ISO 5801:1997

Industrial fans - Performance testing using standardized airways

Ventilateurs industriels — Essais aérauliques sur circuits normalisés

La présente Norme internationale traite de la détermination des performances des ventilateurs industriels de tous types à l'exception de ceux étudiés uniquement pour la circulation de l'air, par exemple ventilateurs de plafond ou de table.Elle donne également des estimations de l'incertitude de mesurage ainsi que des règles de conversion des résultats d'essais en fonction des variations de vitesse de rotation et du gaz transporté, et, de la taille du ventilateur dans le cas d'essais sur maquette, les limites d'utilisation de ces règles sont spécifiées.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 11-Jun-1997
• Withdrawal Date: 11-Jun-1997
• ICS: 23.120 - Ventilators. Fans. Air-conditioners
• Technical Committee: ISO/TC 117 - Fans
• Drafting Committee: ISO/TC 117 - Fans
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Start Date: 13-Dec-2007
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Revised: ISO 5801:2007 - Industrial fans - Performance testing using standardized airways
• Effective Date: 15-Apr-2008

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL
IS0
STANDARD
First edition
I 997-06-o 1
Industrial fans - Performance testing
using standardized airways
indus tie/s - Essais abauliques sur circuits normalis&
Ven tila teurs
Reference number
IS0 5801 :I 997(E)
IS0 5801:1997(E)
Contents Page
I Scope . . . 1
2 Normative references . . I
3 Definitions . .
4 Symbols and units . . . 8
4.1 Symbols . . 8
4.2 Subscripts. . 12
5 General . . 12
6 Instrumentation for pressure measurement . 13
6.1 Barometers . .
6.2 Ma nometers . .
.................... 13
............................
6.3 Damping of manometers . 14
6.4 Checking of manometers . . 14
6.5 Position of manometers . 14
7 Determination of average pressure in an airway. . 14
7.1 Methods of measurement . . 14
7.2 Use of wall tappings . . 14
...........................
7.3 Construction of tappings . 15
7.4 Position and connections. . . 15
........................................................
7.5 Checks for compliance 15
7.6 Use of Pitot-static tube . 16
8 Measurement of temperature . 16
8.1 Thermometers . . 16
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8.2 Thermometer location
8.3 Humidity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
0 IS0 1997
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be
reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical,
including photocopying and microfilm, without permission in writing from the
publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 l CH-1211 Gen&e 20 l Switzerland
Internet [e-mail]
x.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Printed in Switzerland
II
@ IS0 IS0 5801:1997(E)
9 Measurement of rotational speed . 17
9.1 Fan shaft speed . 17
....................................... 17
9.2 Examples of acceptable methods
...................................................... 18
IO Determination of power input
10.1 Measurement accuracy .
10.2 Fan shaft power . . 18
10.3 Determination of fan shaft power by electrical mea-
surement . . 18
10.4 Impeller power . 19
10.5 Transmission systems. 19
....................................................
Measurement of dimensions and determination of areas . 19
II
11 .I Flow measurement devices .
11.2 Tolerance on dimensions . 19
11.3 Determination of cross-sectional area . 19
12 Determination of air density, humid gas constant and viscosity. 20
12.1 Density of the air in the test enclosure, gas constant for
humid air and average density in a section x . 20
12.2 Determination of vapour pressure . 20
12.3 Determination of air viscosity . 21
............................................................ 23
13 Determination of flowrate
13.1 General . 23
13.2 In-line flowmeters (standard primary devices) . 23
13.3 Traverse methods . 24
14 Calculation of test results . 25
14.1 General . . 25
................................................................................. 25
14.2 Units
‘14.3 Temperature . 26
14.4 Mach number and reference conditions . 27
14.5 Fan pressure . . 31
14.6 Calculation of stagnation pressure at a reference section
of the fan from gauge pressure Pex measured at a
section x of the test duct . . 32
14.7 Inlet volume flowrate . . 34
14.8 Fan air power and efficiency . 34
14.9 Simplified calculation methods . . 39
15 Rules for conversion of test results . . . 43
15.1 Laws on fan similarity . . 44
15.2 Conversion rules . . 44
.............................
16 Fan characteristic curves. .
General 49
16.1 . . .
. . .
III
0 IS0
IS0 5801:1997(E)
........................................................ 49
16.2 Methods of plotting.
.......................... 49
16.3 Characteristic curves at constant speed
......................... 49
16.4 Characteristic curves at inherent speed.
................. 49
16.5 Characteristic curves for adjustable-duty fan.
................................... 50
16.6 Complete fan characteristic curve
...................................................
16.7 Test for a specified duty
Uncertainty analysis .
.................................................................... ........ 51
17.1 Principle
....................................... 52
17.2 Pre-test and post-test analysis.
17.3 Analysis procedure. .
............................................ 53
17.4 Propagation of uncertainties
17.5 Reporting uncertainties .
.......... 53
17.6 Maximum allowabl e uncertainties measurement.
17.7 Maximum allowabl e uncertainty of results .
............................................................
18 Selection of test method,
............................................................ 54
18.1 Classification . . . . . . .
Installation types . 54
18.2
........................................................................ 56
18.3 Test report
............................................................ 56
18.4 User installations.
18.5 Alternative methods. .
18.6 Duct simulation .
............................................ 56
19 Installation of fan and test airways.
............................................................ 56
19.1 Inlets and outlets.
19.2 Airways. .
.................................................................. 57
19.3 Test enclosure
19.4 Matching fan and airway. .
19.5 Outlet area .
20 Carrying out the test. .
Working fluid . 57
20.1
20.2 Rotational speed. .
20.3 Steady operation .
20.4 Ambient conditions .
20.5 Pressure readings . 58
............................................... 58
20.6 Tests for a specified duty.
................................ 58
20.7 Tests for a fan characteristic curve.
20.8 Operating range .
21 Determination of flowrate .
.............. 58
21 .I IS0 Venturi nozzle. . .

IS0 5801:1997(E)
0 IS0
Multiple nozzle or Venturi nozzle .
21.2
........................................................ 58
21.3 Quadrant inlet nozzle
21.4 Conical inlet .
21.5 Orifice plate .
21.6 Pitot-static tube traverse .
................... 59
22 Determination of flowrate using IS0 Venturi nozzle
22.1 Geometric form .
.
22.2 Venturi nozzle in free-inlet condition .
.........................................................
22.3 Nozzle performance
....................................................................
22.4 Uncertainties
23 Determination of flowrate using multiple nozzles or Venturi
nozzle . .
23.1 Installation .
23.2 Geometric form .
23.3 Inlet zone .
........... 66
23.4 Multiple-nozzle and Venturi-nozzle characteristics
.............................................. .........................
23.5 Uncertainty
...........
24 Determination of flowrate using a quadrant inlet nozzle.
........................................................................ 68
24.1 Installation
............................................................ 69
24.2 Geometric form. .
.................... 69
24.3 Unobstructed space in front of inlet nozzle.
.................................. 70
24.4 Quadrant inlet nozzle performance
.......................................................................
24.5 Uncertainty
...........................
25 Determination of flowrate using a conical inlet
................................................................
25.1 Geometric form
25.2 Screen loading .
...................................... 71
25.3 Inlet zone .
................................................. 71
25.4 Conical inlet performance
25.5 Uncertainties .
......................... 73
26 Determination of flowrate using an orifice plate
........................................................................
26.1 Installation
......................................................................
26.2 Orifice plate
26.3 Ducts .
............................................................. 77
26.4 Pressure tappings
.......................... .................. 77
26.5 Calculation of mass flowrate
Reynolds number. .
26.6
.................................
26.7 In-duct orifice with D and D/2 taps.
.......................................
26.8 In-duct orifice with corner taps.
....................................... 80
26.9 Outlet orifice with wall tappings
V
IS0 5801:1997(E) 0 IS0
26.10 Inlet orifice with corner taps . 83
26.11 Inlet orifice with wall tappings . 86
27 Determination of flowrate using a Pitot-static tube traverse . 86
27.1 General . . 86
27.2 Pitot-static tube . 86
......................................... ................ 91
27.3 Limits of air velocity
..................................... 91
27.4 Location of measurement points
................................................ 92
27.5 Determination of f lowrate
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27.6 Flowrate coefficient . . . . . . . . . . . . . . . 92
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27.7 Uncertainty of measurement. 93
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28 Installation categories and setups . . . . . 93
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28.1 Type A: free inlet and free out et 93
28.2 Type B: free inlet and ducted outlet . 93
28.3 Type C: ducted inlet and free outlet . 93
28.4 Type D: ducted inlet and ducted outlet . 94
28.5 Test installation type . 94
..................................
29 Component parts of standardized airways 94
29.1 Symbols . 94
29.2 Component parts . 94
29.3 Flowrate measurement devices . . . . . . . . . . . . . . . . .,.*I.,.*. L. 97
30 Common airway segments for ducted fan instakhon . . . . . . . . . . . . . . . . 98
30.1 Common segments . . . . . . . .I. 98
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
30.2 Common segment at fan outlet
30.3 Common segment at fan inlet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
30.4 Outlet duct simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
30.5 Inlet duct simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
30.6 Loss allowances for standardized airways . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
31 Standardized test chambers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
31.1 Test chamber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
31.2 Variable supply and exhaust systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
31.3 Standardized inlet test chambers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
31.4 Standardized outlet test chambers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
32 Standard methods with test chambers - type A installations . . .
32.1 Types of fan setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
32.2 Inlet-side test chambers
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
32.3 Outlet-side test chambers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
33 Standard methods with outlet-side test ducts - type B
installations
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
33.1 Types of fan setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

0 IS0 IS0 5801:1997(E)
33.2 Outlet-side test ducts with antiswirl - device . . . . . . . . . . . . . . . . 138
33.3 Outlet chamber test ducts without antiswirl - device. 153
34 Standard methods with inlet-side test ducts or chambers - 161
Type C installations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*.
Types of fan setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
34.1
34.2 Inlet-side test ducts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-.-.-.
34.3 Inlet-side test chambers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*.
35 Standard methods with inlet- and outlet-side test ducts -
type D installations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
35.1 Types of fan setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
35.2 Installation type B with outlet antiswirl device and inlet 193
duct or inlet-duct simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35.3 Installation type B without outlet antiswirl device nor
common segment and with inlet duct or inlet-duct
. . . . . . . . . 201
simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35.4 Installation type C with outlet-duct common segment and
antiswirl device and common inlet duct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35.5 Installation type C with outlet-duct simulation without
antiswirl device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
Annexes
A Fan pressure and fan installation types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
B Fan-powered roof exhaust ventilators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
and Pn at section n of the fan -
C Direct calculations of Psqn
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Installation types B, C and D
Fan outlet elbow in case of a non-horizontal discharge axis 229
D
...................................... .................................... 232
E Bibliography
IS0 5801:1997(E)
0 IS0
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through IS0
technical committees. Each member body interested in a subject for
which a technical committee has been established 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. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(I EC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard IS0 5801 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 117, Industrial fans, Subcommittee SC 1, Fan performance testing
using standardized airways.
Annexes A, B and C form an integral part of this International Standard.
Annexes D and E are for information only.

