2022用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量 第 5 部分：錐形裝置

用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量第5部分：錐形裝置第1部分：一般原理和要求第2部分：孔板第3部分：噴嘴和文丘里噴嘴456PAGEPAGE10用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量第5部分：錐形裝置范圍本文件規(guī)定了錐形裝置的幾何尺寸和安裝在管道中測量滿管流體流量的使用方法（安裝和工作條件）。本文件亦提供了用于計算流量并可配合ISO5167-1:2022規(guī)定要求一起使用的相關(guān)資料。和雷諾數(shù)（Re）50mm1.2×107應(yīng)按照第7ISO4006封閉管道中流體流量的測量術(shù)語和符號（Measurementoffluidflowinclosedconduits—Vocabularyandsymbols）ISO1meansofpressuredifferentialdevicesinsertedincircularcross-sectionconduitsrunningfull—Part1:Generalprinciplesandrequirements）注：GB/T17611-1998封閉管道中流體流量的測量術(shù)語和符號（ISO4006：1991，IDT）；GB/T2624.1-2006用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量第1部分：一般原理和要求（ISO5167-1：2003，IDT）。術(shù)語和定義ISO4006、ISO5167-1界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。ISO和IEC在以下網(wǎng)址設(shè)有標準化術(shù)語數(shù)據(jù)庫：——ISO在線瀏覽平臺：https://\h/obp——IEC電工百科：https://\h/3.1β圓周betaedge2p1質(zhì)量流量由式2p1qm

C D114

(1)1d2c1d2cD2式中，dc為錐體β圓周所在平面上的直徑。上述公式假設(shè)上游取壓口處的管道直徑DTAP等于β圓周處的管道直徑D。如圖1所示，錐體直徑dc越大，β值越小。a流動方向圖1不同β值的錐形裝置不確定度按ISO5167-1:2022的第8章給出的方法計算。同樣，體積流量值由式（3）計算：Vqqm (3)V式中，ρ為測定體積流量時的溫度和壓力下的流體密度。5.6或表A.1（A.1CRe（迭代程序和初始估算值的選擇參見ISO5167-1:2022的附錄A）。公式（1）（2）dc和錐形裝置應(yīng)用范圍未經(jīng)標定的錐形裝置可用于直徑在50mm至500mm之間且0.45≤β≤0.75的管道。β＞0.75的錐形裝置應(yīng)實流標定。通常不生產(chǎn)β＜0.45的錐形裝置。對錐形裝置粗糙度和雷諾數(shù)的適用范圍應(yīng)進行說明。一般形狀2424錐形裝置由直徑為D的管段、管段內(nèi)裝有的直徑為dc的錐體組件、錐體的支撐結(jié)構(gòu)以及測量差壓的取壓口構(gòu)成。錐體組件的安裝應(yīng)符合5.2.13的規(guī)定，其中心線應(yīng)與管段的中心線同軸。說明：12a——流動方向。注：如5.4.7中規(guī)定，50mm≤L≤2D。圖2錐形裝置的軸線幾何剖面（面的下游。建議。錐體前端的形狀不限于圖3所示的式樣。a)平頭b)尖頭c)弧形d)彎頭圖3不同錐體前端式樣示例D4的截面A4D值。4C（2DTAP表示（4次）。4C至截面A1DD1.0%。說明：1——錐體前端a——流動方向圖4錐形裝置測量數(shù)據(jù)4中截面A到截面CRa10-3D。（）θ122.55θ264°±2.5°。dc4中的截面A4dcβ5R10.2mm0.0005dc[9]D1000.45、0.550.65β0.1%。圖5裝配型和機加工錐體β圓周處曲率半徑R1示例4dc。應(yīng)測量錐體最寬部分與相鄰管道內(nèi)壁之間的距離（見圖4中的截面A，以K1,K2,K3,K4標示），沿錐體的外周長等間距至少測量4次，每個測量值與平均值之差不應(yīng)大于5.0%。還應(yīng)測量錐體前端與相鄰管道內(nèi)壁之間的距離（見圖4的截面B，以J1,J2,J3,J4標示），沿錐體的外周長等間距至少測量4次，每個測量值與平均值之差不應(yīng)大于5.0%。4(θHORZ)(θVERT)均不宜大于2.0?。40.01D。在流體條件產(chǎn)生顯著振動的應(yīng)用場合，建議使用角鐵等支撐結(jié)構(gòu)。材料和制造取壓口4mm10mm0.1D建議上游取壓口盡可能小且與流體相適應(yīng)（例如與流體的粘度和清潔度相適應(yīng)）。注：邊緣半徑是指為確保去除邊緣上的毛邊或卷口而允許倒圓的半徑，需盡可能小。注：此處的長度為從管道內(nèi)壁量起的取壓口長度。2L502D。0.1×dc0.2×dc流出系數(shù)C使用限制應(yīng)避免同時使用D、β和ReD的極值，否則5.7給出的不確定度可能會增大。對于D、β和ReD超出5.5.2規(guī)定限值的裝置，需要根據(jù)第7章在整個工作雷諾數(shù)范圍內(nèi)進行標定來確定每臺裝置的流出系數(shù)。ReD、Ra/D和β對C的影響迄今尚未徹底明確，因而無法給出本文件規(guī)定限值之外的可靠C值。如圖2所示的錐形裝置只能按照本文件的規(guī)定在下列條件下使用：50mm≤D≤5000.45≤β≤0.758×104≤ReD≤1.2×107在這些條件下，未經(jīng)標定的裝置[5]的流出系數(shù)C值為：C=0.82可膨脹性膨脹）ε可膨脹性（膨脹）系數(shù)ε按式(4)計算：10.6964p (4)p1式(4)是由Stewart等人[8]推導(dǎo)出的。僅知道以空氣為介質(zhì)來確定ε的試驗結(jié)果。然而式(4)一般也適用p2/0.75時式(4)注：下角標1表示在上游取壓口，下角標2表示在下游取壓口。為方便使用，附錄A給出了一系列等熵指數(shù)、壓力比和β的可膨脹性（膨脹）系數(shù)值。CISO51677C當k=2（約95%）時，5.5.2[5]C值的相對擴展不確定度UC

