ISO 5167:1980
(Main)Measurement of fluid flow by means of orifice plates, nozzles and Venturi tubes inserted in circular cross-section conduits running full
Measurement of fluid flow by means of orifice plates, nozzles and Venturi tubes inserted in circular cross-section conduits running full
Mesure de débit des fluides au moyen de diaphragmes, tuyères et tubes de Venturi insérés dans des conduites en charge de section circulaire
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
International Standard 5167
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDlZATION.MEm4YHAPOAHAR OPTAHUJAUU(R Il0 CTAH~PTU3AUUi4~RGANlSAllDN INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Measurement of fluid flow by means of orifice plates,
nozzles and venturi tubes inserted in circular cross-section
conduits running full
i
Mesure de débit des fluides au moyen de diaphragmes, tuyères et tubes de Venturi insérés dans des conduites en charge de
section circulaire
First edition - 1980-02-01
UDC !i32.575.@/.54 Ref. No. IS0 5167-1980 (E)
Descriptors : flow measurement, fluid flow, diaphragms (mechanics), venturi tubes, flow nozzles, specifications, rules of calculation
Price based on 65 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
FOREWORD
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation
of national standards institutes (IS0 member bodies). The work of developing
International Standards is carried out through IS0 technical committees. Every
member body interested in a subject for which a technical committee has been set
up has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated
to the member bodies for approval before their acceptance as International
Standards by the IS0 Council.
International Standard IS0 5167 was developed by Technical Committee
lSO/TC30 has been set up in order to resolve the differences between the two
documents.
It has been approved by the member bodies of the following countries :
Australia Germany, F. R. Romania
Belgium Hungary South Africa, Rep. of
Chile Korea, Rep, of Turkey
Czechoslovakia Mexico United Kingdom
Egypt, Arab Rep. of Netherlands USSR
Finland Philippines
France Portugal
The member body of the following country expressed disapproval of the document
on technical grounds :
USA
This International Standard cancels and replaces IS0 Recommendations R 541 -1967
and R 781-1968, of which it constitutes a technical revision.
During the development of this International Standard, it was found that it was
in conflict with a document on the same subject being prepared by lSO/TC 28/SC 5
"Measurement of tight hydrocarbon fluids". A liaison group ISO/TC 28fSC 5 -
ISO/TC30 has been set up in order to resolve the differences between the two
documents.
The completion in the future of the work of this liaison group may therefore lead
of this International Standard.
to the revision
Q International Organization for Standardization, 1980
Printed in Switzerland
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
CONTENTS Page
1 Scope and field of application . 1
2 Symbols and definitions . 1
2.1 Symbols . 2
2.2 Pressure measurement : Definitions . 3
2.3 Primary devices : Definitions . 3
2.4 Flow: Definitions . 3
3
Principle of the method of measurement and computation . 4
3.1 Principle of the method of measurement . 4
3.2 Method of determination of the diameter ratio of the selected standard
primary device . 4
3.3 Computation of rate of flow . 5
3.4 Determination of mass density . 5
4 Selection of the primary device . 6
5 General requirements for the measurements . 6
5.1 Primarydevice . 6
5.2 Typeoffluid . 6
5.3 Flowconditions . 7
6 Installation requirements . 7
6.1 General . 7
6.2 Minimum upstream and downstream straight lengths required for
installation between various fittings and the primary device . 7
6.3 Straighteningdevices . 10
6.4 General requirement for flow conditions at the primary device . 12
6.5 Additional specific installation requirements for orifice plates. nozzles and
venturi nozzles . 12
6.6 Additional specific installation requirements for classical venturi tubes . 13
iii I
---------------------- Page: 3 ----------------------
...........................................
7 Orifice plates 14
..........................................
7.1 Description. 14
.......................................
7.2 Pressure tappings 15
7.3 Coefficients and corresponding uncertainties of orifice plates . 18
-
........................................
7.4 Pressure loss Au 20
8 Nozzles . 20
........................................
8.1 IÇA 1932 nozzle 20
.....................................
8.2 Long radius nozzles 23
...........................................
9 Venturi tubes 26
....................................
9.1 Classical venturi tubes 26
........................................
9.2 Venturi nozzles 32
10 Uncertainties on the measurement of flow-rate . 34
10.1 Definition of uncertainty . 34
10.2 Practical computation of the uncertainty . 34
Annexes
A Tables of discharge and flow coefficients . 36
B Classical venturi tubes used outside the scope covered by this International
Standard . 62
C Pressure loss in a classical venturi tube . 64
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD IS0 5167-1980 (E)
Measurement of fluid flow by means of orifice plates,
nozzles and venturi tubes inserted in circular cross-section
conduits running full
1 SCOPE AND FIELD OF APPLICATION - corner pressure tappings,
- D and DI2 pressure tappings,2)
This International Standard specifies the geometry and
method of use (installation and operating conditions) of
- flange pressure tappings,
orifice plates, nozzles and venturi tubes when they are
inserted in a conduit running full, to determine the rate of
- nozzles :
the fluid flowing in the conduit. It also gives necessary
information for calculating the flowrate and its associated - ISA 1932 nozzle3),
uncertainty.
- long radius nozzle,
This International Standard applies only to pressure
which differ in shape and/or in the position of the
difference devices in which the flow remains subsonic
pressure tappings,
throughout the measuring section, is steady or varies only
slowly with time and the fluid is single-phased. In addition,
- venturi tubes :
each of these devices can only be used within limits which
- classical venturi tube41,
are specified, for example of pipe size and Reynolds number.
Thus this International Standard cannot be used for pipe
- venturi-nozzle,
sizes less than 50 mm or more than 1 200 mm or for pipe
Reynolds numbers below 31 50.
which differ in shape and/or in the position of
pressure tappings.
It deals with devices for which direct calibration exper-
iments have been made, sufficient in number and quantity
to enable coherent systems of application to be based on
their results and coefficients to be given with certain
2 SYMBOLS AND DEFINITIONS
predictable limits of uncertainty.
The vocabulary and symbols used in this International
The devices introduced into the pipe are called "primary
Standard are defined in IS0 4006, Measurement of fluid
devices". The term primary device also includes the
flow in closed conduits - Vocabulary and symbols.
1) pressure tappings. All other instruments or devices required
for the measurement are known as "secondary devices".
This International Standard covers the primary devices;
Table 1 reproduces the symbols which are used in this
secondary devices' ) will be mentioned only occasionally.
International Standard.
The different primary devices dealt with in this Inter-
national Standard are as follows :
The definitions in the following clauses are given only for
- orifice plates, which can be used with the various
terms used in some special sense or for terms the meaning
following arrangements of pressure tappings : of which it seems useful to emphasize.
1 ) See IS0 2186, Fluid flow in closed conduits - Connections for pressure signal transmission between primary and secondary devices.
