow;
time At in a selected measuring Cross-section S, it is
sufficient to add this period of time At to the time t, X is the distance to the injection Point;
corresponding to the disappearance of the tracer at this
D is the conduit diameter.
Point (i.e. on curve 2) and to plot through the resulting
Point C a curve 1’ parallel to curve 1 characteristic of the
The fraction of maximum concentration remaining after
appearance of the dye (or activity). The Ordinate at the
time t2 as given by this formula is 0,3 %.
origin of this curve gives the duration of the injection to
obtain a concentration level of duration At at
lt is possible, when no preliminary injection is made, to
Cross-section S.
check the appearance of the concentration level, and
In practice, to obtain a concentration level of duration At therefore the minimum injection time, by taking samples
at Cross-section S, a calculation is made of the minimum and analysing them during the measurement, with the
required period of injection by adding to the value of At apparatus used for the measurement. This procedure
the time t2 = AB taken by the instantaneously injected enables the concentration Variation to be determined as a
tracer to pass through S. function of time.
Time
Time
A
Mixing
dis tance
Minimum duration
of injection
Concentration
Distance to the injection Cross-section
FIGURE - Determination of the duration of injection

ISO 2975/1 I-l975 (E)
4 CHOKE OF MEASURING LENGTH
However, if mixing is carried out in the supply Container,
the latter shall have sufficient capacity so that it is not
necessary to add liquid or tracer during the injection. The
4.1 Mixing distance
Solution shall be taken at a certain level above the bottom
The mixing distance is defined in 6.1 of part I and may be
of the Container, and every precaution shall be taken so
calculated theoretically according to 6.2.1 of part 1.
that undissolved particles of the tracer are not carried in the
Figure 3 of part I indicates the measured Variation of the
Solution injected. In the case of an injection of long
actual mixing distance according to the required accuracy
duration, Provision shall be made as required to avoid a
in the case of a central injection, and in the case of three
Variation of the Solution concentration with time (for
other inejction methods. Methods for reducing the mixing
example by evaporation under the influence of ambient
distance are described in 6.3 of part 1.
temperature).
4.2 Experimental checking
5.2 Injection of the concentrated Solution
lt is seldom possible in conduits to check experimentally
the homogeneity of the mixture and the duration of the
The concentrated Solution shall be injected into the conduit
tracer passage resulting from an instantaneous injection in a
at a constant rate and for a sufficient duration to ensure a
large number of Cross-sections.
satisfactory period of constant concentration at the
measuring Cross-section (see 3.2 and 4.2). Several devices
In practice, therefore, the experimentation consists of
may be used for the injection of the concentrated Solution.
a) determi ning the minimum period of i njecti on in the For all devices it must be possible to check the following :
measuring I ength Chosen by a prelimi nary test (see 3.2);
-
that the injection System is always free from leaks;
b) checking, where possible, at the time of the
-
that the injection rate is constant over the whole
measurement, that the mixture is homogeneous, by
injection duration. To this end, any entrained impurities
taking samples from at least two Points of the measuring
which may be contained in the Solution shall be
Cross-section. In the case of high accuracy measurements
eliminated as they could partly or totally block the
(for example 0,2 %), it is necessary to check the
injection circuits.
homogeneity of the mixture, Prior to the measurement
itself, when a doubt exists on the quality of this
One of the possible devices is a positive displacement pump
mixture;
driven by a constant Speed motor.
c) studying, whenever possible by taking samples from
another Cross-section further downstream, whether there
5.3 Measurement of injection flow rate
are any systematic differentes between the mean
concentrations at the two measuring Cross-sections. In
The accuracy with which the injection rate tan be measured
particular, this method permits verification that the
depends on the measuring instruments used. The accuracy
injected tracer is not absorbed in the measuring length
of the device shall be taken into account in the estimation
either by entrained products in the liquid or by the
of the total error on flow measurement.
conduit walls.1 )
Various measuri devices tan provided they
be used
Kl
comply with one of the following requ i reme nts :
4.3 Losses and additions
a) they satisfy a principle based on the measurement of
The losses and additions of the same liquid as that in the
the basic quantities of mass, length, time, directly
measuring length do not affect the results provided certain
involved in the definition of the quantity of flow;
conditions are met as described in 6.5.1 of part 1.
b) they are calibrated in the conditions of use by
measuring basic quantities involved in the flow rate
5 PROCEDURE
definition (for example calibrated capacity method -
weighing method, etc.);
5.1 Preparation of the concentrated Solution
c) they are installed and used in conformity with the
lt is essential for the injected Solution to be homogeneous.
requirements of a Standard making it possible to
The homogeneity of the Solution tan be obtained by
calculate the accuracy obtained.
vigorous mixing, by means of a mechanical stirrer or a
closed circuit pump. lt is advisable to prepare the injection In the case of high accuracy measurements (for example
Solution in a separate Container from the supply Container 0,2 %), it is necessary to measure the injection rate in
with water filtered using an appropriate procedure. accordance with items a) or b).