等于5%。對于β＞0.75的錐形裝置，當k=2（約95%置信水平）時，未經(jīng)標定的流出系數(shù)的相對不確定度可能大于5%?？膳蛎浶耘蛎洠│呕谝延袛?shù)據(jù)，當k=2（約95%置信水平）時，ε值的相對擴展不確定度U'按式（5）計算：9.6

p

%(5)壓力損失本文件所述錐形裝置的壓力損失Δ?與差壓Δp的關(guān)系大致如式(6)所示：(6)此壓力損失是錐體組件上游側(cè)的管壁處測得的壓力與錐體下游側(cè)測得的壓力之間的靜壓差，上游側(cè)的壓力在靠近錐體的接近沖擊壓力影響仍可忽略不計的截面上（大約在錐體前端上游1D處）測得，下游側(cè)的壓力在位于由于流束膨脹使靜壓恰好完全恢復(fù)之處（大約在錐體下游6D處）測得。安裝要求總則求遵照執(zhí)行。一次裝置處流動狀態(tài)的一般要求見5167-1:2022的7.3。流動調(diào)整器的使用要求見ISO5167-1:2022的7.4112說明：1——上游直管段長度；2——下游直管段長度；a——流動方向。圖6錐形裝置的直管段長度總則錐形裝置對一般的流體擾動相對不敏感，但設(shè)計測量系統(tǒng)時仍宜采取合理措施盡可能減少流體擾動。[6][7]。（66β游端，或者漸縮管或漸擴管的彎曲部分或圓錐段的上游端。錐形裝置下游2D外的管件一般不會引入額外的誤差。90°對于0.45β3D0.6β6D直管段。90°對于0.45β3D0.6β6D同軸漸擴管錐形裝置上游3D處安裝0.75D到1D的同軸漸擴管，預(yù)計流量的相對擴展不確定度可達0.5%。同軸漸縮管對流體的擾動通常小于同軸漸擴管。半開閥錐形裝置上游10D范圍內(nèi)不宜安裝半開閥。全開閥、全通徑閥、隔離閥不會引入額外的誤差。（）2%44C從錐形裝置β圓周截面測量起至少2D長度的下游管道應(yīng)為圓柱形。當任一截面的任一直徑與該截面上測量的管道直徑的平均值之差都不超過2%44A5.2.3D1%在上游5D和下游2D長度范圍內(nèi)，管道的粗糙度Ra應(yīng)小于10-3D。Joule-ThomsonJoule-Thomson如果溫度計套管安裝在錐體的下游，則應(yīng)位于β圓周截面下游5D至15D之間。溫度計套管不應(yīng)安裝在β圓周截面下游5D范圍內(nèi)。關(guān)于上游取壓口溫度修正的計算方法見5.9和ISO5167-1:2022的?？倓t對于使用本文件所述幾何尺寸的錐形裝置，要求流出系數(shù)的不確定度比5.7規(guī)定更嚴的用戶，或者幾何尺寸與本文件所述不同的用戶，應(yīng)對裝置進行實流標定。實流標定的目的是確定每臺錐形裝置的流出系數(shù)及其相關(guān)不確定度。如果錐形裝置的幾何尺寸與本文件所述尺寸不同，且未經(jīng)驗證，則不應(yīng)使用式(4)給出的可膨脹性公式。在這種情況下，錐形裝置的制造商應(yīng)提供適用的可膨脹性（膨脹）系數(shù)公式。經(jīng)過實流標定的裝置只能在標定過的雷諾數(shù)范圍內(nèi)使用。試驗裝置錐形裝置的標定方式應(yīng)確保用戶在預(yù)期應(yīng)用中具有恰當?shù)目伤菰葱浴Ｗⅲ宏P(guān)于何為恰當，可參見ISO/IEC17025。62錐形裝置的安裝方向沒有限制。（內(nèi)并不是常數(shù)，則應(yīng)使用一個非常數(shù)的數(shù)學(xué)表達式進行迭代求解。如7.4所述，用戶不應(yīng)外推該數(shù)學(xué)表達式?？倓t實流標定時計算的所有不確定度均應(yīng)聲明為k=2（約95%置信水平）。應(yīng)計算和記錄試驗裝置所使用的測量儀表在每個實流標定試驗點的不確定度。應(yīng)采用ISO5168或ISO/IEC指南98-3所述的方法從這些數(shù)據(jù)中計算出流量測量的不確定度。選用的方法和計算結(jié)果均應(yīng)記錄在標定報告中。