2) Orifice plates with Vena contracta pressure tappings are not considered in this International Standard.
3) ISA is the abbreviation for "International Federation of the National Standardizing Associations", the body which was succeeded by IS0
in 1946.
4) In the U.S.A. the classical verituri tube is sometimes called Herschel venturi tube.
1
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2.1 Symbols
TABLE I -Symbols
I
Dimensions
M :mas
SI Unit
L : length
Represented quantity
iymbols : time
, : temperature
-
01
iimensionless
fficient of discharge, C=Ë
C
m
L
d
m
L
D
iperating conditions
nençionless
lative uncertainw
e
nensionless
locity of approaah factor, E = (1 - P4)-1’2
E
m
L
iform equivalent roughness (see 7.3.2.1)
k
m
L
I
Issure tapping spacing 1
nensionless
iative pressure tapping spacing. L =- D
L
Pa
J~L-” T-2
pressure of the fluid
P
kgls
MT-
iss rate of flow
am
m3/s
L3 T-l
)lume rate of flow
4, m
L
R
m
L
Ra
imensionless
eynolds number
Re
imensionless
ReD
aynolds number referred to D or d
Red
OC
O
emperature of the fluid
t
m Is
LT-
lean axial velocity of the fluid in the Pipe
U
iimensionles
AP
coustic ratio, X = -
X
P1
iimensionles
low coefficient
a
d jimensionles
liameter ratio, P = 5
P
jimensionless
1)
ipecific heat capacities ratio
Y
Pa
ML-1 T-2
>ifferential pressure
AP
Pa
ML-1 T-2
’ressure loss
ho
dimensionles!
Expansibility (expansion) factor
E
dimensionles!
I sentropic exponent” )
K
Pa.s
ML-1 T-1
Dynamic viscosih/ of the fluid
/J
m2Is
fi ~2 T-1
Kinematicviscosity of the fluid, V =-
V
P
dimensionles
Relative pressure lOSS
E
kg/m3
MLT3
Mass density of the fluid
P
r
radian
dimensionle!
-
cp
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IS0 5167-1980 (E)
I 2.2 Pressure measurement : Definitions
2.3.5 diameter ratio of a primary device in a given pipe :
The diameter of the orifice (or throat) of the primary
device divided by the internal diameter of the measuring
2.2.1 wall pressure tapping : Hole drilled in the wall of
pipe upstream of the primary device.
a pipe, the inside edge of which is flush with the inside
surface of the pipe.
However, when the primary device has a cylindrical section
upstream, equivalent in diameter to that of the pipe (as in
The hole is usually circular but in certain cases may be an
the case of the classical venturi tube), the diameter ratio is
annular slot.
the quotient of the throat diameter divided by the diameter
of this cylindrical section at the plane of the upstream
2.2.2 static pressure of a fluid flowing through a straight
pressure tappings.
pipe-line : Pressure which can be measured by connecting
a pressure gauge to a wall pressure tapping. Only the value
of the absolute static pressure is used in this lnternational
2.4 Flow : Definitions
Standard.
2.4.1 rate of flow of fluid passing through a primary
2.2.3 differential pressure : Difference between the static device : Mass or volume of fluid passing through the orifice
pressure measured by wall tappings, one of which is on the or throat per unit time; in all cases it is necessary to state
upstream side and the other on the downstream side of a explicitly whether the mass rate of flow, expressed in mass
primary device (or in the throat for a venturi tube) inserted per time unit, or the volume rate of flow, expressed in
in a straight pipe through which flow occurs, when any volume per time unit, is being used.
difference in height between the upstream and downstream
tappings has been taken into account.
2.42 Reynolds number
The term "differential pressure" is used only if the pressure
The Reynolds number used in this International Standard
tappings are in the positions specified by this International
is referred to :
Standard for each standard primary device.
- either the upstream condition of the fluid and the
2.2.4 pressure ratio : the absolute static pressure at the
upstream diameter of the pipe, i.e.
downstream pressure tapping, divided by that at the up-
stream pressure tapping.
2.3 Primary devices : Definitions
- or the orifice or throat diameter of the primary
device, i.e.
2.3.1 orifice or throat : Opening of minimum cross-
sectional area in a primary device.
Standard primary device orifices are circular and coaxial
2.4.3 isentropic exponent
with the pipe-line.
The isentropic exponent K appears in the different formulae
2.3.2 orifice plate : Thin plate in which a circular aperture for the expansibility (expansion) factor e either directly or
has been machined. in the ratio X. The isentropic exponent varies with the
nature of the gas and with its temperature and pressure.
Standard orifice plates are described as "thin plate" and
"with sharp square edge", because the thickness of the There are many gases and vapours for which no values for K
have been published so far. In such a case, for the purpose
plate is small compared with the diameter of the measuring
of this International Standard, the ratio of the specific heat
section and because the upstream edge of the orifice is
capacities of ideal gases may be used in place of the
sharp and square.
isentropic exponent for the computation of the rate of
flow,
2.3.3 nozzle : Device which consists of a convergent inlet
a cylindrical portion generally called the
connected to
"throat".
2.4.4 acoustic ratio : The differential pressure ratio
divided by the isentropic exponent (compressible fluid).
2.3.4 venturi tube : Device which consists of a convergent
inlet connected to a cylindrical part called the "throat" and
2.4.5 velocity of approach factor
an expanding section called the "divergent" which is
conical.
It is equal to :
If the convergent part is a standardized ISA 1932 nozzle,
the device is called a "venturi-nozzle". If the convergent
part is conical, the device is called a "classical venturi tube".
3
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IS0 5167-1980 (E)
deviation from the mean line of the profile being measured.
2.4.6 flow and discharge coefficients
The mean line is such that the sum of the squares of the
Calibration of standard primary devices by means of
distances between the effective surface and the mean line
nominally incompressible fluids (liquids) shows that (Y,
In practice Ra can be measured with
is a minimum.
called the flow coefficient, a pure number defined by the
standard equipment for machined surfaces but can only be
following relation, is dependent only on the Reynolds
estimated for the rougher surfaces of pipes.
number for a given primary device in a given installation.
For pipes, the equivalent roughness is used. This height k
can be determined experimentally (see 7.3.1) or taken from
tables (see table 6).
The numerical value of a is the same for different instal-
lations, whenever such installations are geometrically similar
3 PRINCIPLE OF THE METHOD OF MEASUREMENT
and the flows are characterized by the identical Reynolds
AND COMPUTATION
number.
3.1 Principle of the method of measurement
a
The ratio C =-is called the "discharge coefficient".