IS0 5801:1997(E)
0 IS0
Introduction
This International Standard is the result of almost thirty years of
discussion, comparative testing and detailed analyses by leading
specialists from the fan industry and research organizations throughout the
world.
It was demonstrated many years ago that the codes for fan performance
testing established in different countries do not always lead to the same
results.
The need for an International Standard has been evident for some time
and lSO/TC 117 started its work in 1963. Important progress has been
achieved over the years and although the International Standard itself was
not yet published, the subsequent revisions of various national standards
led to much better agreement among them.
It has now become possible to complete this International Standard by
agreement on certain essential points. It must be borne in mind that the
test equipment, especially for large fans, is very expensive and it was
necessary to include in the present International Standard many set-ups
from various national codes in order to authorize their future use. This
explains the sheer volume of this document.
Essential features of the present standard are as follows:
a) Types of installation
Since the connection of a duct to a fan outlet and/or inlet modifies its
performance, it has been agreed that four standard installation types
should be recognized.
These are:
- Type A: free inlet and outlet;
- Type B: free inlet and ducted outlet;
- Type C: ducted inlet and free outlet;
- Type D: ducted inlet and outlet.
A fan adaptable to more than one installation type will have more than one
standardized performance characteristic. The user should select the
installation type closest to his application.
Common parts
b)
The differences obtained by testing the same fan according to various test
codes depend chiefly on the flow pattern at the fan outlet and, while often
minor, can be of substantial significance. There is general agreement that
it is essential that all standardized test airways to be used with fans have
ix
0 IS0
IS0 5801:1997(E)
to the fan inlet and/or outlet sufficient to
rtion s in common adjacent
PO
en sure consistent determinatio n of fan pressure
Geometric variations of these common segments are strictly limited.
However, conventional agreement has been achieved for some particular
situations:
1) For centrifugal or cross-flow fans without outlet swirling flow, it is
possible to use a simplified outlet duct as described in 30.2 f) without
straightener when discharging to the atmosphere or to a measuring
chamber.
2) For large fans (outlet diameter exceeding 800 mm) it may be difficult to
carry out the tests with standardized common airways at the outlet
including a straightener. In this case, by mutual agreement between the
parties concerned, the fan performance may be measured using the set-
up described in 30.2 f) with a duct of length 20 on the outlet side. Results
obtained in this way may differ to some extent from those obtained using
the normal type D installation, especially if the fan produces a large swirl.
Establishment of a possible value of differences, is still a subject of
research.
Calculations
d
Fan pressure is defined as the difference between the stagnation pressure
at the outlet of the fan and the stagnation pressure at the inlet of the fan.
The compressibility of air must be taken into account when high accuracy
is required. However, simplified methods may be used when the
reference Mach number does not exceed 0,15.
A method for calculating the stagnation pressure and the fluid or static
pressure in a reference section of the fan, which stemmed from the work
of the ad hoc group of Subcommittee 1 of ISOnC 117, is given in annex C.
Three methods are proposed for calculation of the fan power output and
efficiency. All three methods give very similar results (difference of a few
parts per thousand for pressure ratios equal to 1,3).
Flowrate measurement
d)
IS0 5801:1997(E)
INTERNATIONAL STANDARD @ IS0
Industrial fans - Performance testing using standardized
airways
1 Scope
This International Standard deals with the determination of the performance of industrial fans of all types except
those designed solely for air circulation e.g. ceiling fans and table fans.
Estimates of uncertainty of measurement are provided and rules for the conversion, within specified limits, of test
results for changes in speed, gas handled and, in the case of model tests, size are given.
2 Normative references
The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this
International Standard. At the time of publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to
revision, and parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the standards indicated below. Members of IEC and IS0 maintain
registers of currently valid International Standards.
IS0 3966: 1977, Measurement of fluid flow in closed conduits - Velocity area method using Pitot static tubes.
IS0 5167-I :I 991, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices - Part 1: Orifice plates,
nozzles and Venturi tubes inserted in circular cross-section conduits running full.
- Evaluation of uncertain ties.
IS0 5168: ---I), Measurement of fluid flow
Rules to methods of measuring air flowrate in an air handling
IS0 5221 :I 984, Air distribution and air diffusion -
duct.
IEC 34-2:1972, Rotating electrical machines - Part 2: Methods for determining losses and efficiency of rotating
electrical machinery from tests (excluding machines for traction vehicles).
IEC 51-2:1984, Direct acting indicating analogue electrical-measuring instruments and their accessories - Part 2:
Special requirements for ammeters and voltmeters.
I EC 51-3: 1984, Direct acting indicating analogue electrical-measuring instruments and their accessories - Part 3:
Special requirements for wa ttmeters and varmeters.
I EC 51-4: 1984, Direct acting indicating analogue electrical-measuring instruments and their accessories - Part 4:
Special requirements for frequency meters.
1) To be published. (Revision of IS0 5168:1978)
0 IS0
IS0 5801:1997(E)
3 Definitions
For the purposes of this International Standard, the definitions given in IS0 5168 and the following definitions
aPPlYa
NOTE 1 All the symbols used in this International Standard are listed with their units in clause 4.
3.1 area of the conduit section, A,: Area of the conduit at section x.
32 . fan inlet area, AI: Surface plane bounded by the upstream extremity of the air-moving device.
The inlet area is, by convention, taken as the gross area in the inlet plane inside the casing.
3.3 fan outlet area, A2: Surface plane bounded by the downstream extremity of the air-moving device.
Fan outlet area is, bY convention, taken as the gross area in the outlet plane inside the casing.
3.4 temperature, t: Air or fluid temperature measured by a temperature sensor.
3.5 absolute temperature, 0: Thermodynamic temperature.
O=t+273,15
NOTE 2 In this document, 0 represents the absolute temperature and t the temperature in degrees Celsius.
36 . specific gas constant, R:
For an ideal dry gas, the equation of state is written
R=287 J-kg-’ . K-l for dry air.
3.7 isentropic exponent, K:
For an ideal gas and an isentropic process,
P
= constant
K
P
K = 1,4 for atmospheric air.
3.8 specific heat capacity at constant pressure, cp:
For an ideal gas,
-KR
5 -
K-l
3.9
specific heat capacity at constant volume, CV:
For an ideal gas,
=-
R
CV
K-l
3.10 compressibility factor, 2:
For an ideal gas, 2 = 1
0 IS0 IS0 5801:1997(E)
For a real gas,
and Z is a function of the ratios p/pc and o/o,
where
pc is the critical pressure of the gas;
0, is the critical temperature of the gas.
3.11 stagnation temperature at a point, OSs: Absolute temperature which exists at an isentropic stagnation
point for ideal gas flow without addition of energy or heat.
nstant along an airway and, for an inlet duct, is equal to the absolute ambient
The stagnation temperature is co
tern perature in the test enclosure.
3.12 static or fluid temperature at a point, 0: Absolute temperature registered by a thermal sensor moving at
the fluid velocity.
For a real gas flow,
where v = fluid velocity at a point, in metres per second (m s-1).
In a duct, when the velocity increases the static temperature decreases.
3.13 dry-bulb temperature, td: Air temperature measured by a dry temperature sensor in the test enclosure,
near the fan inlet or airway inlet.
sensor covered by a water-
3.14 wet-bulb temperature, t,: Air temperature measured by a temperature
air in motion.
moistened wick and exposed to
When properly measured, it is a close approximation of the temperature of adiabatic saturation.
3.15 stagnation temperature at a section x, O,,,: Mean value, over time, of the stagnation temperature
averaged over the area of the specified airway cross-section.
3.16 static or fluid temperature at a section x, OX: Mean value, over time, of the static or fluid temperature
averaged over the area of the specified airway cross-section.
3.17 absolute pressure at a point; absolute pressure, p: Pressure, measured with respect to absolute zero
pressure, which is exerted at a point at rest relative to the air around it.
3.18 atmospheric pressure, pa: Absolute pressure of the free atmosphere at the mean altitude of the fan.
3.19 gauge pressure, pe: Value of the pressure when the datum pressure is the atmospheric pressure at the
point of measurement.
It may be negative or positive.
Pe = P - Pa
Absolute pressure which would be measured at a point in a
3.20 absolute stagnation pressure at a point, psg:
flowing gas if it were brought to rest via an isentropic process:
K
K-l
Ma2 K-1
Psg =P I+-
where IMa is the Mach number at this point (see 3.23).

63 IS0
IS0 5801:1997(E)
3.21 Mach factor, FM: Correction factor applied to the dynamic pressure at a point, given by the expression
Psg - P
=-
FM
Pd
The Mach factor may be calculated by
+ (z-K)(3-2+4a6 +
* (z-K)m14
. . .
F~=l+!ff--+ 24
3.22 dynamic pressure at a point, Pd: Pressure calculated from the velocity v and the density p of the air at the
point.
V2
Pd=Py
3.23 Mach number at a point, Ma: Ratio of the gas velocity at a point to the velocity of sound.
Ma=&;
where
c is the velocity of sound,
c=J
R, is the gas constant of humid gas.
3.24 gauge stagnation pressure at a point, pesg: Difference between the absolute stagnation pressure psg and
the atmospheric pressure pa.
= Psg - Pa
Pesg
3.25 mass flowrate, qm: Mean value, over time, of the mass of air which passes through the specified airway
cross-section per unit of time.
NOTE 3 The mass flow will be the same at all cross-sections within the fan airway system excepting leakage.
3.26 average gauge pressure at a section Mean value, over time, of the gauge pressure averaged over
Xf Pex:
the area of the specified airway cross-section.
absolute pressure at a section Mean value, over time, of the absolute pressure averaged
3.27 average x, px:
over the area of the speci fied airway cross-sectio n.
Px = Pex + Pa
3.28 average density at a section x, px: Fluid density calculated from the absolute pressure px and the static
temperature Ox.
Px
Px==
where I?,,,, is the gas constant of humid gas.
3.29 volume flowrate at a section x, qvx: Mass flowrate at the specified airway cross-section divided by the
corresponding mean value, over time, of the average density at that section.
=-EL
qvx
Px
0 IS0 IS0 5801:1997(E)
3.30 average velocity at a section x, vmx: Volume flowrate at the specified airway cross-section divided by the
cross-sectional area A,.
= qvx
vmx
AX
NOTE 4 This is the mean value, over time, of the average component of the gas velocity normal to that section.
3.31 conventional dynamic pressure at a section x, pdx: Dynamic pressure calculated from the average
velocity and the average density at the specified airway cross-section.
pdx
NOTE 5 The conventional dynamic pressure will be less than the average of the dynamic pressures across the section.
3.32 Mach number at a section x, Ma,: Average gas velocity divided by the velocity of sound at the specified
airway cross-section.
Ma, = Vmx
/dX@X
3.33 average stagnation pressure at a section x, psgx: Sum of the conventional dynamic pressure pdx corrected
by the Mach factor coefficient FMX at the section and the average absolute pressure px:
kgx = Px + PdxFMx
NOTE 6 The average stagnation pressure may be calculated by the expression
K
K-l
Ma2 K-1
l+-
Psgx = Px X
t 1
Difference between the average stagnation pressure,
3.34 gauge stagnation pressure at a section x, Pesgx:
psgx, at a section and the atmospheric pressure, pa.
Pesgx = Psgx - Pa
3.35 inlet stagnation temperature, Osgl : Absolute temperature in the test enclosure near the fan inlet at a
section where the gas velocity is less than 25 rn. s-1.
In this case the stagnation temperature may be considered as equal to the ambient temperature @a.
0 wsgl = 0, = ta + 273,15
3.36 stagnation density, psgl: Density calculated from the inlet stagnation pressure psgl and the inlet stagnation
temperature @sgl :
Psgl
=-
Psgl
Rwf@sg1
3.37 inlet stagnation volume flowrate, gvsgl: Mass flowrate divided by the inlet stagnation density.
Wsgl =L
Psgl
3.38 fan pressure, PF: Difference between the stagnation pressure at the fan outlet and the stagnation pressure
at the fan inlet.
PF =Psg2 -Psgl
When the Mach number is less than 0,15,
PF = PtF = Pt2 - Ptl
NOTE 7 Fan pressure should be referred to the installation type A, B, C or D.