附錄A（資料性附錄）可膨脹性（膨脹）系數(shù)表表A.1錐形裝置——可膨脹性（膨脹）系數(shù)，εββ4可膨脹性（膨脹）系數(shù)ε，當p2/p1等于10.980.960.940.920.90.850.80.75κ=1.20.45000.04101.00000.98870.97740.96610.95480.94350.91530.88710.85880.50000.06251.00000.98850.97690.96540.95380.94230.91340.88460.85570.55000.09151.00000.98810.97620.96440.95250.94060.91090.88120.85150.60000.12961.00000.98770.97540.96300.95070.93840.90760.87680.84600.65000.17851.00000.98710.97420.96130.94850.93560.90330.87110.83890.70000.24011.00000.98640.97280.95920.94560.93200.89800.86400.83000.75000.31641.00000.98550.97100.95650.94210.92760.89130.85510.8189κ=1.30.45000.04101.00000.98960.97920.96870.95830.94790.92180.89580.86970.50000.06251.00000.98930.97870.96800.95740.94670.92010.89350.86680.55000.09151.00000.98900.97810.96710.95610.94520.91780.89040.86290.60000.12961.00000.98860.97730.96590.95450.94310.91470.88630.85780.65000.17851.00000.98810.97620.96430.95240.94050.91080.88100.85130.70000.24011.00000.98740.97490.96230.94980.93720.90580.87440.84310.75000.31641.00000.98660.97330.95990.94650.93310.89970.86630.8328κ=1.40.45000.04101.00000.99030.98060.97100.96130.95160.92740.90320.87900.50000.06251.00000.99010.98020.97030.96040.95050.92580.90110.87630.55000.09151.00000.98980.97960.96950.95930.94910.92360.89820.87270.60000.12961.00000.98940.97890.96830.95780.94720.92080.89440.86800.65000.17851.00000.98900.97790.96690.95580.94480.91720.88950.86190.70000.24011.00000.98830.97670.96500.95340.94170.91260.88340.85430.75000.31641.00000.98760.97520.96270.95030.93790.90690.87580.8448κ=1.660.45000.04101.00000.99180.98370.97550.96730.95920.93880.91840.89800.50000.06251.00000.99170.98330.97500.96660.95830.93740.91660.89570.55000.09151.00000.99140.98280.97420.96570.95710.93560.91410.89270.60