E
The principle of the method of measurement is based on
the introduction of a primary device (such as an orifice
The equations for the numerical values of (Y and of C given
plate, a nozzle or a venturi tube) into a pipe-line through
in this International Standard were based on data deter-
which a fluid is running full. The introduction of the
mined experimentally.
primary device creates a static pressure difference between
the upstream side and the throat or downstream side of
2.4.7 expansibility (expansion) factor
the device. The rate of flow can be determined from the
measured value of this pressure difference and from a
Calibration of a given primary device by means of a
knowledge of the flowing fluid as well as the circumstances
compressible fluid (gas), shows that the ratio :
under which the device is being used, assuming the device is
a,
geometrically similar to one on which calibration has been
made and that the conditions of use are the same, i.e. that
nd2dm 4 it is in accordance with this International Standard.
This can be done since the mass rate of flow is related to
is dependent on the value of the Reynolds number as well
the pressure differential within the uncertainty stated in
as on the values of the differential pressure and variations
this international Standard, by the following formulae :
in the isentropic exponent of the gas.
The method adopted for representing these variations
consists in multiplying the flow coefficient (Y of the con-
sidered primary device as determined by direct calibration
or
effected by means of liquids for the same value of Reynolds
number, by the "expansibility", a so-called (expansion)
qm =CEe$â24m., .
(2)
factor defined by the relation :
qm
Similarly, the value of the volume rate of flow, can be
E=
calculated since :
qm
. . . (3)
qy =-
e is equal to unity when the fluid is incompressible and less P
than unity when the fluid is compressible.
where p is the fluid mass density at the temperature and
pressure for which the volume is stated.
This method is possible because experiments show that e
is practically independent of Reynolds number and; for a
given diameter ratio of a given primary device, only
3.2 Method of determination of the diameter ratio of the
depends on the differential pressure ratio and the isentropic
selected standard primary device
exponent.
In practice, when one has to determine the diameter of a
The numerical values of E given in this International
primary element to be installed in a given pipe line in order
Standard have been based on data determined experimen-
to perform a flow measurement, CY or CE used in the basic
tally.
formulae (1) or (2) are, in general, not known. Hence the
following shall be selected a priori :
2.4.8 roughness criterion
- the type of primary device to be used,
- a rate of flow and the corresponding value of the
The roughness criterion R, used in this standard is that
differential pressure.
given in ISO/R468 and equals the arithmetic mean
4
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IS0 5167-1980 (E)
The related values of Q,,, and 40 shall then be inserted in of an individual pipe-wall pressure tapping (as described
the basic formulae rewritten in the form below : in 7.2.1 1 or by means of a carrier ring tappings (as described
in 7.2.4).
3.4.1 .I This static pressure tapping shall preferably be
separate from the tapping provided for measuring the
and the diameter ratio of the selected primary device can be
upstream component of the differential pressure, unless
determined by successive approximations.
the intention is to measure upstream and downstream
pressures separately.
3.3 Computation of rate of flow
It is however permissible to link simultaneously one
Computation of the rate of flow is effected by replacing
upstream pressure tapping with a differential pressure
the different terms on the right-hand side of the basic measuring device and a static pressure measuring device,
formulae (1 1 or (2) by their numerical values. provided it is verified that this double connection does
not lead to any distortion of the differential pressure
The computation itself involves no difficulty other than of
measurement.
an arithmetical nature and merely calls for the following
comments :
3.4.12 The static pressure value to be used in subsequent
computations is that existing at the level of the centre of
a) a! may be dependent on Re, which is itself dependent
the upstream measured cross-section, which may differ
on q,,,. In such cases the final value of a, and hence of
from the pressure measured at the wall.
qm, is to be obtained by iteration from an initial chosen
value of (11 (or Re). Generally it may be convenient to
adopt the value of a! at a Reynolds number of IO6 as the
3.4.2 Although the temperature of the fluid from which
starting point.
the density and viscosity are calculated is that measured in
the upstream pressure tappings plane, the temperature of
b) Ap represents the differential pressure, as defined
the fluid shall preferably be measured downstream of the
under 2.2.3.
primary device, and the thermometer well or pocket shall
c) Attention is called to the fact that d and D take up as little space as possible. The distance between
mentioned in the formulae, are the values of the
it and the primary device shall be at least equal to 5 D if
diameters at operating conditions and hence measure- the pocket is located downstream, and in accordance with
ments taken at ambient conditions must be corrected for the last two lines of table 3 if the pocket is located
any possible expansion or contraction of the primary upstream.
device and the pipe due to the values of fluid tempera-
If the measured fluid is a gas, its upstream temperature
ture and pressure during the measurement.
may be calculated from the temperature measured on the
d) For the purpose of the measurement, it is necessary downstream side when assuming an isentropic expansion
to know the mass density and the viscosity of the fluid
through the primary device.
under the conditions of the measurement.
3.4.3 Any method of determining the density, static
3.4 Determination of mass density
pressure and the temperature of the fluid is acceptable if
it enables reliable values of the pressure, the temperature,
The mass density of the fluid is required to be known at
the viscosity and the mass density of the fluid at the up-
the plane of the upstream pressure tapping; it can either
stream tapping plane to be obtained without disturbing
be measured directly or calculated from the knowledge
the flow measurement in any way.
of static pressure, temperature and characteristics of the
fluid at this plane.
3.4.4 The temperature of the primary device and that of
3.4.1 The static pressure of the fluid shall be measured
the fluid upstream of the primary device are assumed to be
in the plane of the upstream pressure tapping, by means
the same (see 6.1.9).
5
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IS0 5167-1980 (E)
4 SELECTION OF THE PRIMARY DEVICE
Table 2 gives some indications to enable the selection of the type o. primary device to be made to meet the required charac-
teristics.
TABLE 2 - Selection criteria of the type of primary device
Characteristics
Consideration for selection
to be considered
For each primary device, there exist limiting values of the internal pipe diameter, the diameter ratio p
Pipe diameter
and the flow Reynolds number.
Diameter ratio
If the chosen value of the differential pressure and flow-rate are such that the value of i3 for an orifice
Reynolds number
plate exceeds the permissible limit, it may be possible to use a nozzle since it results in a lower p value
for the same conditions.
For the same pressure difference, pressure losses are 4 to 6 times lower for classical venturi tubes and
Pressure loss
venturi nozzles than for orifice plates and nozzles.
Straight lengths to be provided Classical venturi tubes require smaller pipe straight lengths than orifice plates, nozzles and venturi
upstream and downstream nozzles.
The required distance between flanges to mount the device into the pipe is significant for classical
Overall dimensions
venturi tubes and venturi nozzles.
Type of fluid With abrasive or corrosive fluids, the coefficients of orifice plates may change steadily with time as the
square edge becomes rounded; surface deposits on nozzles and venturi tubes have an immediate effect
on the flow coefficient but thereafter there is a probability that the change with time will be less.
The uncertainties on the flow-rate coefficient are defined for each primary device.