@ IS0
IS0 5801:1997(E)
3.39 fan dynamic pressure, pd2: Average dynamic pressure at the fan outlet calculated from the mass flowrate,
the average gas density at the outlet and the fan outlet area.
V2
I %n
pd2=p2$k- -
2P2 A2
c 1
3.40 fan static pressure, PsF: Conventional quantity defined as the fan pressure minus the fan dynamic pressure
corrected by the Mach factor.
PsF = kg2 - Pd2 * FM2 - kg1 = P2 - kg1
NOTE 8 Fan static pressure should be referred to the installation type A, B, C or D.
3.41 mean density, pm: Arithmetic mean value of inlet and outlet densities.
PI + P2
=-
Pm
Arithmetic mean value of inlet and outlet stagnation densities.
3.42 mean stagnation density, pmsg:
Psgl + Psg2
Pmsg =
3.43 fan work per unit mass, y: Increase in mechanical energy per unit mass of fluid passing through the fan.
V2 V2
=Bx+,A2m2-QI r-n’
Y
2 2
Pm
y may be calculated as in 3.47, i.e.
pu
=-
v
rn
The value obtained differs by only a few parts per thousand of the value given by the above expression:
NOTE 9 y should be referred to the installation type A, B, C or D.
3.44 fan static work per unit mass, ys:
--2
P2 - PI aAl ‘ml
=--
Ys
Pm
NOTE 10 y, should be referred to the installation type A, B, C or D.
ratio, r: Ratio of the average absolute stagnation pressure at the outlet section of a fan to that
3.45 fan pressure
at its inlet section.
y = Psg*/Psgl
Ratio of the mechanical work done by the fan on the air to the work that
3.46 compressibility coefficient, kp:
would be done on an incompressible fluid with the same mass flow, inlet density and pressure ratio.
The work done is derived from the impeller power on the assumption of polytropic compression with no heat
transfer through the fan casing.
k, is given by the expression
& log,0 r
k, =
log,@+ &(r - I)]
@ IS0 ISO5801:1997(E)
c--l Psglpr
zk =K'-
%n PF
NOTE 11 k, and psgl/pmsg differ by less than 2 x 10-S.
3.47 fan air power, P,: Conventional output power which is the product of the mass flow by the fan work per
unit mass, or the product of the inlet volume flow, the compressibility coefficient k, and the fan pressure.
Pu = qrnY = q&g1 ’ PF * kp
NOTE 12 P, should be referred to the installation type A, B, C or D.
3.48 fan static air power, Pus: Conventional output power which is the product of the mass flowrate qm by the
fan static work per unit mass or the product of the inlet volume flowrate, the compressibility coefficient k,, and the
fan static pressure PsF ; k,, is calculated using I- = p2/psgI.
P
US = 4mYS = qvsgl * k,s - PsF
NOTE 13 P,, should be referred to the installation type A, B, C or D.
3.49 impeller power, P,: Mechanical power supplied to the fan impeller.
fan shaft power, Pa: Mechanical power supplied to the fan shaft.
3.50
3.51 motor output power, P,: Shaft power output of the motor or other prime mover.
3.52 motor input power, Pe: Electrical power supplied at the terminals of an electric motor drive.
3.53 rotational speed of the impeller, N: Number of revolutions of the fan impeller per minute.
3.54 rotational frequency of the impeller, n: Number of revolutions of the fan impeller per unit time.
tip speed of the impeller, U: Peripheral speed of the impeller blade tips.
3.55
3.56 peripheral Mach number, Ma,: Dimensionless parame ter ’ equal to the ratio of tip speed to the velocity of
conditions of fan inlet:
sound in the gas at the stagnation
Ma, = u/.,/z
im peller power
3.57 fan impeller efficiency, qr: Fan air power divided by the
NOTE 14 qr shall be referred to the i nstallation type A, B, C or D.
3.58 fan impeller static efficiency, q,,: Fan static power divided by the impeller power.
NOTE 15 qrs should be referred to the installation type A, B, C or D.
fan shaft efficiency, qa: Fan air power divided by the fan shaft power.
3.59
NOTES
16 Fan shaft power includes bearing losses, whilst fan impeller power does not.
17 qa should be referred to the installation type A, 8, C or D.
3.60 fan motor shaft efficiency, Q: Fan air power P, divided by the motor output power P,.
NOTE 18 q, should be referred to the installation type A, B, C or D.

0 IS0
IS0 5801:1997(E)
Fan air power divided by the motor input power for the fan and motor combination.
3.61 overall efficiency, qe:
NOTE 19 qe should be referred to the fan type A, B, C or D.
3.62 ratio of inlet density to mean density, k,: Fluid density at the fan inlet divided by the mean fluid density in
the fan.
2PI
k,= -
PI+ P2
3.63 kinetic energy factor at a section x, aAX: Dimensionless coefficient equal to the time-averaged flux of
kinetic energy through the considered area A, divided by the kinetic energy corresponding to the mean air velocity
through this area.
aAx _ Lx (pVn ”2)dAx
-
4rn vmx
V is the local absolute velocity, in metres per second;
is the local velocity normal to the cross-section.
vn
NOTE 20 By convention aAI = 1 and aA = 1.
3.64 kinetic index at a section x, ikx: Dimensionless coefficient equal to the ratio of the kinetic energy per unit
mass at the section x and the fan work per unit mass.
V2
=MX
ikx
2Y
3.65 Reynolds number at a section x, ReDx: Dimensionless parameter which defines the state of development
of a flow and is used as a scaling parameter. It is the product of the local velocity, the local density and a relevant
scale velocity, the local density and a relevant scale length (duct diameter, blade chord) divided by the dynamic
viscosity.
D
vmx x 4qrn
z-------z-
ReDx
WDX
VX
3.66 friction loss coefficient, cxeY y : Dimensionless coefficient for friction losses between sections x and y
( )
of a duct, calculated for the velocity and density at section y.
For incompressible flow
=; PyV& &x-y),
APxy
4 Symbols and units
4.1 Symbols
For the purposes of this International Standard, the following symbols and units apply.
IS0 5801:1997(E)
Symbol Represented quantity
SI unit
Area of the conduit at section x
m*
Ax
a Hole diameter of wall pressure tappings
mm
b Width of the rectangular section of a duct
m
c Discharge coefficient
Velocity of sound
C
J . kg-l. K-l
Specific heat at constant pressure
5)
Specific heat at constant volume J. kg- ‘. K-l
CV
d Diameter of orifice or nozzle throat
m
Diameter of stagnation pressure hole in Pitot-static tube
mm
di
D Internal diameter of a circular conduit upstream of an in-line flowmeter
m
Hydraulic diameter of a rectangular section of a duct
Dh m
4 x area of cross-section
perimeter of cross-section
Internal diameter of a circular conduit in the x plane
Dx
Outside diameter of the impeller
Q
Mach factor for correction of dynamic pressure at section x
Flux
Gravitational acceteration
g ms-*
h Height of the rectangular section of a duct
m
Relative humidity pv /psat
h”
Kinetic index at section x
ikx
Resulting coefficient used in the conversion of test results
Fan density ratio
Compressibility coefficient for the calculation of fan air power P,
kP
k Compressibility coefficient for the calculation of fan static air power
PS
Ma Mach number
Mach number at section x
Max
Ma Reference Mach number at section x at inlet stagnation conditions
x ref
Peripheral Mach number of impeller
Ma”
m Area ratio of an orifice plate (d/D)*
n Rotational frequency of impeller
t-4’
-1
N Rotational speed of impeller
r-min
Absolute pressure of the fluid
P Pa
Atmospheric pressure at the mean altitude of the fan
Pa
Pa
Gauge pressure (p, = p - p,)
Pa
Pe
Absolute stagnation pressure
Pa
Jkl
Gauge stagnation pressure at a point
Pa
Pesg
Gauge stagnation pressure at section x
Pa
Pesgx
Dynamic pressure at a point
Pd Pa
Mean absolute pressure in space and time of the fluid at section x
Pa
Px
Mean gauge pressure in space and time at section x
Pa
Pex
Mean absolute stagnation pressure in space and time at section x
Pa
Psgx
IS0 5801:1997(E)
Symbol Represented quantity SI unit
Conventional dynamic pressure at section x Pa
! ‘dx
Saturation vapour pressure
Pa
hat
Partial pressure of water vapour Pa
PV
Pa
f ’F Fan pressure (PF = Psg2 - Psgl)
Fan static pressure (ps~ = 172 - psgl)
Pa
PsF
Fan dynamic pressure Pa
! ‘d2
Mean absolute pressure upstream of an in-line flowmeter
Pa
Pu
Mean absolute pressure downstream of an in-line flowmeter
Pa
Pdo
Mechanical power supplied to the fan shaft W
pa
Motor input power W
pe
Power available at the output shaft of the drive W
PO
Mechanical power supplied to the impeller of the fan W
P‘
Fan air power W
h
P Fan static p
...

NORME
ISO
INTERNATIONALE
Première édition
1997-06-01
Ventilateurs industriels - Essais aérauliques
sur circuits normalisés
Indus tria/ fans - Performance tes ting using s tandardized airwa ys
Numéro de référence
KO 5801:1997(F)
60 5801:1997(F)
Page
Sommaire
1 Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 Références normatives
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3 Définitions
8 .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 Symboles et unités
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1 Symboles
4.2 Indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
6 Instruments de mesurage de la pression
61 . Baromètres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
62 . Manomètres . . . .*.*.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
63 . Amortissement des manomètres
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
64 . Vérification des manomètres
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
65 . Position des manomètres
7 Détermination de la pression moyenne de l’air dans un conduit
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.1 Méthodes de mesurage
7.2 Utilisation des prises de pression à la paroi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3 Réalisation des prises de pression à la paroi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
7.4 Emplacement et raccordement
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5 Vérification de la conformité
. . . . . . . . . . . .a. 16
7.6 Utilisation d’un tube de Pitot double
8 Mesurage de la température . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.1 Thermomètres
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2 Emplacement du thermomètre
8.3 Humidité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
0 ISO 1997
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par
micro-
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films, sans l’accord écrit de l’éditeur.
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Internet [e-mail]
x.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Imprimé en Suisse
tt
@ ISO ISO 5801:1997(F)
9 Mesurage de la vitesse de rotation . 17
9.1 Vitesse de rotation de l’arbre du ventilateur. . 17
9.2 Exemples de méthodes utilisables . 17
10 Détermination de la puissance absorbée . 18
10.1 Précision de mesurage . 18
10.2 Puissance à l’arbre du ventilateur . 18
10.3 Détermination de la puissance à l’arbre du ventilateur par
............................................................
mesure électrique 18
10.4 Puissance à la roue . 19
10.5 Systèmes de transmission . 19
11 Mesurage des dimensions et détermination des aires . 19
11.1 Dispositifs de mesurage du débit . 19
11.2 Tolérances sur les dimensions . 19
11.3 Détermination des aires des sections droites. . 20
12 Détermination de la masse volumique de l’air, de la constante
massique de l’air humide et de la viscosité . 20
12.1 Masse volumique de l’air dans le local d’essais, cons-
tante massique de l’air humide et masse volumique
...........................................
moyenne dans une section x 20
........................... 21
12.2 Détermination de la pression de vapeur
............................... 22
12.3 Détermination de la viscosité de l’air
13 Détermination du débit . 23
13.1 Généralités . 23
13.2 Systèmes déprimogènes en ligne . 24
Méthodes d’exploration du champ des vitesses . 26
13.3
14 Calcul des résultats d’un essai . 26
14.1 Généralités . 26
14.2 Système d’unités . 26
14.3 Température . 26
14.4 Nombre de Mach et conditions de référence . 27
14.5 Élévation de pression du ventilateur . 32
14.6 Calcul de la pression de stagnation dans une section de
référence du ventilateur à partir de la pression effective
mesurée dans la section x, Pex, du conduit d’essai. . 34
14.7 Débit-volume à l’aspiration . 35
14.8 Puissance aéraulique et rendement du ventilateur. . 35
14.9 Méthodes de calcul simplifiées .
15 Règles de transposition des résultats .
.................
15.1 Lois de similitudes relatives aux ventilateurs. 45
15.2 Règles de transposition . 46
. . .
ttt
@ ISO
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*. 50
16 Courbes caractéristiques des ventilateurs
16.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Méthodes de tracé
16.3
Courbes caractéristiques à vitesse de rotation constante
16.4 Courbes caractéristiques à vitesse de rotation réelle . . . . . .
16.5 Courbes caractéristiques d’un ventilateur à régime ré-
glable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16.6 Courbes caractéristiques complètes
16.7 Essais pour un point de fonctionnement spécifié . . . . . .*.
.............................................................
17 Analyse des incertitudes
17.1 Principe .
............................................ 53
17.2 Analyse avant et après essai
.........................................................
17.3 Procédure d’analyse
............................................ 54
17.4 Propagation des incertitudes
......................................................
17.5 Rapport d’incertitudes
................ 54
Incertitude de mesurage maximale autorisée.
17.6
.......... 55
17.7 Incertitudes maximales permises sur les résultats
.......................................................
18 Choix de la méthode d’essai
....................................................................
18.1 Classification
.............................................................
18.2 Type d’installation
................................................................
18.3 Rapport d’essai
...............................................
18.4 Installations de l’utilisateur
..........................................................................
18.5 Variantes
.....................................................
18.6 Simulation de conduits
.......................
19 Installation du ventilateur et des circuits d’essai.
................................................
19.1 Aspiration et refoulement
.......................................................... 58
19.2 Circuits aérauliques
19.3 Local d’essais .
.................... 58
19.4 Adaptation du circuit d’essai au ventilateur.
19.5 Aire de l’ouïe de refoulement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20 Réalisation de l’essai
Fluide utilisé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20.1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20.2 Vitesse de rotation
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
20.3 Fonctionnement stable
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
20.4 Conditions ambiantes
20.5 Relevés de pression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Essais pour un point de fonctionnement donné . . . . . . . . . . . . . .
20.6
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
20.7 Essais de caractéristiques
20.8 Plage de fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
iv
@ ISO ISO 5801:1997(F)
21 Détermination du débit . 59
21.1 Venturi-tuyère ISO (voir ISO 5167-I) . 60
21.2 Venturi-tuyère ou tuyères multiples . 60
21.3 Tuyère quart de cercle à l’aspiration .
21.4 Tuyère conique à l’aspiration .
21.5 Diaphragmes .
...............................
21.6 Tube de Pitot double (voir ISO 3966) 60
...........................
22 Détermination du débit par Venturi-tuyère ISO 60
22.1 Tracé . 60
22.2 Venturi-tuyère à aspiration libre . 61
22.3 Caractéristiques de la tuyère . 63
22.4 Incertitudes . 66
23 Détermination du débit par batterie de tuyères ou Venturi-
tuyère . 66
23.1 Installation .
..........................................................
23.2 Forme géométrique 66
23.3 Zone d’aspiration .
23.4 Caractéristiques des tuyères multiples et des Venturi-
tuyères . 68
23.5 Incertitudes . 70
24 Détermination du débit par tuyère quart de cercle à l’aspiration. 70
24.1 Installation . 70
24.2 Forme géométrique . 71
24.3 Espace libre en amont de l’entrée de la tuyère. . 71
...................... 71
24.4 Performances de la tuyère quart de cercle
24.5 Incertitude .
25 Détermination du débit par entrée conique .
25.1 Forme géométrique . 72
25.2 Écrans de charge . 72
.............................................................. 73
25.3 Zone d’aspiration
............................ 73
25.4 Caractéristiques des entrées coniques
25.5 Incertitudes .
...................................... 74
26 Détermination du débit par diaphragme
26.1 Installation .
26.2 Diaphragme .
26.3 Conduits . 79
26.4 Prises de pression . 79
26.5 Calcul du débit-masse . 79
26.6 Nombre de Reynolds . 80