1) See5.1 of part 1.
ISO 2975/ll-1975 (E)
The various devices may either give instantaneous values of
- from the inj ected solution, to check the
the injection rate or allow the computation of one or
homogenei ty of the tracer concentrat ion (se Ie 5.1);
several average values during the injection period.
- from the injected solution, to compare the
concentration sf tracer in the injected Solution with the
concentration of tracer in the samples taken from the
5.3.1 Among the devices satisfying the first requirement,
conduit.
positive displacement Pumps or calibrated tanks tan be
mentioned.
In practice samples shall be taken
under the following
conditions :
The former shall preferably be driven by an electric
synchronous motor and the constancy of discharge checked - two or three samples of the liquid flowing in the
by measuring the frequency of the electrical supply. conduit upstream from the injection section during
injection or, when variations of the background
The use of the level drop in a tank as a measurement of the concentration are suspected, along the measuring length,
average flow rate requires that the tank be calibrated in the sampling Cross-section before and after the passage
according to the permissible rules provided for this type of of the Solution;
Operation. If the dimensions of the tank are measured to
- three to five samples sf the injected Solution at the
estimate the capacity, care shall be taken that no
outlet of the injection equipment immediately before
deformation occurs during filling and that horizontal areas
and after the injection period;
are measured over a sufficient number of sections to
determine the relationship between height and volume with
-
at least five samples of the diluted Solution in the
an error consistent with the required accuracy of flow rate.
conduit, if possible from at least two Points in the
measuring Cross-section (at least three at the same
Another method of calibration consists of determining the
Point), distributed in time during the passage of the
relationship between the height and the volume by means
Solution.
of a calibrated Container the contents of which are
transferred to the main Container, and in measuring the
5.5 Example of error computation in in
...

NORME INTERNATIONALE
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION .MExflJ’HAPOflHAII OPl-AHM3AWM I-I0 CTAH~APTM3A~MM~ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Mesure de débit de l’eau dans les conduites fermées -
Méthodes par traceurs -
Partie II : Méthode d’injection à débit constant, utilisant des
traceurs non radio-actifs
Measurement of water flo w in closed conduits - Tracer methods -
Part Il : Constant rate injection method using non-radioactive tracers
Première édition - 1975-08-I 5
û
Y
Réf. no : ISO 2975/11-1975 (F)
If
CDU 681.121.84
écoulement d’eau, méthode par traceur, traceur non radioactif, conditions
Descripteurs : mesurage de débit, écoulement en conduite fermé,
d’essai, méthode calorimétrique, méthode fluorimétrique, méthode conductimétrique, calcul d’erreur.
Prix basé sur 9 pages
AVANT-PROPOS
L’ISO (Organisation Internationale de Normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (Comités Membres ISO). L’élaboration de
Normes Internationales est confiée aux Comités Techniques 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/lI a été établie par le Comité Technique
ISO/TC 30, Mesure de débit des fluides dans les conduites fermées, et soumise aux
Comités Membres en mai 1974.
Elle a été approuvée par les Comités Membres des pays suivants :
Allemagne Irlande Tchécoslovaquie
Australie Mexique Thaïlande
Belgique Turquie
Pays-Bas
Bulgarie U.R.S.S.
Roumanie
Espagne U.S.A.
Royaume-Uni
France Suisse Yougoslavie
Aucun Comité Membre n’a désapprouvé le document.
0 Organisation Internationale de Normalisation, 1975 l
Imprimé en Suisse
NORME INTERNATIONALE ISO 2975/1 I-1975 (F)
.
.
Mesure de débit de l’eau dans les conduites fermées -
Méthodes par traceurs -
Partie II : Méthode d’injection à débit constant, utilisant des
traceurs non radio-actifs
0 INTRODUCTION où c, est la concentration initiale dans le courant de
débit Q
La présente Norme Internationale est la deuxième d’une
d’où :
série de normes traitant de la mesure de débit de l’eau dans
les conduites fermées utilisant les méthodes par traceurs.