Accuracy
Cost and manufacture Orifice plates are cheaper and simpler to manufacture than any other primary device.
5 GENERAL REQUIREMENTS FOR THE devices. Variations or changes in the discharge coefficient
which may occur over a period of time may lead to values
MEASUREMENTS
outside the uncertainties given in this International
It is necessary to ensure that all the following requirements,
Standard.
some of which are explained in detail in the following
sections, are completely fulfilled during the period of
5.1.3 The primary device shall be manufactured from
measurement.
material the coefficient of expansion of which is known,
except if the user decides that the variations of dimensions
5.1 Primary device
due to temperature changes may be properly neglected,
according to the temperature of the measured fluid.
5.1 .I The primary device shall be manufactured, installed
and used in accordance with this International Standard.
5.2 Type of fluid
When the manufacturing characteristics and conditions of
use of the primary devices are outside the limits given in
5.2.1 The fluid may be either compressible (gas) or
this International Standard, it is necessary to calibrate the
considered as incompressible (liquid).
primary device separately under the actual conditions of
use.
5.2.2 The fluid shall be physically and thermally homo-
5.1.2 The condition of the primary device shall be geneous and of single phase. Colloidal solutions with a high
checked after each measurement or after each series of
degree of dispersion (such as milk), and those only, are
measurements or at intervals close enough to each other so considered to behave as a single phase fluid.
that the conformity with this International Standard is
maintained.
5.2.3 To carry out the measurement, it is necessary to
know the density and viscosity of the fluid under the
Attention is drawn to the fact that even apparently neutral
conditions of measurement (see 3.3 d).
fluids may form deposits or encrustations on primary
6
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IS0 5167-1980 (E)
5.3 Flow conditions diameters at least, distributed in each of at least three
cross-sections themselves distributed over a length of 0,5 D,
two of these sections being at distances O D and 0,5 D from
5.3.1 The rate of flow shall be constant or, in practice,
the upstream tapping. If then is a carrier ring (figure 4 a)
vary only slightly and slowly with time. This International
'
this value of 0'5 D is to be taken from the upstream edge
Standard does not provide for the measurement of
of the carrier ring.
pulsating flow.')
6.1.6 The pipe bore shall be circular over the entire
5.3.2 The flow of fluid through the primary device shall
minimum length of straight pipe required. The cross-section
not cause any change of phase. To determine whether there
is taken to be circular if it appears so by mere visual
is a change of phase, the computation of flow shall be
inspection. The circularity of the outside of the pipe may
carried out on the assumption that the expansion is isen-
be taken as a guide, except in the immediate vicinity of the
tropic if the fluid is a gas, or isothermal if the fluid is a
primary device where special requirements shall apply
liquid.
according to the type of primary device used (see 6.5.1 and
6.6.1 ).
5.3.3 If the fluid is gas, the pressure ratio as defined
in 2.2.4 shall be equal to or greater than 0,75.
6.1.7 The internal diameter D of the measuring pipe shall
comply with the values given for each type of primary
6 INSTALLATION REQUIREMENTS
device.
6.1 General
6.1.8 The inside surface of the measuring pipe shall be
clean, free from pitting and deposit and not encrusted for
6.1 .I The measuring process applies only to fluids flowing
at least a length of 10 D upstream and 4 D downstream of
through a pipe-line of circular cross-section.
the primary device.
6.1.2 The pipe shall run full at the measuring section.
6.1.9 The measuring section and the pipe flanges shall be
lagged over at least the whole length of the required straight
6.1.3 The primary device shall be installed in the pipe-line
runs. It is, however, unnecessary to lag the pipe when the
at a position such that the flow conditions immediately
temperature of the fluid, between the inlet of the minimum
upstream sufficiently approach those of a fully developed
straight length of the upstream pipe and the outlet of the
profile and are free from swirl (see 6.4). Such conditions
straight length of the downstream pipe, does not exceed
may be expected to exist if the installation conforms to
any limiting value selected by the user as being sufficient
requirements given in clause 6.
for the accuracy of flow measurement which he requires.
6.1.4 The primary device shall be fitted between two
6.2 Minimum upstream and downstream straight lengths
sections of straight cylindrical pipe of constant cross-
required for installation between various fittings and the
sectional area, in which there is no obstruction or branch
primary device
connection (whether or not there is flow into or out of
such connections during measurement) other than those
6.2.1 The minimu
...
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATlON.ME)KNHAPOaHAR OPrAHWIAUHR no CTAHAAPTM3AUWWeRGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Mesure de débit des fluides au moyen de diaphragmes,
tuyères et tubes de Venturi insérés dans des conduites en
charge de section circulaire
Measurement of fluid flow by means of orifice plates, nozzles and venturi tubes inserted in circular cross-section conduits
running full
Première édition - 1980-02-01
CDU 532.!35.!52/.54 Ref. no : IS0 5167-1980 (FI
Descripteurs : mesurage de débit, écoulement de fluide, diaphragme, tube de Venturi, tuyère, spécification, règle de calcul
Prix basé sur 65 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
AVANT-PROPOS
ine fédération mondiale
L‘ISO (Organisation intern le de normalisation) e
;de I‘ISO). L’élaboration
d’organismes nationaux de normalisation (comités meml
iiques de 1’60. Chaque
des Normes internationales est confiée aux comités te
irtiedu comité technique
comité membre intéressé par une étude a le droit de fairc
vernementales et non
correspondant. Les organisations internationales, !
)nt aux travaux.
gouvernementales. en liaison avec I’ISO, participent égalc
:ornités techniques sont
Les projets de Normes internationales adoptés par If
eur acceptation comme
soumis aux comités membres pour approbation, aval
Normes internationales par le Conseil de I’ISO.
3r le comité technique
La Norme internationale IS0 5167 a été élaborée
fermées, et a été soumise
ISO/TC 30, Mesure de débit des fluides dans les condui
aux comités membres en avril 1976.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée
Afrique du Sud, Rép. d’ Finlande Roumanie
Allemagne, R. F. France Royaume-Uni
Australie Hongrie
Tchécoslovaquie
Belgique Mexique
Turquie
Chili Pays-Bas URSS
Corée, Rép. de Ph il ippines
Egypte, Rép. arabe d’ Portugal
l‘a désapprouvée poi les raisons techniques :
Le comité membre du pays suivant
USA
Cette Norme internationale annule et rempla les Recommandations
ne révision technique.