26.7 Diaphragme en conduit avec prises de pression à D et
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Dl2
26.8 Diaphragme en conduit avec prises de pression dans les
angles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .**.
26.9 Diaphragme au refoulement avec prises de pression à la
paroi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
26.10 Diaphragme à l’aspiration avec prises de pression dans
..*......................................................................
les angles 85
26.11 Diaphragme à l’aspiration avec prises de pression à la
paroi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
27 Détermination du débit par exploration du champ des vitesses
au moyen de tubes de Pitot doubles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27.2 Tubes de Pitot doubles . . . . . . . . . . . . .*.
27.3 Vitesses limites de l’air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27.4 Position des points de mesurage . . . . . . . . . . . . . . . . . . .“.
27.5 Détermination du débit
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
27.6 Coefficient de débit
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
27.7 Incertitude de mesure
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
28 Types d’installation et montages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*.~.~-. 95
28.1 Type A: aspiration libre et refoulement libre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28.2 Type B: aspiration libre et refoulement en conduit . . . . . . . . . .
28.3 Type C: aspiration en conduit et refoulement libre . . . . . . . . . .
28.4 Type D: aspiration en conduit et refoulement en conduit
28.5 Types d’installation d’essais
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
29 Composants des circuits normalisés
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*.
29.1 Symboles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29.2 Composants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29.3 Dispositifs de mesure du débit
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
30 Tronçons communs pour ventilateurs à ouïes raccordées.
30.1 Tronçons communs
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30.2 Tronçon commun au refoulement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30.3 Tronçon commun à l’aspiration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30.4 Conduit de simulation au refoulement
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
30.5 Conduit de simulation à l’aspiration
. . . . . . . . . . . . . . . .*. 106
30.6 Pertes d’énergie dans les circuits aérauliques normalisé
31 Chambres d’essais normalisées
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
31.1 Chambre d’essais
............................................................. 109
31.2 Systèmes de réglage et d’assistance
.............................. 114
31.3 Chambres d’essais à l’aspiration normalisées
................. 115
vi
@ ISO ISO 5801:1997(F)
31.4 Chambres d’essais au refoulement normalisées . . . . . . . . . . . . . 116
Méthodes normalisées avec chambre d’essais - Installations
de type A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
32.1 Types d’installation du ventilateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
32.2 Chambres d’essais à l’aspiration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
32.3 Chambres d’essai au refoulement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Méthodes normalisées avec conduits d’essai au refoulement -
Installations de type B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
33.1 Types d’installation du ventilateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
refoulement avec dispositif 141
33.2 Conduits d’essai au
antigiratoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
33.3 Conduits d’essai au refoulement sans dispositif
antigiratoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34 Méthodes normalisées avec conduits ou chambres d’essais à
l’aspiration - Installations de type C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
34.1 Types d’installation du ventilateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
34.2 Conduits d’essai à l’aspiration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
34.3 Chambres d’essais à l’aspiration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
35 Méthodes normalisées avec conduits d’essai à l’aspiration et au
refoulement - Installations de type D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*. 193
35.1 Types d’installation de ventilateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Installation de type B, avec tronçon commun et dispositif
35.2
antigiratoire au refoulement et avec conduit d’aspiration
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ou conduit de simulation à l’aspiration 197
35.3 Installation de type B, sans dispositif antigiratoire ni tron-
çon commun au refoulement et avec conduit d’aspira- 205
tion ou conduit de simulation à l’aspiration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35.4 Installation de type C, avec tronçon commun et dispositif
antigiratoire au refoulement et tronçon commun d’aspi- 208
ration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Installation de type C, avec conduit de simulation sans
35.5
dispositif antigiratoire au refoulement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Annexes
A Élévation de pression du ventilateur et types d’installation . 224
Ventilateur extracteur de toiture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
C Calcul direct de Psgn et Pn dans la section n du ventilateur
- Types d’installation B, C et D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
D Coude au refoulement d’un ventilateur dont l’axe de refou-
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
lement n’est pas horizontal
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
E Bibliographie 237
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 5801 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC 117, Ventilateurs industriels, sous-comité SC 1, Essais aérauliques
des ventilateurs sur circuits normalisés.
Les annexes A, B et C font partie intégrante de la présente Norme inter-
nationale. Les annexes D et E sont données uniquement à titre d’informa-
tion.
. . .
VIII
@ ISO
Introduction
La présente Norme internationale est le résultat de presque trente années
de discussions, d’essais comparatifs et d’analyses approfondies effectués
par d’éminents spécialistes de l’industrie des ventilateurs et des organis-
mes de recherches à travers le monde.
Depuis de nombreuses années, il avait été démontré que les codes d’es-
sais aérauliques des ventilateurs établis par différents pays ne condui-
saient pas toujours aux mêmes résultats.
La nécessité d’une Norme internationale était évidente depuis un certain
temps et les travaux du comité lSO/rC 117 commencèrent en 1963.
D’importants progrès ont été accomplis au cours du temps, et, bien que la
Norme internationale elle-même ne soit pas publiée, les révisions subsé-
quentes des différentes normes nationales d’essais conduisirent à un
meilleur accord entre elles.
II est maintenant devenu possible d’achever cette Norme internationale
par un accord sur quelques points essentiels. II faut garder en mémoire
que l’équipement d’essai, en particulier pour les grands ventilateurs, coûte
très cher et il était indispensable d’inclure dans la présente Norme interna-
tionale de nombreux montages provenant des différents codes d’essais
nationaux afin d’autoriser leur emploi futur. Ceci explique l’important vo-
lume de ce document.
Les points caractéristiques de la présente Norme internationale sont les
suivants:
Types d’installation
a)
Étant donné que le raccordement d’un conduit à l’ouïe de refoulement
et/ou à l’ouïe d’aspiration d’un ve,ntilateur modifie ses performances, il a
été admis que quatre types d’installation normalisés devaient être distin-
gués.
Ce sont
type A: aspiration libre et refoulement libre;
- type B: aspiration libre et refoulement en conduit;
type C: aspiration en conduit et refoulement libre;
- type D: aspiration en conduit et refoulement en conduit.
Un ventilateur utilisable suivant plusieurs types d’installation aura autant
de caractéristiques de fonctionnement normalisées. L’utilisateur devra
choisir le type d’installation le plus proche de son application.

b) Tronçons communs
Les différences constatées lors d’essai d’un même ventilateur suivant dif-
férents codes d’essais, dépendent principalement de la forme de I’écou-
lement au refoulement de celui-ci, qui, souvent mineur, peut avoir une
influence significative. II a été admis, par un accord général, qu’il est es-
sentiel que tous les circuits d’essais de ventilateurs aient des éléments
communs, adjacents aux ouïes d’aspiration et de refoulement, suffisants
pour assurer une détermination uniforme de la pression du ventilateur.
Les variations géométriques de ces tronçons communs sont strictement
limitées.
Cependant, un accord conventionnel a été adopté concernant quelques
cas particuliers:
1) Dans le cas de ventilateurs centrifuges ou tangentiels dont I’écoule-
ment au refoulement est sans giration, il est possible d’utiliser un conduit
de refoulement simplifié sans redresseur tel que décrit en 30.2 f), lorsque
le ventilateur refoule directement à l’air libre ou dans une chambre de me-
sure.
2) Pour les grands ventilateurs (diamètre de refoulement supérieur à
800 mm) il peut être difficile d’effectuer les essais avec les tronçons
communs de refoulement normalisés à redresseur incorporé. Dans ce cas,
par accord mutuel entre les parties concernées, les performances du venti-
lateur peuvent être mesurées en utilisant le montage décrit en 30.2 f),
c’est-à-dire avec un conduit de refoulement de longueur 20. Les résultats
ainsi obtenus peuvent différer, dans une certaine mesure, de ceux corres-
pondant à l’emploi du montage normalisé type D, en particulier si I’écou-
lement au refoulement du ventilateur à une forte composante giratoire.
L’estimation de la valeur possible de ces écarts est encore un sujet de re-
cherche.
c) Calculs
L’élévation de pression du ventilateur est, par définition, la différence entre
la pression de stagnation au refoulement et la pression de stagnation à
l’aspiration. La compressibilité de l’air doit être prise en compte lorsqu’une
haute précision doit être obtenue. Cependant, des méthodes simplifiées
peuvent être utilisées lorsque le nombre de Mach n’excède pas 0,15.
Une méthode de calcul de la pression de stagnation et de la pression ef-
fective dans une section de référence du ventilateur, issue des travaux du
groupe ad hoc du sous-comité SC 1 de l’lSO/TC 117 est donnée dans I’an-
nexe C.
Trois méthodes sont proposées pour le calcul de la puissance aéraulique
et du rendement. Ces trois méthodes donnent des résultats très voisins
(différences de quelques millièmes pour des taux de compression attei-
gnant 1,3).
Mesurage du débit
La détermination du débit a été complètement séparée de celle de la
pression du ventilateur. De nombreuses méthodes normalisées peuvent
être utilisées.
NORME INTERNATIONALE @ ISO ISO 5801:1997(F)
- Essais aérauliques sur circuits
Ventilateurs industriels
normalisés
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale traite de la détermination des performances des ventilateurs industriels de tous
types à l’exception de ceux étudiés uniquement pour la circulation de l’air, par exemple ventilateurs de plafond ou
de table.
Elle donne également des estimations de l’incertitude de mesurage ainsi que des règles de conversion des résul-
tats d’essais en fonction des variations de vitesse de rotation et du gaz transporté, et, de la taille du ventilateur
dans le cas d’essais sur maquette, les limites d’utilisation de ces règles sont spécifiées.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au moment de la publication, les éditions indiquées
étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente
Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des normes
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur
à un moment donné.
- Méthode d’exploration du champ des
ISO 3966: 1977, Mesure du débit des fluides dans les conduites fermées
vitesses au moyen de tubes de Pitot doubles.
ISO 5167-I :1991, Mesure de débit des fluides au moyen d’appareils déprimogènes - Partie 1: Diaphragmes, tuyè-
res et tubes de Venturi insérés dans des conduites en charge de section circulaire.
ISO 5168: --Il, Mesure de débit des fluides - Calcul de l’incertitude.
- Règles pour la technique de mesure du débit d’air dans un conduit
ISO 5221 :1984, Distribution et diffusion d’air
aéraulique.
CEI 34-2: 1972, Machines électriques tournantes - Partie 2: M&hodes pour la détermination des pertes et du ren-
dement des machines électriques tournantes à partir d’essais (à l’exclusion des machines pour véhicules de trac-
tion).
CEI 51-2: 1984, , Appareils mesureurs électriques indicateurs analogiques à action directe et leurs accessoires -
Partie 2: Prescriptions particulières pour les ampèremètres et les voltmètres.
CEI 51-3:1984, Appareils mesureurs électriques indicateurs analogiques à action directe et leurs accessoires -
Partie 3: Prescrip fions particulières pour les wattmètres et les varmètres.
CEI 51-4:1984, Appareils mesureurs électriques indicateurs analogiques à action directe et leurs accessoires -
Partie 4: Prescriptions particulières pour les fréquencemè tres.
1) À publier. (Révision de NS0 5168:1978)