La série complète des normes sera la suivante :
- Partie l : Généralités,
En général, C-, est beaucoup plus grand que Ca, ce qui
conduit à simplifier l’équation (1) comme suit :
- Partie Il : Méthode d’injection à débit constant,
u tilisan t des traceurs non radio-actifs.
Cl
Q=q-----
c2 -co
- Partie Ill : Méthode d/njection à débit constant,
utilisant des traceurs radio-actifs.
Lorsque C2 est, par ailleurs, beaucoup plus grand que Cc,
on peut encore réduire cette équation, qui devient alors
- Partie l V : Méthode d’intégration (injection instan-
tanée), u tilisan t des traceurs non radio-actifs.
//r \
Q=q (sl
- Partie V : Méthode d’intégration (injection instan ta-
\v
née), utilisant des traceurs radio-actifs.
Le débit Q peut donc être déterminé par comparaison de la
- Partie VI : Méthode des temps de transit, utilisant des
concentration de la solution injectée avec celle des
traceurs non radio-actifs.
échantillons prélevés dans la conduite.
- Partie VII : Méthode des temps de transit, utilisant
Afin d’accroître la précision, il est recommandé de préparer
des traceurs radio-actifs.
la solution étalon avec un rapport de dilution N,, qui doit
être approximativement équivalent au rapport de dilution A/
que l’on peut atteindre dans l’échantillon prélevé dans la
1 OBJET ET DOMAINE D’APPLICATION
section de mesurage.
La présente Norme Internationale spécifie la méthode
Les solutions étalons et les échantillons prélevés dans la
d’injection à débit constant, utilisant des traceurs non
section de mesurage doivent être comparés par des
radio-actifs, pour le mesurage du débit de l’eau dans les
méthodes identiques, et l’on applique alors la formule
l
conduites fermées.
N
2 PRINCIPE m=N,,
Le débit à déterminer peut être trouvé par la formule
Le mesurage du débit par la méthode d’injection à débit
constant se fonde sur une comparaison entre la
Q = q m N,,
concentration CI d’un traceur, introduit en continu avec
un débit-volume connu g et la concentration des
prélevés en
échantillons C 2 un endroit déterminé situé
3 CONDITIONS REQUISES
au-delà de la distance de bon mélange. Cette distance de
bon mélange se définit comme la distance minimale au
niveau de laquelle la variation en concentration du traceur 3.1 Traceur
sur la section est inférieure à une valeur donnée, déterminée
Pour la méthode d’injection à débit constant, le traceur doit
à l’avance (par exemple : 0,5 %). (Voir chapitre 6 de la
satisfaire aux conditions générales définies dans le
partie I .)
paragraphe 5.1 de la partie 1. Une liste de traceurs
généralement utilisés est donnée au paragraphe 5.1.1 de
Les débits du traceur au point d’injection et dans la section
de mesurage sont égaux : cette partie 1, leurs avantages par rapport aux traceurs
radioactifs étant indiqués au paragraphe 5.2.1.3, et leurs
q Cl + Q CO = (Q + q) C,
avantages comparés au paragraphe 5.2.2 de la partie 1.
ISO 2975/11-1975 (FI
3.2 Durée de l’injection L’intervalle de temps tl qui sépare le début de l’injection et
le début du régime permanent se lit sur la courbe 2
La durée de l’injection doit être telle qu’un régime
(ordonnée du point B) et est obtenu directement par
permanent de concentration s’établisse en tous les points de
mesurage du temps séparant l’injection instantanée et la
la section de mesurage pour une durée suffisante.
disparition du traceur dans la section S.
On doit obtenir un palier de concentration d’au moins
Dans le cas d’une injection centrale, d’un troncon de
quelques minutes.
mesurage rectiligne et d’un écoulement turbulent, le temps
= AB peut être évalué selon la relation
f2
Une durée d’injection convenable peut être déterminée par
une injection préalable instantanée d’un traceur colorant tel
que la fluorescéine, ou radio-actif. Pour un débit donné,
t2
l’observation du moment où apparaît et où disparaît le
traceur (coloration ou activité) dans chaque section permet
où
de tracer les courbes 1 et 2 de la figure.
