2023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6部分：楔形裝置

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6部分：楔形裝置II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6部分：楔形裝置范圍本文件規(guī)定了楔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）。注7本文件規(guī)定了標定要求，如果適用，則可在標定過的雷諾數(shù)范圍內(nèi)使用。第7章對于本文件范圍之外的類似流量計的標定也有指導(dǎo)作用。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?；蛐ū龋?0mm注7ISO4006封閉管道中流體流量的測量術(shù)語和符號（Measurementoffluidflowinclosedconduits—Vocabularyandsymbols）ISO5167-1：20221（Measurementoffluidflowbymeanspressuredifferentialdevicesinsertedincircularcross-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、5167-1ISO和——ISO/obp——IEC電工百科：/3.1楔隙wedgegap；h在垂直于管道軸線的平面上，楔形元件的頂端與管壁之間的最大間隙。注：見圖1。3.2楔比wedgeratio楔隙與楔形裝置入口直徑D的比值。注1：楔比：h/D注2：楔形裝置入口直徑D見GB/T17611-1998的第2章。3.3楔喉部面積wedgethroatarea；At楔形裝置的最小橫截面開口面積。質(zhì)量流量由下式確定： (1)和 (2)較大的β對應(yīng)較大的楔隙h（見圖1），因此楔喉部面積At也更大。β的值可以由式(3)計算：1

2h 2h

h h2 arccos1

21

(3)π

D D

D D注：例如，h/D=0.5不對應(yīng)于β=0.5，而是對應(yīng)β≈0.707。β=0.5對應(yīng)于h/D≈0.298。說明：a——流動方向。圖1不同楔比值的楔形裝置不確定度限值可按ISO5167-1：2022的第8章給出的程序進行計算。同樣，體積流量值由式(4)計算：Vqqm (4)V式中，ρ是測定體積流量時的溫度和壓力下的流體密度。流量計算純粹是一個算術(shù)運算過程，是將數(shù)值代入公式（1）右邊各個不同的項來實現(xiàn)的。公式(5)（或表A.1的計算值）給出了楔形裝置的可膨脹性（膨脹）系數(shù)（ε）。表A.1中的值不用于精確內(nèi)插。不允許外推。然而，對于第7章標定的裝置，流出系數(shù)C通常取決于雷諾數(shù)Re，而雷諾數(shù)Re本身取決于qm，必須通過迭代取得（迭代程序和初始估算值的選擇參見ISO5167-1:2022的附錄A）。式(3)中的楔隙h和管道直徑D為工作條件下的長度值。在任何其他條件下取得的測量值，宜對測量過程中由于流體的溫度和壓力值改變而導(dǎo)致的一次裝置和管道的任何可能的膨脹或收縮進行修正。指數(shù)。楔形裝置應(yīng)用范圍未經(jīng)標定的楔形裝置可用于直徑在50mm至600mm之間且0.377≤β≤0.791（楔比0.2≤h/D≤0.6)的管道。通常不生產(chǎn)β>0.791(h/D>0.6)或β<0.377(h/D<0.2)的楔形裝置。粗糙度的限值分別見5.2.3、5.2.7和6.3.2。雷諾數(shù)的限值見5.5.2。一般形狀2（）5.4。注：入口直管段為入口到上游取壓口軸線之間的管段；出口直管段為下游取壓口軸線到出口之間的管段DD0.5D0.5D楔形裝置任一截面的直徑與平均直徑之差不應(yīng)超過平均直徑的0.4%。當任何一個測量直徑與平均直徑的長度之差符合上述要求時，即滿足此要求。說明：1——裝置本體；2——裝置本體軸線；3——楔體；4——楔體頂端；5——上游取壓口；6——下游取壓口；a——流動方向。圖2楔形裝置的幾何剖面Ra10-3D。θc3Rw1mm。RRw圖3楔體頂端的曲率半徑Rwθ1θ2。Ra10-3D。材料和制造取壓口適應(yīng)（）大口徑取壓口設(shè)計可能被認為更適用于泥漿、腐蝕性流體或需要膜片密封的流體。（誤差為1D0.02D4mm10mm之間。25mm75mmD。一。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。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。傳統(tǒng)的Kd2參數(shù)與流出系數(shù)C幾何相關(guān)，有關(guān)信息詳見附錄B。注：國外有些制造商使用英制單位的傳統(tǒng)Kd2參數(shù)。只能在下列條件下，按本文件的要求使用楔形裝置：50mm≤D≤600mm0.377≤β≤0.791(0.2≤h/D≤0.6)1×104≤ReD≤9×106在這些條件下，未經(jīng)標定的楔形裝置[5]的流出系數(shù)C值為：C=0.77–0.09β可膨脹性膨脹）ε由于尚未取得楔形裝置的可膨脹性（膨脹）系數(shù)的數(shù)據(jù)或方程，故采用理論等熵可膨脹性（膨脹）方程，如式(5)所示。2211 141421式(5)p2/0.75時式(5)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（和楔比）的可膨脹性（膨脹）系數(shù)值。CQ/LB.□XXXXX-XXXX7C當k=2（約95%）時，5.5.2[5]C值的相對擴展不確定度UC

等于4%。可膨脹性膨脹）ε基于已有數(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（6）計算，并以%為單位給出：