@ ISO <
3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions données dans I’ISO 5168 et les définitions
suivantes s’appliquent.
NOTE 1 Tous les symboles figurant dans la présente Norme internationale sont répertoriés avec leurs unités dans l’article 4.
31 . aire de la section d’un conduit, A,: Aire du conduit dans le plan x.
3.2 aire de l’ouïe d’aspiration du ventilateur, Al: Surface plane limitée par l’extrémité amont du ventilateur.
L’aire de l’ouïe d’aspiration est, par convention, l’aire brute de la surface du plan d’aspiration située à l’intérieur de
l’enveloppe.
3.3 aire de l’ouïe de refoulement, AZ: Surface plane limitée par l’ouïe aval du ventilateur.
L’aire de I’ou’ie de refoulement est par convention l’aire brute du plan de refoulement située à l’intérieur de I’enve-
loppe.
3.4 température, t: Température de l’air ou des fluides mesurée par une sonde de température.
3.5 température absolue, 0: Température thermodynamique.
O=t+273,15
NOTE 2 Dans la suite du document, 0 indique la température absolue et t la température Celsius.
3.6 constante massique d’un gaz, R:
Pour un gaz parfait, l’équation d’état s’écrit
R=287 J-kg-’ . K-l pour l’air sec.
37 . exposant isentropique, K:
Pour un gaz parfait et une transformation isentropique,
P
- = constant
K
P
K = 1,4 pour l’air atmosphérique.
38 . capacité thermique. massique à pression constante, cp:
Pour un gaz parfait,
=LR
cp K-l
39 . capacité thermique massique à volume constant, cv:
Pour un gaz parfait,
=-
’ R
CV
K-l
3.10 coefficient de compressibilité, Z:
Pour un gaz parfait, 2 = 1
0 ISO
Pour un gaz réel,
et Z est une fonction des rapports p/pc et oloC
où
pc est la pression critique du gaz;
OC est la température critique du gaz.
3.11 température de stagnation (ou d’arrêt) en un point, eSg: Température absolue qui existe en un point de
stagnation isentropique d’un écoulement de gaz parfait sans apport de chaleur ou d’énergie.
La température de stagnation dans un conduit est constante et, pour un conduit d’aspiration, elle est égale à la
température dans le local d’essai.
3.12 température du fluide en un point; température statique en un point, 0: Température absolue relevée
par une sonde thermique se déplaçant à la vitesse du fluide.
Pour un écoulement de gaz parfait,
@ = Qss - VL
2c
P
où v est la vitesse du fluide en un point, en mètres secondes à la puissance moins un (ms-1).
Dans un conduit aéraulique, lorsque la vitesse augmente la température du fluide diminue.
3.13 température au thermomètre à bulbe sec, td: Température de l’air mesurée par une sonde de tempéra-
ture sèche dans l’enceinte d’essais à proximité de l’aspiration du ventilateur ou d’un conduit.
3.14 température authermomètre à bulbe humide, tw: Température de l’air mesurée par une sonde de tempé-
rature entourée d’une mèche mouillée et exposée à l’air en mouvement.
Lorsqu’elle est correctement mesurée, elle est très proche de la température de saturation adiabatique.
3.15 température de stagnation (ou d’arrêt) dans une section x, OSgx: Valeur moyenne dans le temps de la
température de stagnation intégrée sur toute l’aire de la section droite du conduit considéré.
3.16 température du fluide ou température statique dans une section x, @x: Valeur moyenne dans le temps
de la température du fluide intégrée sur toute l’aire de la section droite du conduit considéré.
3.17 pression absolue en un point; pression absolue, p: Pression mesurée par rapport à une pression nulle, qui
s’exerce en un point au repos par rapport à l’air qui l’entoure.
3.18 pression atmosphérique, pa: Pression absolue de l’air libre à l’altitude moyenne du ventilateur.
Valeur de la pression lorsque la pression de référence est la
3.19 pression effective; pression statique pe:
pression atmosphérique au point de mesurage.
Elle peut être positive ou négative.
Pe = P - Pa
3.20 pression de stagnation d’arrêt) en un point, psg: Pression absolue qui serait mesurée en un point d’un
bu
écoule ment gazeux s’il pouvait amené au repo Is par une transformation isentropique.
être
Psg =p(l+p4a~)~
où Ma est le nombre de Mach en ce point (voir 3.23).
wso ‘
M: Facteur de correction appliqué à la pression dynamique en un point, et donné par
3.21 facteur de Mach, P’
l’expression
Psg - P
=-
FM
Pd
Le facteur de Mach peut être calculé par
* (2-K)Ah4 + (2-~)(3-2+4a6 +
. . .
F~=lc!$-+ 24
3.22 pression dynamique conventionnelle en un point, &-j: Pression calculée à partir de la vitesse v et de la
masse volumique de l’air au point considéré.
V2
Pd=PT
3.23 nombre de Mach en un point, Ma: Rapport de la vitesse du fluide gazeux en un point et de la vitesse du
son.
où
c est la vitesse du son,
R, est la constante massique du gaz humide.
Différence entre la pression de stagnation en un point
3.24 pression de stagnation effective en un point, pesg:
psg et la pression atmosphérique pa.
Pesg = Psg - Pa
Valeur moyenne dans le temps de la masse d’air qui traverse, par unité de temps, une
3.25 débit-masse, qm:
section droite spécifiée d’un conduit.
NOTE 3 Le débit-masse sera le même dans toutes les sections du circuit aéraulique du ventilateur aux fuites près.
3.26 pression effective moyenne dans une section x, pex: Valeur moyenne dans le temps de la pression effec-
tive intégrée sur toute l’aire de la section droite du conduit spécifiée.
3.27 pression absolue moyenne dans une section x, px: Valeur moyenne dans le temps de la pression intégrée
sur toute l’aire de la section droite du conduit spécifiée.
Px = Pex + Pa
3.28 masse volumique moyenne dans une section x, px: La masse volumique du fluide calculée à partir de la
pression absolue px et de !a température du fluide Ox.
=&L-
” R,,,,o,
où R,,,, est la constante massique du gaz humide.
3.29 débit-volume dans une section x, qvx: Quotient du débit-masse dans une section droite spécifiée d’un
conduit par la masse volumique moyenne dans le temps et l’espace dans cette section.
4m
=-
4vx
Px
3.30 vitesse moyenne dans une section x, v,-,,~:
Quotient du débit-volume dans une section spécifiée d’un con-
duit par l’aire de la section droite correspondante.
= qvx
vmx
AX
NOTE 4 II s’agit de la valeur moyenne dans le temps de la composante moyenne de la vitesse du fluide normale à la section.
@ ISO
Pression dynamique calculée à partir de la
3.31 pression dynamique conventionnelle dans une section x, &jx:
vitesse moyenne dans la section de conduit spécifiée.
NOTE 5 La pression dynamique conventionnelle est inférieure à la moyenne des pressions dynamiques dans la section.
3.32 nombre de Mach dans une section x, Ma,: Quotient de la vitesse moyenne par la vitesse du son dans la
section spécifiée du circuit.
Ma, = Vmx
/I/%@X
3.33 pression de stagnation (ou d’arrêt) moyenne dans une section x, psgx: Somme de la pression dynami-
et de la pression absolue moyenne du fluide dans la
que conventionnelle, corrigée par le facteur de Mach Ma,,
section px:
Psgx = Px + PdxFMx
NOTE 6 La pression de stagnation moyenne peut être calculée par l’expression
K
K-l
Ma 2 K-1
l+-
Psgx = Px
X
Différence entre la pression de
3.34* pmsskm de stagnation (,ou d’arrêt) effective dans une Section x, Pesgx:
stagrr;ati;onl moyenne dan,s une sec.tion& x, psgx, et la pression atmosphérique, pa.
pésgp = &gx - pa
3.35 température de stagnation (ou d’arrêt) à l‘aspiration, OssI: Température absolue dans l’enceinte d’essai
près de l’ouïe d’aspiration du ventilateur dans un plan où la vitesse de l’air est inférieure à 25 ms-1.
Dans ce cas, la température de stagnation peut être considérée comme égale à la température ambiante.
0 “sgl = 0, = ta + 273,15
3.36 masse volumique de stagnation (ou d’arrêt) à l’aspiration, psgl: Masse volumique calculée à partir de la
pression de stagnation à l’aspiration psgl et de la température de stagnation à l’aspiration 0,91:
Psgl
Pw’ ==
3.37 débit-volume de stagnation à l’aspiration, qvsgl: Quotient du débit-masse par la masse volumique de
stagnation à l’aspiration.
=AL
Wsgl
Psgl
3.38 élévation de pression du ventilateur, PF: Différence entre la pression de stagnation au refoulement et la
pression de stagnation à l’aspiration.
PF = Psg2 - kg1
Lorsque le nombre de Mach est inférieur à 0,15,
PF = PtF = Pt2 - Ptl
NOTE 7 II convient que le type d’installation A, B, C ou D soit porté en indice.
3.39 pression dynamique du ventilateur, Pd2: Pression dynamique conventionnelle au refoulement calculée à
partir du débit-masse, de la masse volumique moyenne au refoulement et de l’aire de l’ouïe de refoulement.
V2
l qrn
Pd2 =p*$L- -
2P2 A2
( 1
@ ISO 1
3.40 pression statique du ventilateur, PsF: Grandeur conventionnelle définie comme la différence entre I’éléva-
tion de pression du ventilateur et la pression dynamique corrigée par le facteur Mach.
PsF =Psg2 -Pd2’ FM2-!'sgl=P2 -Psgl
NOTE 8 II convient que le type d’installation A, B, C ou D soit porté en indice.
3.41 masse volumique moyenne, Pm: Valeur arithmétique moyenne des masses volumiques à l’aspiration et au
refoulement.
PI + P2
=-
Pm
3.42 masse volumique de stagnation, (ou d’arrêt) moyenne, Pmsg: Valeur arithmétique moyenne des masses
volumiques de stagnation à l’aspiration et au refoulement.
Psgl + Psg2
Pmsg =
du ventilateur, y: Accroissement de l’énergie mécanique par unité de masse du fluide
3.43 travail massique
traversant le ventilateur.
.I
V-
aAl ml
y peut être calculé comme indiqué en 3.47, c’est-à-dire
pu
=-
Y
qrn
La valeur obtenue diffère seulement de quelques millièmes de celle obtenue par l’expression donnée en premier.
NOTE 9 II convient que le type d’installation A, B, C ou D soit porté en indice.
3.44 travail massique statique du ventilateur, ys:
V2
P2 - PI aAl ml
=---------
Ys
Pm
NOTE 10 II convient que le type d’installation A, B, C ou D soit porté en indice.
3.45 rapport de pression du ventilateur, r: Rapport de la pression moyenne de stagnation au refoulement du
ventilateur a la valeur de celle-ci à l’aspiration.
r = Psg*/Psgl
3.46 coefficient de compressibilité, kp: Rapport du travail mécanique fourni à l’air par le ventilateur au travail
mécanique qui serait fourni à un même débit-masse de fluide incompressible avec la même masse volumique à
l’aspiration et le même taux de compression.
fourni découle de issance à la roue dans l’hypothèse d’une
Le travail la pu compression polytropique sans échange
de chaleu r à travers I’enveio
PPe*
k, est donné par l’expression
zkl"g10 I-
kp = iog'$ + zk(' - l)]
où
K - 1 PsglP,
zk =Y-*-
qmPF
diffèrent de moins de 2 x 1 O-3.
NoTE 11 +J et Psglhmsg
3.47 puissance aéraulique du ventilateur, P,: Puissance utile conventionnelle égale au produit du débit-masse
par le travail massique ou au produit du débit-volume à l’aspiration par l’élévation de pression du ventilateur et le
coefficient de compressibilité k,.
5 %?mY??Vsgl’PF ‘kp
NOTE 12 II convient que le type d’installation A, B, C ou D soit porté en indice.
3.48 puissance aéraulique statique du ventilateur, Pus: Puissance utile conventionnelle égale au produit du
débit-masse qm par le travail massique statique ou au produit du débit-volume à l’aspiration par le coefficient de
compressibilité k,, et la pression statique du ventilateur PsF, k,, est calculé à partir de r = p2/psg1.
P
US = qmk =qV~gl*~ps l PsF
NOTE 13 II convient que le type d’installation A, B, C ou D soit porté en indice.
3.49 puissance à la roue du ventilateur, P,: Puissance mécanique fournie à la roue, du ventilateur.
puissance à l’arbre du ventilateur, Pa: Puissance mécanique fournie à l’arb
...