ISO/R 541-1967 et ISO/R 781-1968, dont elle constitu
ationale, il apparu qu‘elle
Au cours de l‘établissement de la présente Norme inti
iaré par I’ISO/TC 28/SC 5
était en conflit avec un document sur le même sujet F
iison ISO/TC 28/SC 5 -
“Mesure des hydrocarbures légers”. Un groupe de
ices entre ces deux docu-
ISO/TC30 a été constitué en vue d’éliminer les diffc
ments.
ie liaison peut, en consé-
L’achèvement dans l‘avenir des travaux de ce group
tionale.
quence, entraîner la révision de la présente Norme intei
O Organisation internationale de normalisation, 1980 0
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
SOMMAIRE Page
1 Objet et domaine d‘application . 1
2 Symboles et définitions . 1
2.1 Symboles . 2
2.2 Mesure de la pression : Définitions . 3
2.3 Eléments primaires : Définitions . 3
2.4 Écoulement : Définitions . 3
3 Principe de la méthode de mesurage et mode de calcul . 4
3.1 Principe de la méthode de mesurage . 4
3.2 Méthode de détermination du rapport des diamètres de l‘élément primaire
normalchoisi . 4
3.3 Calculdudébit . 5
3.4 Détermination de la masse volumique . 5
4 Choix de l’élément primaire . 6
5 Conditions générales pour les mesurages . 6
5.1 Élément primaire . 6
5.2 Naturedufluide . 6
5.3 Conditions de l‘écoulement . 7
6 Conditions d‘installation . 7
6.1 Généralités . 7
6.2 Longueurs droites minimales d’amont et d’aval à installer entre différents
accessoires et l’élément primaire .
7
6.3 Dispositifs redresseurs . 10
à remplir par l’écoulement au voisinage de J’éJément
6.4 Conditions générales
primaire . 12
6.5 Conditions d’installation supplémentaires spécifiques aux diaphragmes.
tuyères et Venturi-tuyères . 12
6.6 Conditions d’installation supplémentaires spécifiques aux tubes de Venturi
classiques . 13
---------------------- Page: 3 ----------------------
7 Diaphragmes .
14
7.1 Description .
14
7.2 Prises de pression .
15
7.3 Coefficients et erreurs limites correspondantes des diaphragmes . 18
-
Perte de pression Au .
7.4
20
8 Tuyères . 20
Tuyères ISA 1932 . 20
8.1
8.2 Tuyères à long rayon . 23
9 Tubes de Venturi . 26
................................ 26
9.1 Tubes de Venturi classiques
9.2 Venturi.tuyères . 32
la mesure du débit . 34
10 Erreurs limites sur
Définition de l'erreur limite . -34
10.1
Calcul pratique de l'erreur limite . 34
10.2
Annexes
A Tableaux des coefficients de débit et de décharge . 36
B Tubes de Venturi classiques en dehors du domaine couvert par la présente
Norme internationale . 62
C Perte de pression dans un tube de Venturi classique . 64
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE IS0 5167-1980 (F)
Mesure de débit des fluides au moyen de diaphragmes,
tuyères et tubes de Venturi insérés dans des conduites en
charge de section circulaire
1 OBJET ET DOMAINE D'APPLICATION Les divers éléments primaires considérés dans la présente
Norme internationale sont les suivants :
La présente Norme internationale spécifie la forme et le
- diaphragmes, avec lesquels les divers types de prises
mode d'emploi (conditions d'installation et d'utilisation)
des diaphragmes, tuyères et tubes de Venturi insérés dans de pression suivants sont utilisés :
une conduite en charge dans le but de déterminer le débit
- prises de pression dans les angles,
du fluide s'écoulant dans cette conduite. Elle fournit
également des informations nécessaires au calcul de ce débit
- prises de pression à D et D/2,2)
et de l'incertitude associée.
- prises de pression à la bride,
- tuyères :
Elle s'applique seulement aux appareils déprimogènes pour
lesquels l'écoulement reste subsonique dans tout le tronçon
- tuyère BA3) 1932,
de mesurage, est régulier ou ne varie que lentement dans le
temps et lorsque le fluide est monophasique. De plus, on ne
- tuyère à long rayon,
peut utiliser chacun de ces appareils que dans des limites
qui diffèrent entre elles par leurs formes et/ou I'em-
spécifiées de diamètre de canalisation et de nombre de
placement des prises de pression,
Reynolds; de sorte qu'on ne peut faire référence à la
présente Norme internationale pour des diamètres de
- tubes de Venturi :
conduite inférieurs à 50 mm ou supérieurs à 1200 mm,
ainsi que pour des nombres de Reynolds rapportés au dia-
- tube de Venturi classique*),
mètre de la tuyauterie inférieurs à 3 150.
- Venturi-tuyère,
Elle traite d'appareils pour lesquels des expériences d'éta- qui diffèrent entre eux par leur forme et/ou I'em-
placement des prises de pression.
lonnage direct ont été effectuées en nombre et en qualité
suffisants pour que l'on ait pu baser sur leurs résultats des
systèmes cohérents d'utilisation et pour permettre que les
2 SYMBOLES ET DÉFINITIONS
coefficients soient donnés avec une marge d'incertitude
prévisible. Le vocabulaire et les symboles utilisés dans la présente
Norme internationale sont définis dans I'ISO 4006,
Mesure de débit des fluides dans les conduites fermées -
Les appareils interposés dans la conduite sont appelés
Vocabulaire et symboles.
((éléments primaires)), en comprenant dans ce terme les
prises de pression, cependant que l'on appelle ((appareils
Le tableau 1 reproduit les symboles utilisés dans la présente
secondaires)) tous les autres instruments ou dispositifs
Norme internationale.
nécessaires à l'accomplissement de la mesure. La présente
Les définitions, dans les chapitres suivants, ne sont données
Norme internationale concerne les éléments primaires et ne
mentionne qu'exceptionnellement les appareils secoh- que pour des termes employés dans un sens spécial ou des
daires' ). termes dont il semble utile de rappeler la signification.
1 ) Voir IS0 2186, Débit des fluides dans les conduites fermées - Liaisons pour la transmission du signal de pression entre les éléments
primaires et secondaires.
2) Les diaphragmes à prises de pression vena cpntracta ne sont pas traités dans la présente Norme internationale.
3) ISA est le sigle de la ((Fédération internationale des Associations nationales de normalisation)), organisme qui a été remplacé par I'ISO
en 1946.
4) Le tube de Venturi classique est parfois appelé, aux États-Unis, tube de Herschel.