U est la vitesse moyenne de l’écoulement;
Si l’on désire obtenir dans une section S de mesurage
choisie un régime permanent de durée At, il suffit d’ajouter
X est la distance au point d’injection;
la durée At au temps tl correspondant à la disparition du
traceur en ce point (sur la courbe 2) et de tracer par le
D est le diamètre de la conduite;
point C obtenu une courbe 1’ parallèle à la courbe 1
La fraction de la concentration maximale restant après le
d’apparition de la coloration (ou activité). L’ordonnée à
temps t2 donné par cette formule est 0,3 %.
l’origine de cette courbe donne la durée que doit avoir
l’injection pour obtenir un palier de concentration de durée
II est possible, si l’on ne fait pas d’injection préalable, de
At à la section S.
contrôler l’apparition du palier de concentration et donc la
durée minimale d’injection en réalisant, pendant le
En pratique, pour obtenir un palier de durée At à la
on calcule la durée d’injection minimale mesurage proprement dit, des prélèvements et des analyses
section S,
des échantillons permettant de suivre la variation de
nécessaire en ajoutant à cette valeur At le temps t2 = AB
concentration dans le temps avec le même appareillage que
mis par un traceur injecté de facon instantanée pour passer
celui du mesurage.
en S.
Temps
Longueur de
Durée minimale
d’injection
Distance à la section d’injection
FIGURE - Détermination de la durée d’injection
ISO 2975/11-1975 (F)
une eau filtrée par un procédé approprié. Si, néanmoins, le
4 CHOIX DU TRONCON DE MESURAGE
brassage est effectué dans le réservoir d’alimentation,
celui-ci doit avoir une capacité suffisante pour qu’il n’y ait
4.1 Longueur de bon mélange
pas à ajouter de liquide ou de traceur pendant l’injection. II
La longueur de bon mélange est définie au paragraphe 6.1
est recommandé de prélever la solution à un certain niveau
et elle peut être calculée théoriquement
de la partie 1,
au-dessus du fond du réservoir et l’on prendra toutes
suivant le paragraphe 6.2.1 de la partie 1. La figure 3 de
précautions pour que des particules non dissoutes du
cette partie indique la variation mesurée de la distance
traceur ne soient pas entraînées avec la solution injectée.
réelle de bon mélange en fonction de la précision
Dans le cas d’une injection de longue durée, il y aura lieu de
recherchée dans le cas d’une injection centrale et dans le cas
prendre toutes précautions nécessaires pour éviter une
de trois autres méthodes d’injection. Des méthodes de
variation dans le temps de la concentration de la solution
réduction de la longueur de bon mélange sont décrites au
(par évaporation sous l’effet de la température ambiante,
paragraphe 6.3 de la partie 1.
par exemple).
4.2 Vérifications expérimentales
5.2 Injection de la solution concentrée
II est rarement possible, dans les conduites, de vérifier
La solution concentrée doit être injectée dans la conduite à
expérimentalement en un grand nombre de sections,
débit constant et pendant un temps suffisant pour obtenir
l’homogénéité du mélange et la durée de passage du traceur,
un palier de concentration de durée satisfaisante dans la
résultant d’une injection instantanée.
section de mesurage (voir 3.2 et 4.2). De nombreux
dispositifs peuvent être utilisés pour réaliser cette injection.
Aussi en pratique, l’expérimentation consiste
Pour tous les dispositifs il doit être possible de contrôler :
a) à déterminer par un essai préalable dans le troncon
-
en permanence, l’étanchéité du circuit d’injection;
de mesurage choisi, la durée minimale de l’injection (voir
3.2);
- la stabilité du débit d’injection pendant toute la
durée d’injection. De ce point de vue, il y a lieu
b) à vérifier, si possible, lors du mesurage proprement
d’éliminer de la solution toutes les impuretés en
dit, que le mélange est homogène, en prenant des
suspension qu’elle pourrait contenir et susceptibles
échantillons en au moins deux points de la section de
d’obstruer en partie ou totalement les circuits
mesurage. Dans le cas de mesures de haute précision (par
d’injection.
exemple 0,2 %) il est nécessaire de vérifier l’homogénéité
du mélange avant le mesurage proprement dit, lorsqu’il
L’un des dispositifs utilisables est une pompe volumétrique
existe un doute sur la qualité de ce mélange;
entraînée par un moteur à vitesse constante.