NORME
IS0
I NTE RNATI ON ALE
Première édition
1997-06-01
Ventilateurs industriels - Essais aérauliques
sur circuits normalisés
Industrial fans - Performance testing using standardized airways
Numéro de référence
IS0 5801 :I 997(F)
IS0 5801:1997(F)
Page
Sommaire
1 Domaine d'application .
2 Références normatives . _.
..
3 Définitions . .
4 Symboles et unités 8
4.1 Symboles . . 8
4.2 Indices ._. . . . . 12
5 Généralités .___. . 12
Instruments de mesurage de la pression .
6.1 Baromètres . 13
6.2 Manomètres . 14
6.3 Amortissement des manomètres .
6.4 Vérification des manomètres .
6.5 Position des manomètres .
Détermination de la pression moyenne de l'air dans un conduit 14
7.1 Méthodes de mesurage . 14
7.2 Utilisation des prises de pression a la paroi . 15
7.3 Réalisation des prises de pression à la paroi .
7.4 Emplacement et raccordemen . 15
7.5 Vérification de la conformité . 16
7.6 Utilisation d'un tube de Pitot double . 16
Mesurage de la température . 16
8.1 Thermomètres . . . . . . . . . . 16
8.2 Emplacement du thermomètre . 17
8.3 Humidité . 17
O IS0 1997
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette
publication ne peut etre reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par
aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les micro-
films, sans l'accord hit de I'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 CH-1 21 1 Geneve 20 Suisse
Internet [e-mail]
X.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Imprimé en Suisse
Il
0 IS0 IS0 5801:1997(F)
9 Mesurage de la vitesse de rotation . 17
9.1 Vitesse de rotation de l'arbre du ventilateur . 17
9.2 Exemples de méthodes utilisables .
Détermination de la puissance absorbée . 18
10.1 Précision de mesurage .
Puissance à l'arbre du ventilateur .
10.2 18
10.3 Détermination de la puissance à l'arbre du ventilateur par
mesure électrique . 18
10.4 Puissance à la roue . 19
10.5 Systèmes de transmission .
11 Mesurage des dimensions et détermination des aires . 19
11.1 Dispositifs de mesurage du débit . 19
11.2 Tolérances sur les dimensions . 19
11.3 Détermination des aires des sections droites . 20
12 Détermination de la masse volumique de l'air, de la constante
massique de l'air humide et de la viscosité . 20
12.1 Masse volumique de l'air dans le local d'essais, cons-
tante massique de l'air humide et masse volumique
moyenne dans une section x . 20
12.2 Détermination de la pression de vapeur 21
12.3 Détermination de la viscosité de l'air . 22
Détermination du débit .
13 23
13.1 Généralités .
13.2 Systèmes déprimogènes en ligne . 24
13.3 Méthodes d'exploration du champ des vitesses . 26
14 Calcul des résultats d'un essai . 26
14.1 Généralités .
14.2 Système d'unités .
14.3 Température .
14.4 Nombre de Mach et conditions d 27
14.5 Élévation de pression du ventilateur . 32
14.6 Calcul de la pression de stagnation dans une section de
référence du ventilateur à partir de la pression effective
mesurée dans la section x, ,vex, du conduit d'essai . 34
14.7 Débit-volume à l'aspiration . 35
14.8 Puissance aéraulique et rendement du ventilateur . 35
14.9 Méthodes de calcul simplifiées . 40
15 Rkgles de transposition des résu
15.1 Lois de similitudes relativ 45
15.2 Règles de transposition . 46
...
IS0 5801:1997(F) 0 IS0
16 Courbes caractéristiques des ventilateurs .
16.1 Généralités .
16.2 Méthodes de tracé .
Courbes caractéristiques à vitesse de rotation constante 50
16.3
Courbes caractéristiques à vitesse de rotation réelle . 50
16.4
Courbes Caractéristiques d'un ventilateur à régime ré-
16.5
glable . .
16.6 Courbes caractéristiques complètes .
16.7 Essais pour un point de fonctionnement spécifié .
17 Analyse des incertitudes .
17.1 Principe . . 52
17.2 Analyse avant et apr
17.3 Procédure d'analyse .
17.4 Propagation des incertitudes .
17.5 Rapport d'incertitudes .
Incertitude de mesurage maximale autorisée .
17.6
Incertitudes maximales permises sur les résultats . 55
17.7
Choix de la méthode d'essai . 55
...
18.1 Classification . 55
18.2 Type d'installation .
18.3 Rapport d'essai .
18.4 Installations de l'utilisateur . 57
18.5 Variantes . . 57
18.6 Simulation de conduits .
Installation du ventilateur et des circuits d'essai . 57
19.1 Aspiration et refoulement .
19.2 Circuits aérauliques . 58
19.3 Local d'essais . 58
Adaptation du circuit d'essai au 58
19.4
Aire de l'ouïe de refoulement . 58
19.5
Réalisation de l'essai . . 58
20.1 Fluide utilisé . 58
20.2 Vitesse de rotation .
20.3 Fonctionnement stable . 59
20.4 Conditions ambiantes . 59
20.5 Relevks de pression . 59
20.6 Essais pour un point de fonctionnement donné . 59
20.7 Essais de caractéristiques . 59
20.8 Plage de fonctionnement . . .
IV
0 IS0 IS0 5801 :I 997 (FI
21 Détermination du débit . . 59
21.1 Venturi-tuyère IS0 (voir IS0 51 67-1 60
21.2 Venturi-tuyère ou tuyères multiples 60
21.3 Tuyère quart de cercle à I'aspiratio 60
21.4 Tuyère conique à l'aspiration . 60
21.5 Diaphragmes . 60
21.6 Tube de Pitot double (voir IS0 3966) 60
22 Détermination du débit par Venturi-tuyère IS 60
22.1 Tracé . . . 60
22.2 Venturi-tuyère à aspiration libre . 61
22.3 Caractéristiques de la tuyère . 63
22.4 Incertitudes . . 66
Détermination du débit par batterie de tuyères ou Venturi-
tuyère . . .
23.1 Installation .
23.2 Forme géométrique .
23.3 Zone d'aspiration .
23.4 Caractéristiques des tuyères multiples et des Venturi-
.................................................................
23.5 Incertitudes . 70
24 Détermination du débit par tuyère quart de cercle 8 l'aspiration .
24.1 Installation .
....... 70
24.2 Forme géombtrique . 71
24.3 Espace libre en amon 71
24.4 Performances de la tuyère quart de cercle . 71
24.5 Incertitude . 71
Détermination du débit par entrée conique . 71
25.1 Forme géométrique . . 72
25.2 Écrans de charge . . 72
25.3 Zone d'aspiration . . 73
25.4 Caractéristiques des entrées coniques .
25.5 Incertitudes . .
................ 74
26 Determination du débit par diaphragme
26.1 Installation . . 74
26.2 Diaphragme . .
26.3 Conduits . 79
26.4 Prises de pression . 79
26.5 Calcul du débit-masse . .
26.6 Nombre de Reynolds .
V
IS0 5801:1997(F) 0 IS0
26.7 Diaphragme en conduit avec prises de pression à D et
Dl2 , . , . . , . , . , . . , , . . . . . . . . . . . . . . . . , . , . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Diaphragme en conduit avec prises de pression dans les
26.8
angles . 82
26.9 Diaphragme au refoulement avec prises de pression à la
paroi . . 82
26.10 Diaphragme à l'aspiration avec prises de pression dans
les angles . .
26.11 Diaphragme à l'aspiration avec prises de pression à la
paroi. .
27 Détermination du débit par exploration du champ des vitesses
au moyen de tubes de Pitot doubles . 88
27.1 Généralités . 88
27.2 Tubes de Pitot doubles . 88
27.3 Vitesses limites de l'air 93
27.4 Position des points de mesurage .
27.5 Détermination du débit
27.6 Coefficient de débit .
27.7 Incertitude de mesure .
28 Types d'installation et montages . 95
28.1 Type A: aspiration libre et refoulement libre 95
28.2 Type B: aspiration libre et refoulement en conduit . 95
28.3 Type C: aspiration en conduit et refoulement libre . 95
28.4 Type D: aspiration en conduit et refoulement en conduit 96
28.5 Types d'installation d'essais . 96
29 Composants des circuits normalisés . . . , . . . . . . . . ._, . . . . . . . 96
29.1 Symboles . 96
29.2 Composants .
Dispositifs de mesure du d
29.3 99
30 Tronçons communs pour ventilateurs à ou'ies raccordées. 1 O0
30.1 Tronçons communs 1 O0
30.2 Tronçon commun au refoul 1 O0
30.3 Tronçon commun à l'aspiration . 103
30.4 Conduit de simulation au refoulement . 105
30.5 Conduit de simulation à l'aspiration . 106
30.6 Pertes d'énergie dans les circuits aérauliques normalisé 106
31 Chambres d'essais normalisée 1 O9
31.1 Chambre d'essais . 1 O9
31.2 114
Systèmes de réglage et d'assistance .
31.3 Chambres d'essais à l'aspiration normalisées . 115
vi
@ IS0 IS0 5801:1997(F)
31.4 Chambres d'essais au refoulement normalisées ____.
32 Méthodes normalisées avec chambre d'essais - Installations
de type A . 117
32.1 Types d'installation du ventilateur . 117
32.2 Chambres d'essais à l'aspiration . 118
32.3 Chambres d'essai au refoulement 133
Méthodes normalisées avec conduits d'essai au refoulement -
Installations de type B . 141
33.1 Types d'installation du ventilateur . 141
33.2 Conduits d'essai au refoulement avec dispositif 141
antigiratoire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . __. ._. . . . . . . . . . ., . . . . . . . . . . . . . . . .
33.3 Conduits d'essai au refoulement sans dispositif
.. .
antigiratoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Méthodes normalisées avec conduits ou chambres d'essais à
l'aspiration - Installations de type C 164
34.1 Types d'installation du ventilateur . 164
34.2 Conduits d'essai à l'aspiration . 165
34.3 Chambres d'essais à l'aspiration .
35 Méthodes normalisées avec conduits d'essai à l'aspiration et au
refoulement - Installations de type D .
35.1 Types d'installation de ventilateur . 193
35.2 Installation de type B, avec tronçon commun et dispositif
antigiratoire au refoulement et avec conduit d'aspiration
ou conduit de simulation à l'aspiration .
35.3 Installation de type B, sans dispositif antigiratoire ni tron-
çon commun au refoulement et avec conduit d'aspira- 205
tion ou conduit de simulation à l'aspiration .
35.4 Installation de type C, avec tronçon commun et dispositif
antigiratoire au refoulement et tronçon commun d'aspi- 208
ration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Installation de type C, avec conduit de simulation sans
35.5
dispositif antigiratoire au refoulement . 214
Annexes
A Élévation de pression du ventilateur et types d'installation. 224
B Ventilateur extracteur de toiture . 228
C Calcul direct de psgn et pn dans la section n du ventilateur
- Types d'installation B, C et D . 230
D Coude au refoulement d'un ventilateur dont l'axe de refou-
lement n'est pas horizontal . 234
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
E
vii
IS0 5801:1997(F) 0 IS0
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I'ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I'ISO participent également aux travaux. L'ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale IS0 5801 a été élaborée par le comité technique
lSO/lC 1 17, Ventilateurs industriels, sous-comité SC 1, Essais aérauliques
des ventilateurs sur circuits normalisés.
Les annexes A, B et C font partie intégrante de la présente Norme inter-
nationale. Les annexes D et E sont données uniquement à titre d'informa-
tion.
viii
0 IS0 IS0 5801:1997(F)
Introduction
La présente Norme internationale est le résultat de presque trente années
de discussions, d'essais comparatifs et d'analyses approfondies effectués
par d'éminents spécialistes de l'industrie des ventilateurs et des organis-
mes de recherches à travers le monde.
Depuis de nombreuses années, il avait été démontré que les codes d'es-
sais aérauliques des ventilateurs établis par différents pays ne condui-
saient pas toujours aux mêmes résultats.
La nécessité d'une Norme internationale était évidente depuis un certain
temps et les travaux du comité ISO/TC 117 commencèrent en 1963.
D'importants progrès ont été accomplis au cours du temps, et, bien que la
Norme internationale elle-même ne soit pas publiée, les révisions subsé-
quentes des différentes normes nationales d'essais conduisirent à un
meilleur accord entre elles.
II est maintenant devenu possible d'achever cette Norme internationale
par un accord sur quelques points essentiels. II faut garder en mémoire
que I'équipement d'essai, en particulier pour les grands ventilateurs, coûte
très cher et il était indispensable d'inclure dans la présente Norme interna-
tionale de nombreux montages provenant des différents codes d'essais
nationaux afin d'autoriser leur emploi futur. Ceci explique l'important vo-
lume de ce document.
Les points caractéristiques de la présente Norme internationale sont les
suivants:
a) Types d'installation
Étant donné que le raccordement d'un conduit à l'ouïe de refoulement