1
---------------------- Page: 5 ----------------------
IS0 5167-1980 (FI
2.1 Symboles
TABLEAU 1 - Symboles
Dimensions
M : masse
Unité SI
L : longueur
Grandeur désignée
Symboles
correspondante
T :temps
0 : température
-
sans
C Coefficient de décharge, C =
E
m
L
d Diamètre de l'orifice ou du col de l'élément primaire dans les conditions d'emploi
m
L
D Diamètre intérieur de la tuyauterie de mesure en amont (ou diamètre amont d'un
tube de Venturi clanique) dans les conditions d'emploi
sans
e Erreur limite relative
sans
E Coefficient de vitesse d'approche, E = (I
m
L
k Rugosité uniforme équivalente (voir 7.3.2.1)
m
L
I Éloignement d'une prise de pression
1
sans
Éloignement relatif d'une prise de pression, L =-
L
D
ML-1 T-2 Pa
Pression du fluide
P
MT-1 kgls
Débi t-masse
qm
m31s
L3T-'
Débit-volume
QV
m
L
R Rayon
m
L
Écart moyen arithmétique de la ligne moyenne de profil (voir ISOlR 468)
Ra
sans
Re Nombre de Reynolds
sans
ReD
Nombre de Reynolds rapporté à D ou à d
Red
O OC
t Température du fluide
LT- mls
U Vitesse axiale moyenne du fluide dans la tuyauterie
AP
sans
X Rapport acoustique, X = -
Pl
sans
a! Coefficient de débit
d
sans
Rapport des diamètres 0 =-
P
D
sans
Rapport des chaleurs massiques')
Y
ML-1 T-~ Pa
Pression différentielle
ap
ML-1 T-~ Pa
Au Perte de pression
sans
F Coefficient de détente
sans
K Exposant isentropique')
ML-I T-I Pa.s
Viscosité dynamique du fluide
P
fl
L* T-1 m*/s
1) Viscosité cinématique du fluide, v = -
P
sans
Perte de pression relative
6
NILe3 kglm3
Masse volumique du fluide
P
p2
sans
r Rapport des pressions, T =-
PI
radian
sans
Angle au sommet du divergent
YJ
1 ) Rapport de la chaleur massique à pression constante à la chaleur massique a volume constant. Pour les gaz parfaits, le rapport des chaleurs
massiques et l'exposant isentropique ont les mêmes valeurs (voir 2.4.3). Ces valeurs dépendent de la nature du Q~Z.
NOTE - L'indice 1 se réfère à la section droite contenant l'axe de la prise de pression amont.
L'indice 2 se réfère à la section droite contenant l'axe de la prise de pression aval.
2
---------------------- Page: 6 ----------------------
IS0 5167-1980 (FI
2.2 Mesure de la pression : Définitions
2.3.5 rapport des diamètres d'un élément primaire utilisé
dans une tuyauterie donnée : Quotient du diamètre de
l'orifice (ou du col) de l'élément primaire par le diamètre
2.2.1 prise de pression à la paroi : Trou percé à travers la
de la tuyauterie de mesure en amont de cet élément
paroi d'une enceinte, débouchant à la surface intérieure de
primaire.
l'enceinte et dont le bord est arasé à cette surface.
Cependant, dans le cas où l'élément primaire comporte une
est habituellement circulaire, mais peut, dans cer-
Le trou
partie cylindrique d'amont, de diamètre équivalent au
tains cas, être une fente annulaire.
diamètre de la tuyauterie (tube de Venturi classique), le
rapport des diamètres est le quotient du diamètre au col
2.2.2 pression (statique), d'un fluide s'écoulant dans une
divisé par le diamètre de cette partie cylindrique mesuré
tuyauterie rectiligne : Pression que l'on peut mesurer en
dans le plan des prises de pression amont.
reliant un manomètre à une prise de pression à la paroi. On
considère exclusivement, dans la présente Norme inter-
nationale, la valeur de la pression (statique) absolue.
2.4 Écoulement : Définitions
2.2.3 pression différentielle : Différence des pressions
2.4.1 débit d'un fluide s'écoulant à travers un élément
(statiques) que î'on peut mesurer à des prises de pression à
primaire : Masse ou volume de fluide traversant l'orifice
la paroi, dont l'une est située en amont et l'autre en aval
ou le col par unité de temps. II est obligatoire, en toutes
d'un élément primaire (ou dans le col pour un tube de
circonstances, de préciser explicitement s'il s'agit d'un
Venturi) interposé dans une tuyauterie rectiligne où
débit-masse (exprimé en masse par unité de temps) ou d'un
s'écoule un fluide, lorsque toute différence de hauteur entre
débit-volume (exprimé en volume par unité de temps).
les prises de pression amont et aval a été prise en considéra-
tion.
2.4.2 nombre de Reynolds
Le terme de ((pression différentielle)) n'est utilisé que si les
prises de pression sont situées aux emplacements indiqués On utilise, dans la présente Norme internationale :
par la présente Norme internationale pour chaque élément
- soit le nombre de Reynolds rapporté à l'état amont
primaire normalisé.
du fluide et au diamètre de la tuyauterie amont, qui est :
2.2.4 rapport des pressions : Quotient de la pression
U1 D
ReD =-
(statique) absolue à la prise de pression aval divisée par la
VI
pression (statique) absolue à la prise de pression amont.
- soit un nombre de Reynolds rapporté au diamètre de
l'orifice ou du col de l'élément primaire, qui est :
2.3 Éléments primaires : Définitions
Red = ReD xo-'
2.3.1 orifice ou col : Ouverture de section minimale de
l'élément primaire.
2.4.3 exposant isentropique
Les orifices des éléments primaires normaux sont de section L'exposant isentropique K apparaît dans les différentes
circulaire et disposés coaxialement à la tuyauterie.
formules de coefficient de détente E soit directement, soit
dans le rapport X. L'exposant isentropique varie avec la
nature du gaz et avec sa température et sa pression.
2.3.2 diaphragme : Plaque mince percée d'un orifice
circulaire.
II existe de nombreux gaz et vapeurs pour lesquels des
valeurs de K n'ont pas encore été publiées. Dans ce cas,
Les diaphragmes normaux sont dits ((en plaque mince)) et
pour les besoins de la présente Norme internationale, on
((à arête vive rectangulaire)), parce que l'épaisseur de la
peut utiliser le rapport des chaleurs massiques pour les
plaque est faible relativement au diamètre de la tuyauterie
gaz parfaits au lieu de l'exposant isentropique dans le calcul
de mesure, et parce que l'arête amont de l'orifice forme un
du débit.
angle droit et est à bord vif.
2.3.3 tuyère : Dispositif convergent terminé par une partie
2.4.4 rapport acoustique : Quotient de la pression
cylindrique, dite ((col )).
différentielle relative par l'exposant isentropique (fluides
compressibles).
2.3.4 tube de Venturi : Dispositif convergent suivi d'une
partie cylindrique dite ((col)) et d'un évasement tronconique
2.4.5 coefficient de vitesse d'approche
dit ((divergent )).
II est égal à :
Si la partie convergente est une tuyère ISA 1932 normalisée,
l'appareil est appelé ((Venturi-tuyère)). Si la partie conver-
gente est tronconique, l'appareil est appelé ((tube de Venturi
classique)).