c) à observer chaque fois que cela est possible, en
5.3 Mesurage du débit d’injection
prélevant des échantillons dans une autre section située
plus à l’aval, qu’il n’y a pas de différences systématiques
La précision avec laquelle le débit d’injection peut être
entre les concentrations moyennes aux deux sections de
mesuré dépend des appareils de mesurage employés. La
mesurage. Cette méthode permet notamment de vérifier
précision du dispositif utilisé est à faire intervenir dans
que le traceur injecté n’est absorbé dans le troncon
l’évaluation de l’erreur globale de mesure du débit.
de mesurage ni par des produits en suspension dans le
Des dispositifs différents de mesurage peuvent être adoptés,
liquide, ni par les parois de la conduite.1)
mais ils doivent satisfaire à l’une des conditions suivantes :
4.3 Pertes et apports
a) faire appel à un principe basé sur le mesurage de
grandeurs fondamentales de masse, longueur, temps,
Les apports et pertes de liquide de même nature que le
entrant directement dans la définition de la grandeur
liquide du troncon de mesurage n’affectent pas les résultats
,
débit.
à certaines conditions définies au paragraphe 6.5.1 de la
partie 1.
b) être étalonnés dans les conditions d’utilisation en
mesurant des grandeurs fondamentales entrant dans la
définition du débit (par exemple par capacité jaugée, par
5 MODE OPÉRATOIRE
pesée, etc.);
aux
5.1 Préparation de la solution concentrée c) être installés et utilisés conformément
spécifications d’une Norme Internationale permettant de
II est essentiel que la solution injectée soit homogène. Cette
calculer la précision obtenue.
homogénéité peut s’obtenir par un brassage énergique au
moyen d’un agitateur mécanique ou d’une pompe en circuit Dans le cas de mesures de haute précision (par exemple
fermé. II est recommandé de préparer la solution d’injection 0,2 %) il est nécessaire de mesurer le débit d’injection
dans un réservoir distinct du réservoir d’alimentation avec conformément aux points a) et b).
1) Voir paragraphe 5.1 de la partie 1.
ISO 2975/1 I-1975 (F)
Ces différents dispositifs peuvent soit fournir des valeurs - dans la solution injectée, pour contrôler
instantanées du débit d’injection, soit permettre le calcul l’homogénéité de la concentration (voir 5.1);
d’une ou plusieurs valeurs moyennes durant le temps
- dans la solution injectée, pour comparer la
d’injection.
concentration du traceur dans la solution injectée à la
concentration du traceur dans les échantillons prélevés
5.3.1 Parmi les appareils satisfaisant à la première
dans la conduite.
condition, on peut citer les pompes volumétriques ou les
En pratique on prélèvera :
réservoirs étalonnés.
- deux ou trois échantillons du liquide circulant dans
Les premières seront, de préférence, entraînées par un
la conduite en amont de la section d’injection pendant
moteur électrique synchrone et la constance du débit
l’injection ou, si l’on craint des variations de la
injecté vérifiée par le mesurage de la fréquence du réseau
concentration de base le long du troncon de mesurage,
qui l’alimente.
dans la section de prélèvement avant et après le passage
L’utilisation de la baisse de niveau dans un réservoir comme
de la solution;
élément de mesurage du débit moyen nécessite l’étalonnage
- trois à cinq échantillons de la solution injectée à la
de ce réservoir suivant les règles admises pour ce type
sortie de l’appareil d’injection juste avant et juste après
d’opération. S’il est effectué par mesurage des dimensions,
la période d’injection;
il y a lieu de s’assurer que le remplissage ne provoque
aucune déformation et que les surfaces horizontales sont
-
au moins cinq échantil
...

NORME INTERNATIONALE
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION .MEXflYHAPOflHAII OPl-AHM3AWR I-ICI CTAH~APTM3AL@iM~ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Mesure de débit de l’eau dans les conduites fermées -
Méthodes par traceurs -
Partie II : Méthode d’injection à débit constant, utilisant des
traceurs non radio-actifs
Measurement of water flo w in closed conduits - Tracer methods -
Part Il : Constant rate injection method using non-radioactive tracers
Première édition - 1975-08-l 5
CDU 681.121.84 Réf. no : ISO 2975/11-1975 (F)
Descripteurs : écoulement d’eau, méthode par traceur, traceur non radioactif, conditions
mesurage de débit, écoulement en conduite fermé,
d’essai, méthode calorimétrique, méthode fluorimétrique, méthode conductimétrique, calcul d’erreur.
Prix basé sur 9 pages
AVANT-PROPOS
L’ISO (Organisation Internationale de Normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (Comités Membres ISO). L’élaboration de
Normes Internationales est confiée aux Comités Techniques 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/lI a été établie par le Comité Technique
ISO/TC 30, Mesure de débit des fluides dans les conduites fermées, et soumise aux
Comités Membres en mai 1974.