3

(6)壓力損失本文件所述楔形裝置的壓力損失Δ?與差壓Δp的關(guān)系大致如式(7)所示：0.79(7)此壓力損失是楔形裝置上游取壓口測得的壓力與下游側(cè)測得的壓力之間的靜壓差，下游側(cè)的壓力是在可認為由于流束膨脹使靜壓恰好完全恢復(fù)的管段處（大約在下游取壓口軸線下游5D處）測得。安裝要求總則差壓裝置的一般安裝要求見ISO5167-1：2022的第7章，并應(yīng)結(jié)合本章錐形裝置的特殊安裝要求遵照執(zhí)行。一次裝置處流動狀態(tài)的一般要求見ISO5167-1:2022的7.3。流動調(diào)整器的使用要求見ISO5167-1:2022的7.4，但楔形裝置通常不需要使用流動調(diào)整器。測量系統(tǒng)的設(shè)計者宜采取合理措施盡可能減少流體擾動。擾動的影響與未安裝擾流件時楔形裝置的性能有關(guān)?；蛭ㄒ坏模ㄓ味耍蛘邼u縮管或漸擴管的彎曲部分或圓錐段的上游端。楔形裝置下游6D外的管件一般不會引入額外的誤差。這些數(shù)據(jù)是用β=0.707（h/D=0.5）的100mmNB（英制）楔形裝置收集的，但由于缺乏其他數(shù)據(jù)，假設(shè)它們適用于0.377≤β≤0.791（楔比0.2≤h/D≤0.6）。表1給出的長度足以避免流出系數(shù)大于0.5%的偏移。表1各種擾流件的推薦上游直管段長度單個90°彎頭7D三個90°彎頭，平行出口22D同一平面上兩個90°彎頭21D同心漸擴管（D/2～D）7D同心漸縮管（3D/2～D）7D半關(guān)閥15D三通管-直管7D三通管-用作彎頭或三通8D全開閥、全通徑閥、隔離閥不會產(chǎn)生額外的誤差。12%4D2%45.2.2D1%以內(nèi)。在規(guī)定長度的上游和6D長度的下游范圍內(nèi)，管道的粗糙度Ra應(yīng)小于10-3D。4D至14D5.9和ISO5167-1:2022的。（見7.4）總則對于使用本文件所述幾何尺寸的楔形裝置，要求流出系數(shù)的不確定度比5.7規(guī)定更嚴的用戶，或者使用的楔形裝置的幾何尺寸與本文件所述不同的用戶，應(yīng)對楔形裝置進行實流標定。實流標定的目的是確定每臺楔形裝置的流出系數(shù)及其相關(guān)不確定度。如果楔形裝置的幾何尺寸與本標準所述尺寸不同，且未經(jīng)驗證，則不應(yīng)使用式(5)給出的可膨脹性公式。在這種情況下，楔形裝置的制造商應(yīng)提供適用的可膨脹性（膨脹）系數(shù)公式。經(jīng)過實流標定的楔形裝置只能在標定過的雷諾數(shù)范圍內(nèi)使用。試驗裝置楔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?。注：關(guān)于何為恰當，可參見ISO/IEC17025。楔形裝置宜安裝較長的入口直管段，楔形裝置前宜安裝與其公稱通徑相同的上游直管段，長度不少10（的數(shù)內(nèi)并不是常數(shù)，則應(yīng)使用一個非常數(shù)的數(shù)學表達式進行迭代求解。如7.4所述，用戶不應(yīng)外推該數(shù)學表達式。總則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)使用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楔形裝置—可膨脹性（膨脹）系數(shù)，ε直徑比可膨脹性（膨脹）系數(shù)ε，p2/p1等于：βh/D1.000.980.960.940.920.900.850.800.75κ=1.20.37730.20001.00000.98710.97410.96100.94780.93450.90070.86620.83080.50230.30001.00000.98630.97260.95880.94490.93100.89570.85990.82340.61120.40001.00000.98480.96960.95440.93930.92410.88600.84790.80940.70710.50001.00000.98200.96430.94670.92920.91190.86920.82720.78570.79150.60001.00000.97710.95470.93290.91170.89090.84080.79300.7472κ=1.30.37730.20001.00000.98810.97610.96400.95170.93940.90800.87570.84260.50230.30001.00000.98740.97470.96190.94900.93610.90330.86980.83560.61120.40001.00000.98600.97190.95780.94370.92960.89410.85840.82220.70710.50001.00000.98340.96690.95060.93430.91820.87820.83870.79940.79150.60001.00000.97880.95800.93770.91790.89840.85120.80600.7622κ=1.40.37730.20001.00000.98890.97780.96650.95510.94360.91420.88400.85280.50230.30001.00000.98830.97650.96460.95260.94050.90980.87840.84620.61120.40001.00000.98700.97390.96080.94760.93440.90110.86750.83340.70710.50001.00000.98460.96920.95400.93880.92370.88610.84870.81150.79150.60001.00000.98030.96090.94190.92330.90500.86040.81730.7756κ=1.660.37730.20001.00000.99070.98120.97160.96200.95220.92710.90110.87420.50230.30001.00000.99010.98010.97000.95980.94950.92320.89620.86820.61120.40001.00000.98900.97790.96680.95550.94420.91570.88650.85670.70710.50001.00000.98700.97390.96090.94790.93490.902