3
---------------------- Page: 7 ----------------------
IS0 5167-1980 (FI
2.4.8 critère de rugosité
2.4.6 coefficients de débit et de décharge
Le critère de rugosité Ra utilisé dans la présente Norme
L'étalonnage direct d'éléments primaires normalisés exécuté
internationale est celui défini par I'ISO/R 468. II est égal à
au moyen de fluides dits incompressibles (liquides) montre
l'écart moyen arithmétique par rapport à la ligne moyenne
que a, appelé ((coefficient de débit)), défini par la relation
du profil considéré. Cette ligne moyenne est telle que la
ci-dessous n'est, pour un élément primaire donné et pour
somme des carrés des distances entre la surface réelle et
une installation donnée, fonction que du seul nombre de
cette ligne est minimale. En pratique, Ra peut être mesuré
Reynolds :
avec un matériel normalisé pour ce qui concerne les surfaces
Qm usinées, mais ne peut être qu'estimé lorsqu'il s'agit de la
a=
surface, plus rugueuse, de tuyauteries.
4 d2 4-
Pour les tuyauteries, on utilise la hauteur de rugosité équi-
valente k. Cette hauteur peut être déterminée expérimen-
La valeur numérique de a est la même pour des installations
talement (voir 7.3.1) ou lue dans des tables (voir tableau 6).
différentes, chaque ?ois que ces installations sont géométri-
quement semblables et que les écoulements y sont carac-
3 PRINCIPE DE LA MÉTHODE DE MESURAGE ET
térisés par des nombres de Reynolds égaux.
MODE DE CALCUL
a 3.1 Principe de la méthode de mesurage
Le rapport C = -est appelé
E
Le principe de la méthode de mesurage consiste à interposer
un élément primaire (tel qu'un diaphragme, une tuyère ou
Les valeurs numériques de a et de C, données dans la pré-
un tube de Venturi) sur le passage d'un fluide s'écoulant en
sente Norme internationale ont été déterminées expéri- charge dans une conduite, ce qui crée une pression diffé-
mentalement.
rentielle du fluide entre l'amont et le col ou l'aval de cet
élément primaire. On peut déduire la valeur du débit de la
mesure de cette pression différentielle et de la connaissance
2.4.7 coefficient de détente du fluide d'écoulement et des circonstances d'emploi de
l'élément primaire, si celui-ci est géométriquement sem-
Le tarage direct d'un élément primaire donné au moyen
blable à l'un de ceux ayant fait antérieurement l'objet
d'un fluide compressible (gaz) montre que le rapport :
d'étalonnages directs et s'il est semblablement utilisé, c'est-
àdire s'il est en tous points conforme à la présente Norme
qm
internationale.
-d2 4 dm
En effet, le débit-masse est lié à la pression différentielle,
dans les limites d'erreurs indiquées dans la présente Norme
est fonction à la fois de la valeur du nombre de Reynolds
internationale, par l'une des formules de base suivantes :
et des valeurs du rapport des pressions et de l'exposant
isentropique du gaz.
qm=a!e$d24q . . . (1
La méthode adoptée pour représenter ces variations
ou
consiste à multiplier le coefficient de débit a de l'élément
primaire considéré, déterminé par tarages directs au moyen
... (2
qm = CE e+d2 4-
de liquides, exécutés pour la même valeur du nombre de
Reynolds, par un coefficient dit ((de détente)), défini par
De même, on peut calculer la valeur du débit-volume,
la relation :
sachant que :
qm
e=
Qm
...
(3)
qv=-
aEd2
P
4
e est égal à l'unité lorsque le fluide est incompressible et
où p est la masse volumique du fluide à la température et
inférieur à l'unité lorsque le fluide est compressible.
à la pression pour lesquelles le volume est donné.
3.2 Méthode de détermination du rapport des diamètres
Cette méthode est utilisable parce que l'expérience montre
de l'élément primaire normal choisi
que pratiquement e est indépendant du nombre de
Reynolds et que, pour un rapport de diamètres donné d'un
Dans la pratique, lorsque l'on doit déterminer le diamètre
élément primaire donné, e ne dépend que de la pression
d'un élément primaire à installer dans une tuyauterie don-
différentielle relative et de l'exposant isentropique.
née, en vue d'une mesure de débit, on ne connaît pas, en
général, a ou CE intervenant dans les formules de base (1)
Les valeurs numériques de e, données dans la présente
ou (2). On choisira donc a priori :
Norme internationale, ont été déterminées expérimen-
- le type d'élément primaire à utiliser,
talement.
4
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IS0 5167.1980 (FI
- une valeur du débit et la valeur correspondante de la
3.4.1 La pression (statique) du fluide doit être mesurée,
pression différentielle. dans le plan des prises de pression amont, au moyen d'une
prise de pression individuelle à la paroi (décrite en 7.2.1) ou
On porte les valeurs corrélatives de CI,,, et Ap dans les
au moyen de prises de bague piézométrique (décrite
formules de base, écrites sous la forme ci-dessous :
en 7.2.4).
3.4.1 .I Cette prise de pression statique doit de préférence
être distincte de celle qui est destinée au mesurage de la
et l'on détermine, par approximations successives, le
composante amont de la pression différentielle, à moins que
rapport des diamètres de l'élément primaire choisi.
l'on désire mesurer séparément les pressions aux prises
amont et aval.
3.3 Calcul du débit
Toutefois, il est permis de relier simultanément une prise de
On effectue le calcul du débit en remplaçant les différents
pression amont à un appareil de mesure de pression diffé-
termes du second membre des formules de base (1) ou (2)
rentielle et à un appareil de mesure de pression (statique), à
par leurs valeurs numériques.
condition de vérifier que cette double liaison ne conduit pas
à une détérioration de la mesure de la pression différentielle.
L'exécution du calcul lui-même n'offre de difficulté autre
qu'arithmétique et nécessite simplement les commentaires
suivants :
3.4.1.2 La valeur de la pression (statique) à considérer
dans les calculs ultérieurs est celle qui existe au niveau du
a) a peut être fonction de Re, qui est lui-même fonc-
centre de la section droite de mesure amont, qui peut être
tion de CI,,,. La valeur finale de a et donc de q,,, ne
différente de la pression mesurée à la paroi.
peut dans ce cas être obtenue que par itération à partir
d'une valeur choisie initialement pour a (ou Re). II peut
en général être commode d'adopter comme première
3.4.2 Bien que la température du fluide permettant de
valeur de a celle qui correspond à un nombre de
calculer sa masse volumique et sa viscosité soit celle existant
Reynolds égal à IO6.
dans le plan des prises de pression amont, la température du
fluide doit être mesurée de préférence en aval de l'élément
b) A p représente la pression différentielle, telle qu'elle
primaire. La poche à thermomètre doit être d'encombre-
est définie en 2.2.3.