Elle a été approuvée par les Comités Membres des pays suivants :
Allemagne Irlande Tchécoslovaquie
Australie Mexique Tha’ilande
Belgique Pays-Bas Turquie
Bulgarie Roumanie U.R.S.S.
Espagne Royaume-Uni U.S.A.
France Suisse Yougoslavie
Aucun Comité Membre n’a désapprouvé le document.
0 Organisation Internationale de Normalisation, 1975 l
Imprimé en Suisse
NORME INTERNATIONALE ISO 2975/1 I-1975 (F)
.
Mesure de débit de l’eau dans les conduites fermées -
Méthodes par traceurs -
Partie II : Méthode d’injection à débit constant, utilisant des
traceurs non radio-actifs
0 INTRODUCTION où c, est la concentration initiale dans le courant de
débit Q
La présente Norme Internationale est la deuxième d’une
d’où :
série de normes traitant de la mesure de débit de l’eau dans
les conduites fermées utilisant les méthodes par traceurs.
La série complète des normes sera la suivante :
- Partie / : Généralités.
En général, C-, est beaucoup plus grand que Ca, ce qui
conduit à simplifier l’équation (1) comme suit :
- Partie Il : Méthode d’injection à débit constant,
u tilisan t des traceurs non radio-actifs.
Cl
Q=q-----
c2 -co
- Partie lll : Méthode d’injection à débit constant,
utilisant des traceurs radio-actifs.
Lorsque C2 est, par ailleurs, beaucoup plus grand que Cc,
on peut encore réduire cette équation, qui devient alors
- Partie IV : Méthode d’intégration (injection instan-
tanée), u tilisan t des traceurs non radio-actifs.
- Partie V : Méthode d’intégration (injection instan ta-
née), utilisant des traceurs radio-actifs.
Le débit Q peut donc être déterminé par comparaison de la
- Partie VI : Méthode des temps de transit, utilisant des
concentration de la solution injectée avec celle des
traceurs non radio-actifs.
échantillons prélevés dans la conduite.
- Partie VII : Méthode des temps de transit, utilisant
Afin d’accroître la précision, il est recommandé de préparer
des traceurs radio-actifs.
la solution étalon avec un rapport de dilution N,, qui doit
être approximativement équivalent au rapport de dilution A/
que l’on peut atteindre dans l’échantillon prélevé dans la
1 OBJET ET DOMAINE D’APPLICATION
section de mesurage.
La présente Norme Internationale spécifie la méthode
Les solutions étalons et les échantillons prélevés dans la
d’injection à débit constant, utilisant des traceurs non
section de mesurage doivent être comparés par des
radio-actifs, pour le mesurage du débit de l’eau dans les
méthodes identiques, et l’on applique alors la formule
l
conduites fermées.
N
II-
m -
2 PRINCIPE
Le débit à déterminer peut être trouvé par la formule
Le mesurage du débit par la méthode d’injection à débit
constant se fonde sur une comparaison entre la
Q = q m N,,
concentration CI d’un traceur, introduit en continu avec
un débit-volume connu g et la concentration des
prélevés en
échantillons C 2 un endroit déterminé situé
3 CONDITIONS REQUISES
au-delà de la distance de bon mélange. Cette distance de
bon mélange se définit comme la distance minimale au
niveau de laquelle la variation en concentration du traceur 3.1 Traceur
sur la section est inférieure à une valeur donnée, déterminée
Pour la méthode d’injection à débit constant, le traceur doit
à l’avance (par exemple : 0,5 SI). (Voir chapitre 6 de la
satisfaire aux conditions générales définies dans le
partie I .)
paragraphe 5.1 de la partie 1. Une liste de traceurs
généralement utilisés est donnée au paragraphe 5.1.1 de
Les débits du traceur au point d’injection et dans la section
de mesurage sont égaux : cette partie 1, leurs avantages par rapport aux traceurs
radioactifs étant indiqués au paragraphe 5.2.1.3, et leurs
q Cl + Q CO = (Q + q) C,
avantages comparés au paragraphe 5.2.2 de la partie 1.