et/ou à l'ouïe d'aspiration d'un ventilateur modifie ses performances, il a
été admis que quatre types d'installation normalisés devaient être distin-
gués.
Ce sont
- type A: aspiration libre et refoulement libre;
- type B: aspiration libre et refoulement en conduit;
- type C: aspiration en conduit et refoulement libre;
- type D: aspiration en conduit et refoulement en conduit.
Un ventilateur utilisable suivant plusieurs types d'installation aura autant
de caractéristiques de fonctionnement normalisées. L'utilisateur devra
choisir le type d'installation le plus proche de son application.
IX
IS0 5801 : 1997 (F)
b) Tronçons communs
Les différences constatées lors d'essai d'un même ventilateur suivant dif-
férents codes d'essais, dépendent principalement de la forme de I'écou-
lement au refoulement de celui-ci, qui, souvent mineur, peut avoir une
influence significative. II a été admis, par un accord général, qu'il est es-
sentiel que tous les circuits d'essais de ventilateurs aient des éléments
communs, adjacents aux ouïes d'aspiration et de refoulement, suffisants
pour assurer une détermination uniforme de la pression du ventilateur.
Les variations géométriques de ces tronçons communs sont strictement
limitées.
Cependant, un accord conventionnel a été adopté concernant quelques
cas particuliers:
1) Dans le cas de ventilateurs centrifuges ou tangentiels dont I'écoule-
ment au refoulement est sans giration, il est possible d'utiliser un conduit
de refoulement simplifié sans redresseur tel que décrit en 30.2 f), lorsque
le ventilateur refoule directement à l'air libre ou dans une chambre de me-
sure.
2) Pour les grands ventilateurs (diamètre de refoulement supérieur à
800 mm) il peut être difficile d'effectuer les essais avec les tronçons
communs de refoulement normalisés à redresseur incorporé. Dans ce cas,
par accord mutuel entre les parties concernées, les performances du venti-
lateur peuvent être mesurées en utilisant le montage décrit en 30.2 f),
c'est-à-dire avec un conduit de refoulement de longueur 20. Les résultats
ainsi obtenus peuvent différer, dans une certaine mesure, de ceux corres-
pondant à l'emploi du montage normalisé type D, en particulier si I'écou-
lement au refoulement du ventilateur à une forte composante giratoire.
L'estimation de la valeur possible de ces écarts est encore un sujet de re-
cherche.
c) Calculs
L'élévation de pression du ventilateur est, par définition, la différence entre
la pression de stagnation au refoulement et la pression de stagnation à
l'aspiration. La compressibilité de l'air doit être prise en compte lorsqu'une
haute précision doit être obtenue. Cependant, des méthodes simplifiées
peuvent être utilisées lorsque le nombre de Mach n'excède pas 0,15.
Une méthode de calcul de la pression de stagnation et de la pression ef-
fective dans une section de référence du ventilateur, issue des travaux du
groupe ad hoc du sous-comité SC 1 de I'ISO/TC 117 est donnée dans I'an-
nexe C.
Trois méthodes sont proposées pour le calcul de la puissance aéraulique
et du rendement. Ces trois méthodes donnent des résultats très voisins
(différences de quelques millièmes pour des taux de compression attei-
gnant 1,3).
d) Mesurage du débit
La détermination du débit a été complètement séparée de celle de la
pression du ventilateur. De nombreuses méthodes normalisées peuvent
être utilisées.
X
NORME INTERNATIONALE O IS0 IS0 5801 : 1997 (F)
Ventilateurs industriels - Essais aérauliques sur circuits
normalisés
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale traite de la détermination des performances des ventilateurs industriels de tous
types à l'exception de ceux étudiés uniquement pour la circulation de l'air, par exemple ventilateurs de plafond ou
de table.
Elle donne également des estimations de l'incertitude de mesurage ainsi que des règles de conversion des résul-
tats d'essais en fonction des variations de vitesse de rotation et du gaz transporté, et, de la taille du ventilateur
dans le cas d'essais sur maquette, les limites d'utilisation de ces règles sont spécifiées.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au moment de la publication, les éditions indiquées
étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente
Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes des normes
indiquées ci-après. Les membres de la CE1 et de I'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur
à un moment donné.
IS0 3966:1977, Mesure du débit des fluides dans les conduites fermées - Méthode d'exploration du champ des
vitesses au moyen de tubes de Pitot doubles.
IS0 5167-1 :1991, Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes - Partie 1: Diaphragmes, tuyè-
res et tubes de Venturi insérés dans des conduites en charge de section circulaire.
IS0 5168:--1), Mesure de débit des fluides - Calcul de l'incertitude.
IS0 5221 : 1984, Distribution et diffusion d'air - Règles pour la technique de mesure du d6bit d'air dans un conduit
aéraulique.
CE1 34-2:1972, Machines électriques tournantes - Partie 2: Méthodes pour la détermination des pertes et du ren-
dement des machines électriques tournantes à partir d'essais (à l'exclusion des machines pour véhicules de trac-
tion).
CE1 51 -2:1984, , Appareils mesureurs électriques indicateurs analogiques à action directe et leurs accessoires -
Partie 2: Prescriptions particulières pour les ampèremètres et les voltmètres.
CE1 51 -3:1984, Appareils mesureurs électriques indicateurs analogiques à action directe et leurs accessoires -
Partie 3: Prescriptions particulières pour les wattmètres et les varmètres.
CE1 51 -4: 1984, Appareils mesureurs électriques indicateurs analogiques à action directe et leurs accessoires -
Partie 4: Prescriptions particulières pour les fréquencemètres.
1) À publier. (Révision de I'ISO 5168:1978)
IS0 5801:1997(F) 0 IS0
3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions données dans I'ISO 5168 et les définitions
suivantes s'appliquent .
NOTE 1 Tous les symboles figurant dans la présente Norme internationale sont répertoriés avec leurs unités dans l'article 4
3.1 aire de la section d'un conduit, A,: Aire du conduit dans le plan x.
3.2 aire de l'ouïe d'aspiration du ventilateur, Al: Surface plane limitée par l'extrémité amont du ventilateur
L'aire de l'ouïe d'aspiration est, par convention, l'aire brute de la surface du plan d'aspiration située à l'intérieur de
l'enveloppe.
3.3 aire de l'ouïe de refoulement, A$ Surface plane limitée par l'ouïe aval du ventilateur
L'aire de l'ouïe de refoulement est par convention l'aire brute du plan de refoulement située à l'intérieur de I'enve-
loppe.
3.4 température, t: Température de l'air ou des fluides mesurée par une sonde de température.
3.5 température absolue, O: Température thermodynamique.
O = t + 273,15
NOTE 2 Dans la suite du document, O indique la température absolue et t la température Celsius.
3.6 constante massique d'un gaz, R:
Pour un gaz parfait, I'équation d'état s'écrit
P
R = 287 J. kg-' . K-' pour l'air sec.
3.7 exposant isentropique, K:
Pour un gaz parfait et une transformation isentropique,
P
- = constant
PIc
K = 1,4 pour l'air atmosphérique.
3.8 capacité thermique massique à pression constante, cp:
Pour un gaz parfait,
Y
3.9 capacité thermique massique à volume constant, cv:
Pour un gaz parfait,
3.10 coefficient de compressibilité, Z:
Pour un gaz parfait, Z = 1
0 IS0 IS0 5801:1997(F)
Pour un gaz réel,
Z=- P
pR O
et z est une fonction des rapports p/pc et O/@
où
pc est la pression critique du gaz;
O, est la température critique du gaz
3.11 température de stagnation (ou d'arrêt) en un point, Osg: Température absolue qui existe en un point de
stagnation isentropique d'un écoulement de gaz parfait sans apport de chaleur ou d'énergie.
La température de stagnation dans un conduit est constante et, pour un conduit d'aspiration, elle est égale à la
température dans le local d'essai.
3.12 température du fluide en un point; température statique en un point, O: Température absolue relevée
par une sonde thermique se déplaçantà la vitesse du fluide.
Pour un écoulement de gaz parfait,
où vest la vitesse du fluide en un point, en mètres secondes à la puissance moins un (ms-1).
Dans un conduit aéraulique, lorsque la vitesse augmente la température du fluide diminue
3.13 temperature au thermomètre a bulbe sec, Id: Température de l'air mesurée par une sonde de tempéra-
ture sèche dans l'enceinte d'essais à proximité de l'aspiration du ventilateur ou d'un conduit.
3.14 température au thermomètre à bulbe humide, t,: Température de l'air mesurée par une sonde de tempé-
rature entourée d'une mèche mouillée et exposée à l'air en mouvement.
Lorsqu'elle est correctement mesurée, elle est très proche de la température de saturation adiabatique.
3.15 température de stagnation (ou d'arrêt) dans une section x, Osgx: Valeur moyenne dans le temps de la
température de stagnation intégrée sur toute l'aire de la section droite du conduit considéré.
3.16 température du fluide ou température statique dans une section x, O,: Valeur moyenne dans le temps
de la température du fluide intégrée sur toute l'aire de la section droite du conduit considéré.
3.17 pression absolue en un point; pression absolue, p: Pression mesurée par rapport à une pression nulle, qui
s'exerce en un point au repos par rapport à l'air qui l'entoure.
3.18 pression atmosphérique, pa: Pression absolue de l'air libre à l'altitude moyenne du ventilateur.
3.19 pression effective; pression statique pe: Valeur de la pression lorsque la pression de référence est la
pression atmosphérique au point de mesurage.
Elle peut être positive ou négative.
3.20 pression de stagnation (ou d'arrêt) en un point, psg: Pression absolue qui serait mesurée en un point d'un
écoulement gazeux s'il pouvait être amené au repos par une transformation isentropique.
K
Psg =P ( I+- Ki1Mu2)=
où MU est le nombre de Mach en ce point (voir 3.23).
IS0 5801:1997(F) 0 IS0
3.21 facteur de Mach, FM: Facteur de correction appliqué à la pression dynamique en un point, et donné par
l'expression
Psg - P
FM=-
Pd
Le facteur de Mach peut être calculé par
(2 - K) (3 - 2K) MU6
Mu2 (2 - K) MU4
FM=I+- + + +. . .
4 24 192
3.22 pression dynamique conventionnelle en un point, Pd: Pression calculée à partir de la vitesse v et de la
masse volumique de l'air au point considéré.
3.23 nombre de Mach en un point, Mu: Rapport de la vitesse du fluide gazeux en un point et de la vitesse du
son.
V V
-
Mu=JG=C
où
c est la vitesse du son,
c = JKR,O
R, est la constante massique du gaz humide.
3.24 pression de stagnation effective en un point, Pesg: Différence entre la pression de stagnation en un point
psg et la pression atmosphérique Pa.
Pesg = Psg - Pa
3.25 débit-masse, qm: Valeur moyenne dans le temps de la masse d'air qui traverse, par unité de temps, une
section droite spécifiée d'un conduit.
NOTE 3 Le débit-masse sera le même dans toutes les sections du circuit aeraulique du ventilateur aux fuites près.
3.26 pression effective moyenne dans une section x, Pex: Valeur moyenne dans le temps de la pression effec-
tive intégrée sur toute l'aire de la section droite du conduit spécifiée.
3.27 pression absolue moyenne dans une section x, px: Valeur moyenne dans le temps de la pression intégrée
sur toute l'aire de la section droite du conduit spécifiée.
Px = Pex + Pa
3.28 masse volumique moyenne dans une section x, px: La masse volumique du fluide calculée à partir de la
pression absolue px et de la température du fluide Ox.
Px
px=-
RWOX
où R, est la constante massique du gaz humide.
3.29 débit-volume dans une section x, qvx: Quotient du débit-masse dans une section droite spécifiée d'un
conduit par la masse volumique moyenne dans le temps et l'espace dans cette section.
9vx =-f
PX
3.30 vitesse moyenne dans une section x, vmx: Quotient du débit-volume dans une section spécifiée d'un con-
duit par l'aire de la section droite correspondante.
- 4vx
Vrnx --
AX
NOTE 4 II s'agit de la valeur moyenne dans le temps de la composante moyenne de la vitesse du fluide normale à la section.