ment aussi réduit que possible. Son éloignement de
c) L'attention est attirée sur le fait que d et D, men-
l'élément primaire doit être au moins égal à 5 D, si elle est
tionnés dans les formules, sont les valeurs des diamètres
située en aval, et conforme aux deux dernières lignes du
dans les conditions d'utilisation. Par conséquent les
tableau 3, si elle est située en amont.
valeurs de d et D mesurées dans les conditions ambiantes
doivent être corrigées pour tenir compte de la dilatation Si le fluide mesuré est un gaz, la température en amont
la température mesurée en aval en
ou contraction éventuelle de l'élément primaire et de la pourra être déduite de
conduite résultant des valeurs de la température et de la supposant isentropique la détente dans l'élément primaire.
pression du fluide lors du mesurage.
d) Pour les besoins du mesurage, il est nécessaire de
3.4.3 Tout mode de détermination de la masse volumique,
connaître la masse volumique et la viscosité du fluide
de la pression (statique) et de la température du fluide est
dans les conditions de mesurage.
acceptable s'il permet d'obtenir une valeur certaine de la
pression, de la température, de la viscosité et de la masse
3.4 Détermination de la masse volumique volumique du fluide dans le plan des prises de pression
amont, sans perturber l'écoulement à mesurer.
II est nécessaire de connaître la masse volumique du fluide
au niveau de la prise de pression amont; elle peut être soit
mesurée directement, soit calculée à partir de la connais- 3.4.4 La température de l'élément primaire et celle du
sance de la pression (statique), de la température et des fluide en amont de l'élément primaire sont supposées être
caractéristiques du fluide dans ce plan. les mêmes (voir 6.1.9).
5
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IS0 5167-1980 (FI
4 CHOIX DE L~LÉMENT PRIMAIRE
Le tableau 2 donne des indications permettant de choisir le type d'élément primaire à utiliser en fonction des caractéristiques
désirées.
TABLEAU 2 - Critères de choix du type d'élément primaire
Caractéristiques
Éléments de choix
à considérer
Diamètre de la conduite Pour chaque élément primaire, il existe des valeurs limites pour le diamètre intérieur de la conduite, le
rapport des diamètres pet le nombre de Reynolds de l'écoulement.
Rapport des diamètres
Si la valeur choisie pour la pression différentielle et la valeur du débit sont telles que la valeur de 0 pour
Nombre de Reynolds
un diaphragme dépasse la limite admissible, il est possible d'utiliser une tuyère qui nécessite dans les
mêmes conditions une valeur plus faible de p.
Perte de pression Pour une même pression différentielle, les pertes de pression sont 4 à 6 fois plus faibles pour les tubes de
Venturi classiques et les Venturi-tuyères que pour les diaphragmes et les tuyères.
Les tubes de Venturi classiques nécessitent des longueurs droites de tuyauterie plus faibles que les
Longueurs droites à prévoir
en amont et en aval diaphragmes, tuyères et Venturi-tuyères.
La distance nécessaire entre brides pour monter l'élément sur la tuyauterie est importante pour les tubes
Encombrement
de Venturi classiques et les Venturi-tuyères.
Avec des fluides abrasifs ou corrosifs, les coefficients des diaphragmes peuvent varier de façon continue
Type du fluide
dans le temps du fait que l'arête s'émousse; des dépôts sur la surface des tuyéres et des tubes de Venturi
ont une influence immédiate sur le coefficient de débit, mais ensuite il est probable que la variation en
fonction du temps sera moindre.
Les erreurs limites sur le coefficient de débit sont définies pour chaque élément primaire.
Précision
Les diaphragmes sont moins coûteux et de fabrication plus simple que tous les autres Wpes d'éléments
Coût et fabrication
Drimaires.
5 CONDITIONS GÉNÉRALES POUR LES MESURAGES du coefficient de décharge, qui peuvent en résulter dans le
temps, risquent de conduire à des valeurs en dehors des
II est nécessaire de s'assurer que toutes les conditions énu-
erreurs limites données dans la présente Norme interna-
mérées ci-dessous, et dont certaines sont précisées aux
tionale.
chapitres suivants, sont complètement satisfaites pendant
la durée des mesurages.
5.1.3 II est nécessaire d'utiliser, pour la construction, des
matériaux dont le coefficient de dilatation est connu,
5.1 Élément primaire
excepté dans le cas où l'utilisateur estime que, compte tenu
de la température du fluide à mesurer, il est légitime de
5.1.1 L'élément primaire doit être construit, installé et négliger les variations de dimensions résultant de variations
utilisé d'une façon conforme à la présente Norme inter- de température.
nationale.
5.2 Nature du fluide
Pour les éléments primaires dont les caractéristiques de
construction et d'utilisation sortent des limites définies
5.2.1 Le fluide peut être compressible (gaz) ou considéré
dans la présente Norme internationale, il est nécessaire
comme incompressible (liquide).
d'étalonner individuellement l'élément primaire dans ses
conditions véritables d'utilisation.
5.2.2 Le fluide doit être homogène physiquement et ther-
miquement et se présenter en phase unique.
5.1.2 Le bon état de l'élément primaire doit être vérifié
après chaque mesurage ou après chaque série de mesurages
Les solutions colloïdales très dispersées (le lait, par
ou à intervalles suffisamment rapprochés pour qu'on ait la
exemple), et celles-là seules, sont considérées comme consti-
certitude de sa conformité à la présente Norme inter-
tuées d'une phase unique.
nationale.
L'attention est attirée sur le fait que les fluides, même appa- 5.2.3 Pour l'exécution du mesurage, il est nécessaire de
remment neutres, peuvent former des dépôts ou des incrus- connaître la masse volumique et la viscosité du fluide dans
tations sur les éléments primaires. Les variations éventuelles les conditions de mesurage (voir 3.3 d).
6
---------------------- Page: 10 ----------------------
IS0 5
67-1980 (F)
5.3 Conditions de l’écoulement
moins quatre diamètres également répartis dans chacune
d‘au moins trois sections transversales elles-mêmes égale-
ment réparties sur la distance 0,5 D, deux de ces sections
5.3.1 Le débit de l’écoulement doit être constant, ou bien,
étant nécessairement situées aux distances OD et 0,5 D. Si
en pratique, ne varier que peu et lentement en fonction du
le montage comporte une bague piézométrique (figure 4a),
temps. Le mesurage des débits pulsatoires n’est pas décrit
cette valeur de 0,5 D sera comptée à partir du bord amont
dans la présente Norme internationale.’ )
de la bague.
5.3.2 Le passage du fluide dans l’élément primaire ne doit
6.1.6 Tout le long des partiesdroites minimales nécessaires,
pas provoquer de changement de phase. Pour détermi
...
Questions, Comments and Discussion
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