ISO 2975/11-1975 (F)
L’intervalle de temps tl qui sépare le début de l’injection et
3.2 Durée de l’injection
le début du régime permanent se lit sur la courbe 2
La durée de l’injection doit être telle qu’un régime
(ordonnée du point B) et est obtenu directement par
permanent de concentration s’établisse en tous les points de
mesurage du temps séparant l’injection instantanée et la
la section de mesurage pour une durée suffisante.
disparition du traceur dans la section S.
On doit obtenir un palier de concentration d’au moins
Dans le cas d’une injection centrale, d’un troncon de
quelques minutes.
mesurage rectiligne et d’un écoulement turbulent, le temps
= AB peut être évalué selon la relation
f2
Une durée d’injection convenable peut être déterminée par
une injection préalable instantanée d’un traceur colorant tel
que la fluorescéine, ou radio-actif. Pour un débit donné,
l’observation du moment où apparaît et où disparaît le
traceur (coloration ou activité) dans chaque section permet
où
de tracer les courbes 1 et 2 de la figure.
U est la vitesse moyenne de l’écoulement;
Si l’on désire obtenir dans une section S de mesurage
choisie un régime permanent de durée At, il suffit d’ajouter
X est la distance au point d’injection;
la durée At au temps tl correspondant à la disparition du
traceur en ce point (sur la courbe 2) et de tracer par le
D est le diamètre de la conduite;
point C obtenu une courbe 1’ parallèle à la courbe 1
La fraction de la concentration maximale restant après le
d’apparition de la coloration (ou activité). L’ordonnée à
temps t2 donné par cette formule est 0,3 %.
l’origine de cette courbe donne la durée que doit avoir
l’injection pour obtenir un palier de concentration de durée
II est possible, si l’on ne fait pas d’injection préalable, de
At à la section S.
contrôler l’apparition du palier de concentration et donc la
En pratique, pour obtenir un palier de durée At à la durée minimale d’injection en réalisant, pendant le
section S, on calcule la durée d’injection minimale mesurage proprement dit, des prélèvements et des analyses
nécessaire en ajoutant à cette valeur At le temps t2 = AB des échantillons permettant de suivre la variation de
mis par un traceur injecté de facon instantanée pour passer concentration dans le temps avec le même appareillage que
celui du mesurage.
en S.
Temps
Temps
Longueur de
Durée minimale
d’injection
Concentration
Distance à la section d’injection
FIGURE - Détermination de la durée d’injection
ISO 2975/11-1975 (F)
une eau filtrée par un procédé approprié. Si, néanmoins, le
4 CHOIX DU TRONCON DE MESURAGE
brassage est effectué dans le réservoir d’alimentation,
celui-ci doit avoir une capacité suffisante pour qu’il n’y ait
4.1 Longueur de bon mélange
pas à ajouter de liquide ou de traceur pendant l’injection. II
La longueur de bon mélange est définie au paragraphe 6.1
est recommandé de prélever la solution à un certain niveau
et elle peut être calculée théoriquement
de la partie 1,
au-dessus du fond du réservoir et l’on prendra toutes
suivant le paragraphe 6.2.1 de la partie 1. La figure 3 de
précautions pour que des particules non dissoutes du
cette partie indique la variation mesurée de la distance
traceur ne soient pas entraînées avec la solution injectée.
réelle de bon mélange en fonction de la précision
Dans le cas d’une injection de longue durée, il y aura lieu de
recherchée dans le cas d’une injection centrale et dans le cas
prendre toutes précautions nécessaires pour éviter une
de trois autres méthodes d’injection. Des méthodes de
variation dans le temps de la concentration de la solution
réduction de la longueur de bon mélange sont décrites au
(par évaporation sous l’effet de la température ambiante,
paragraphe 6.3 de la partie 1.
par exemple).
4.2 Vérifications expérimentales
5.2 Injection de la solution concentrée
II est rarement possible, dans les conduites, de vérifier
La solution concentrée doit être injectée dans la conduite à
expérimentalement en un grand nombre de sections,
débit constant et pendant un temps suffisant pour obtenir
l’homogénéité du mélange et la durée de passage du traceur,
un palier de concentration de durée satisfaisante dans la
résultant d’une injection instantanée.
section de mesurage (voir 3.2 et 4.2). De nombreux
dispositifs peuvent être utilisés pour réaliser cette injection.