0 IS0 IS0 5801:1997(F)
3.31 pression dynamique conventionnelle dans une section x, Pdx: Pression dynamique calculée à partir de la
vitesse moyenne dans la section de conduit spécifiée.
NOTE 5 La pression dynamique conventionnelle est inférieure A la moyenne des pressions dynamiques dans la section.
3.32 nombre de Mach dans une section x, Mu,: Quotient de la vitesse moyenne par la vitesse du son dans la
section spécifiée du circuit.
Mux = vmx/JIcRwox
3.33 pression de stagnation (ou d'arrêt) moyenne dans une section x, psgx: Somme de la pression dynami-
que conventionnelle, corrigée par le facteur de Mach Ma,, et de la pression absolue moyenne du fluide dans la
section px:
Psgx = Px + Pdx FMx
NOTE 6 La pression de stagnation moyenne peut être calculée par l'expression
IC
( ", 1 Mux2)z
Psgx = Px 1 + -
3.34 pression de stagnation (ou d'arrêt) effective dans une section x, Pesgx: Différence entre la pression de
stagnation moyenne dans une section x, psgx, et la pression atmosphérique, Pa.
Pesgx = Psgx - Pa
3.35 température de stagnation (ou d'arrêt) à l'aspiration, Osgl : Température absolue dans l'enceinte d'essai
près de l'ouïe d'aspiration du ventilateur dans un plan où la vitesse de l'air est inférieure à 25 m ' s-1.
Dans ce cas, la température de stagnation peut être considérée comme égale à la température ambiante.
Osgl = 0, = ta + 273,15
3.36 masse volumique de stagnation (ou d'arrêt) à l'aspiration, psgl: Masse volumique calculée à partir de la
pression de stagnation à l'aspiration psgl et de la température de stagnation à l'aspiration Osgl :
Psgl
Psgl =-
RwOsgI
3.37 débit-volume de stagnation à l'aspiration, qvsgl: Quotient du débit-masse par la masse volumique de
stagnation à l'aspiration.
9m
4vsg1 = -
Psgl
3.38 élévation de pression du ventilateur, p~: Différence entre la pression de stagnation au refoulement et la
pression de stagnation à l'aspiration.
PF = Psg2 - Psgl
Lorsque le nombre de Mach est inférieur à 0.1 5,
PF = PtF = Pt2 - Ptl
NOTE 7 II convient que le type d'installation A, B, C ou D soit porte en indice.
3.39 pression dynamique du ventilateur, Pd2: Pression dynamique conventionnelle au refoulement calculée à
partir du débit-masse, de la masse volumique moyenne au refoulement et de l'aire de l'ouïe de refoulement.
IS0 5801:1997(F) 0 IS0
3.40 pression statique du ventilateur, ps~: Grandeur conventionnelle définie comme la différence entre I'éléva-
tion de pression du ventilateur et la pression dynamique corrigée par le facteur Mach.
PsF = Psg2 - Pd2 ' FM2 - Psgl = P2 - Psgl
NOTE 8 II convient que le type d'installation A, B, C ou D soit porté en indice
3.41 masse volumique moyenne, pm: Valeur arithmétique moyenne des masses volumiques à l'aspiration et au
refoulement.
P1+ P2
Pm = -
3.42 masse volumique de stagnation, (ou d'arrêt) moyenne, Pmsg: Valeur arithmétique moyenne des masses
volumiques de stagnation à l'aspiration et au refoulement.
Psgl + Psg2
hsg=
3.43 travail massique du ventilateur, y: Accroissement de l'énergie mécanique par unité de masse du fluide
traversant le Ventilateur.
y peut être calculé comme indiqué en 3.47, c'est-à-dire
y=- pu
4m
La valeur obtenue diffère seulement de quelques millièmes de celle obtenue par l'expression donnée en premier.
NOTE 9 II convient que le type d'installation A, B, C ou D soit porté en indice
3.44 travail massique statique du ventilateur, ys:
y, =- P2 - P1 - aAl+
h
NOTE 10 II convient que le type d'installation A, B, C ou D soit port6 en indice
3.45 rapport de pression du ventilateur, r: Rapport de la pression moyenne de stagnation au refoulement du
ventilateurà la valeur de celle-ci à l'aspiration.
r = Psg2lPsgl
3.46 coefficient de compressibilité, k,: Rapport du travail mécanique fourni à l'air par le ventilateur au travail
mécanique qui serait fourni à un même débit-masse de fluide incompressible avec la même masse volumique à
l'aspiration et le même taux de compression.
Le travail fourni découle de la puissance à la roue dans l'hypothèse d'une compression polytropique sans échange
de chaleur à travers l'enveloppe.
k, est donné par l'expression
zk hl O
k-
- log10[1+ zk(r- I)]
où
K-1 Psg&
zk =T'G
NOTE 1 1 k, et psgllpmsg different de moins de 2 x 10-3.
0 IS0 IS0 5801:1997(F)
3.47 puissance aéraulique du ventilateur, Pu: Puissance utile conventionnelle égale au produit du débit-masse
par le travail massique ou au produit du débit-volume à l'aspiration par I'élévation de pression du ventilateur et le
coefficient de compressibilité k,.
6 = qmY = qvsgi . PF . kp
NOTE 12 II convient que le type d'installation A, 6, C ou D soit porté en indice
3.48 puissance aéraulique statique du ventilateur, Pus: Puissance utile conventionnelle égale au produit du
débit-masse qm par le travail massique statique ou au produit du débit-volume à l'aspiration par le coefficient de
compressibilité k,, et la pression statique du ventilateur pSF, k,, est calculé à partir de r = p2/psg1.
pus = 4mYs = qvsgl. kps ' PSF
NOTE 13 II convient que le type d'installation A, 6, C ou D soit porté en indice
3.49 puissance à la roue du ventilateur, PI: Puissance mécanique fournie à la roue, du ventilateur.
3.50 puissance à l'arbre du ventilateur, Pa: Puissance mécanique fournie à l'arbre du ventilateur.
3.51 puissance à l'arbre du moteur, Po: Puissance à l'arbre du moteur ou de tout autre moyen d'entraînement.
3.52 puissance absorbée par le moteur, P,: Puissance électrique fournie aux bornes du moteur électrique
3.53 vitesse de rotation de la roue, N: Nombre de tours de la roue par minute.
3.54 fréquence de rotation de la roue, n: Nombre de tours de la roue par seconde.
3.55 vitesse périphérique de la roue, U: Vitesse périphérique de l'extrémité extérieure des aubes de la roue.
3.56 nombre de Mach périphérique, Mu,: Paramètre sans dimension égal au rapport de la vitesse périphérique
à la vitesse du son dans les conditions de stagnation à l'aspiration du ventilateur.
Ma, =
3.57 rendement à la roue du ventilateur, qr: Quotient de la puissance aéraulique par la puissance à la roue P,.
- PU
P,
NOTE 14 II convient que le type d'installation A, B, C ou D soit porté en indice.
3.58 rendement statique à la roue du ventilateur, qsr: Quotient de la puissance aéraulique statique du ventila-
teur par la puissance à la roue.
NOTE 15 II convient que le type d'installation A, B, C ou D soit porté en indice
3.59 rendement à l'arbre du ventilateur, qa: Quotient de la puissance abraulique du ventilateur par la puissance
à l'arbre du ventilateur.
NOTES
16 La puissance à l'arbre du ventilateur prend en compte les pertes dans les paliers contrairement à la puissance à la roue.
17 II convient que le type d'installation A, B, C ou D soit porté en indice.
3.60 rendement du ventilateur à l'arbre du moteur, qo: Quotient de la puissance aéraulique du ventilateur Pu
par la puissance à l'arbre du moteur Po.
NOTE 18 II convient que le type d'installation A, B, C ou D soit porté en indice.
uJJ*
IS0 5801:1997(F) 0 IS0
3.61 rendement global du ventilateur, qe: Quotient de la puissance aéraulique du ventilateur par la puissance
absorbée par le moteur.
NOTE 19 II convient que le type d'installation A, B, C ou D soit port6 en indice.
3.62 rapport de la masse volumique a l'aspiration a la masse volumique moyenne, kp: Quotient de la masse
volumique à l'aspiration par la masse volumique moyenne dans le ventilateur.
2Pl
k =-
Pl+P2
3.63 coefficient d'énergie cinétique dans une section x, aAX: Coefficient sans dimension égal au quotient de la
moyenne temporelle de l'énergie cinétique traversant l'aire considérée, A,, par l'énergie cinétique correspondant à
la vitesse moyenne dans cette section.
v est la vitesse absolue en un point, en mètres par seconde;
v, est la composante de v normale à la section droite.
NOTE 20 Par convention aA1 = 1 et UA2 = 1.
3.64 indice cinétique dans une section x, ib: Coefficient sans dimension égal au quotient de l'énergie cinétique
massique dans le plan x par le travail massique du Ventilateur.
3.65 nombre de Reynolds dans une section x, ReD,: Coefficient sans dimension qui définit I'état de dévelop-
pement d'un écoulement et sert de facteur d'échelle. C'est le produit de la vitesse locale par une longueur caracté-
ristique (diamètre d'un conduit, corde de pale) divisé par la viscosité cinématique.
3.66 coefficient conventionnel de perte d'énergie massique, (c, -Y) Y : Coefficient sans dimension de perte
d'énergie massique entre deux plans x et y d'un conduit, calculé pour la vitesse et la masse volumique dans
le plan y.
Pour un fluide incompressible
4Jxy = 7 PYV& (cx - Y)Y
4 Symboles et unités
4.1 Symboles
Pour les besoins de la presente Norme internationale, les symboles et unités suivants s'appliquent.
0 IS0
IS0 5801 :I 997( F)
Symbole Grandeur Unité SI
Aire du conduit dans le plan x m2
AX
a
Diamètre de l'orifice d'une prise de pression à la paroi mm
b Largeur d'une section de conduit rectangulaire m
-
C Coefficient de décharge
C Vitesse du son
c = ,/KR,@,
Capacité thermique massique à pression constante
Capacité thermique massique à volume constant
Diamètre de l'orifice d'un diaphragme ou d'une tuyère
Diamètre de l'orifice de prise de pression de stagnation d'un tube de Pitot double mm
Diamètre intérieur d'un conduit circulaire en amont d'un système déprimogène m
Diamètre équivalent ou hydraulique d'un conduit rectangulaire
m
4 x aire de la section
périmètre de la section
Diamètre intérieur d'un conduit circulaire dans le plan x
Diamètre extérieur aux aubes d'une roue
Facteur de Mach appliqué à la pression dynamique dans une section x
Accélération de la pesanteur
Hauteur de la section d'un conduit rectangulaire
pv/psat
Humidité relative
Indice cinétique dans la section x
I
Coefficient utilisé dans la conversion des résultats d'essais
Coefficient de variation de masse volumique dans le ventilateur
Coefficient de compressibilité pour le calcul de la puissance aéraulique
Coefficient de compressibilité pour le calcul de la puissance aéraulique statique
Nombre de Mach en un point
Nombre de Mach dans une section x
Nombre de Mach de référence dans une section x aux conditions de stagnation à
I ' a sp i ra tio n
Nombre de Mach périphérique
Mau
-
m Rapport d'aires d'un diaphragme (d/D)2
n Fréquence de rotation de la roue tr.s-'
N Vitesse de rotation de la roue tr. min-'
Pression absolue du fluide Pa
P
Pression atmosphérique à l'altitude moyenne du ventilateur Pa
Pa
Pression effective (p, = p - pu) Pa
Pe
Pression absolue de stagnation en un point Pa
psg
Pression de stagnation effective en un point Pa
Pesg
Pression de stagnation effective dans une section x Pa
Pesgx
Pa
Pression dynamique en un point
Pd
Pression absolue moyenne du fluide dans le temps et l'espace à la section x Pa
Px
Pression effective moyenne du fluide dans le temps et l'espace dans la section x Pa
Pex
Pression de stagnation moyenne dans le temps et l'espace dans la section x Pa
Psgx
IS0 5801 :I 997( F) 0 IS0
Symbole Grandeur Unité SI
Pression dynamique conventionnelle dans la section x Pa
Pdx
Pression de vapeur saturante Pa
Psat
Pression partielle de la vapeur d'eau Pa
PV
Élévation de pression du ventilateur (p~ = psg2 - psgl) Pa
PF
Pression statique du ventilateur (ps~ = p2 - psgl) Pa
PsF
Pression dynamique du ventilateur Pa
Pd2
Pression absolue moyenne 8 l'amont d'un système déprimogène Pa
Pu
Pression absolue moyenne à l'aval d'un système déprimogène Pa
Pdo
Puissance à l'arbre du ventilateur W
Pa
Puissance absorbée par le moteur W
pe
Puissance à l'arbre du moteur W
pm
Puissance à la roue du ventilateur W
P'
Puissance aéraulique du ventilateur W
PU
Puissance aéraulique statique du ventilateur W
PUS
kg. s-l
Débit-masse
4m
m3. s-1
Dé bi t-vol u me
4v
m3. s-1
Débit-volume de stagnation à l'aspiration du ventilateur correspondant aux condi-
4 vsg 1
tions normalisées
Débit-volume dans une section x
4 vx
r Rapport de pression du ventilateur
Rapport de pression pour un système déprimogène rd = Pdo/Pu
'd
AP
- pour un système déprimogène
pdo
Co
...