Aussi en pratique, l’expérimentation consiste
Pour tous les dispositifs il doit être possible de contrôler :
un essai préal able dans le tro neon
-
en permanence, l’étanchéité du circuit d’injection;
durée minima le de l’injection (voir
- la stabilité du débit d’injection pendant toute la
durée d’injection. De ce point de vue, il y a lieu
b) à vérifier, si possible, lors du mesurage proprement
d’éliminer de la solution toutes les impuretés en
dit, que le mélange est homogène, en prenant des
suspension qu’elle pourrait contenir et susceptibles
échantillons en au moins deux points de la section de
d’obstruer en partie ou totalement les circuits
mesurage. Dans le cas de mesures de haute précision (par
d’injection.
exemple 0,2 %) il est nécessaire de vérifier l’homogénéité
du mélange avant le mesurage proprement dit, lorsqu’il
L’un des dispositifs utilisables est une pompe volumétrique
existe un doute sur la qualité de ce mélange;
entraînée par un moteur à vitesse constante.
c) à observer chaque fois que cela est possible, en
5.3 Mesurage du débit d’injection
prélevant des échantillons dans une autre section située
plus à l’aval, qu’il n’y a pas de différences systématiques
La précision avec laquelle le débit d’injection peut être
entre les concentrations moyennes aux deux sections de
mesuré dépend des appareils de mesurage employés. La
mesurage. Cette méthode permet notamment de vérifier
précision du dispositif utilisé est à faire intervenir dans
que le traceur injecté n’est absorbé dans le troncon
l’évaluation de l’erreur globale de mesure du débit.
de mesurage ni par des produits en suspension dans le
Des dispositifs différents de mesurage peuvent être adoptés,
liquide, ni par les parois de la conduite.1)
mais ils doivent satisfaire à l’une des conditions suivantes :
4.3 Pertes et apports
a) faire appel à un principe basé sur le mesurage de
grandeurs fondamentales de masse, longueur, temps,
Les apports et pertes de liquide de même nature que le
entrant directement dans la définition de la grandeur
liquide du troncon de mesurage n’affectent pas les résultats
,
débit.
à certaines conditions définies au paragraphe 6.5.1 de la
partie 1.
b) être étalonnés dans les conditions d’utilisation en
mesurant des grandeurs fondamentales entrant dans la
définition du débit (par exemple par capacité jaugée, par
5 MODE OPÉRATOIRE
pesée, etc.);
aux
5.1 Préparation de la solution concentrée c) être installés et utilisés conformément
spécifications d’une Norme Internationale permettant de
II est essentiel que la solution injectée soit homogène. Cette
calculer la précision obtenue.
homogénéité peut s’obtenir par un brassage énergique au
moyen d’un agitateur mécanique ou d’une pompe en circuit Dans le cas de mesures de haute précision (par exemple
fermé. II est recommandé de préparer la solution d’injection 0,2 %) il est nécessaire de mesurer le débit d’injection
dans un réservoir distinct du réservoir d’alimentation avec conformément aux points a) et b).
1) Voir paragraphe 5.1 de la partie 1.
ISO 2975/1 I-1975 (F)
Ces différents dispositifs peuvent soit fournir des valeurs - dans la solution injectée, pour contrôler
instantanées du débit d’injection, soit permettre le calcul l’homogénéité d e la concentration (vo ir 5.1);
d’une ou plusieurs valeurs moyennes durant le temps
- dans la solution injectée, pour comparer la
d’injection.
concentration du traceur dans la solution injectée à la
concentration du traceur dans les échantillons prélevés
5.3.1 Parmi les appareils satisfaisant à la première
dans la conduite.
condition, on peut citer les pompes volumétriques ou les
En pratique on prélèvera :
réservoirs étalonnés.
- deux ou trois échantillons du liquide circulant dans
Les premières seront, de préférence, entraînées par un
la conduite en amont de la section d’injection pendant
moteur électrique synchrone et la constance du débit
l’injection ou, si l’on craint des variations de la
injecté vérifiée par le mesurage de la fréquence du réseau
concentration de base le long du troncon de mesurage,
qui l’alimente.
dans la section de prélèvement avant et après le passage
L’utilisation de la baisse de niveau dans un réservoir comme
de la solution;
élément de mesurage du débit moyen nécessite l’étalonnage
- trois à cinq échantillons de la solution injectée à la
de ce réservoir suivant les règles admises pour ce type
sortie de l’appareil d’injection juste avant et juste après
d’opération. S’il est effectué par mesurage des dimensions,
la période d’injection;
il y a lieu de s’assurer que le remplissage ne provoque
aucune déformation et que les surfaces horizontales sont
-
au moins cinq échantillons de la solution diluée dans
mesurées sur un nombre de s
...