SIST EN ISO 5167-5:2016
(Main)Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full - Part 5: Cone meters (ISO 5167-5:2016)
Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full - Part 5: Cone meters (ISO 5167-5:2016)
This part of ISO 5167 specifies the geometry and method of use (installation and operating conditions)
of cone meters when they are inserted in a conduit running full to determine the flow rate of the fluid
flowing in the conduit.
As the uncertainty of an uncalibrated cone meter might be too high for a particular application, it might
be deemed essential to calibrate the flow meter in accordance with Clause 7.
This part of ISO 5167 also provides background information for calculating the flow rate and is
applicable in conjunction with the requirements given in ISO 5167-1.
This part of ISO 5167 is applicable only to cone meters in which the flow remains subsonic throughout
the measuring section and where the fluid can be considered as single-phase. Uncalibrated cone meters
can only be used within specified limits of pipe size, roughness, β, and Reynolds number. This part of
ISO 5167 is not applicable to the measurement of pulsating flow. It does not cover the use of uncalibrated
cone meters in pipes sized less than 50 mm or more than 500 mm, or where the pipe Reynolds numbers
are below 8 × 104 or greater than 1,2 × 107.
A cone meter is a primary device which consists of a cone-shaped restriction held concentrically in the
centre of the pipe with the nose of the cone upstream. The design of cone meter defined in this part of
ISO 5167 has one or more upstream pressure tappings in the wall, and a downstream pressure tapping
positioned in the back face of the cone with the connection to a differential pressure transmitter being
a hole through the cone to the support bar, and then up through the support bar.
Alternative designs of cone meters are available; however, at the time of writing, there is insufficient
data to fully characterize these devices, and therefore, these meters shall be calibrated in accordance
with Clause 7.
Durchflussmessung von Fluiden mit Drosselgeräten in voll durchströmten Leitungen mit Kreisquerschnitt - Teil 5: Konus-Durchflussmesser (ISO 5167-5:2016)
Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des conduites en charge de section circulaire - Partie 5: Dispositifs de mesure avec cône de mesure (ISO 5167-5:2016)
ISO 5167-5:2016 spécifie la géométrie et le mode d'emploi (conditions d'installation et d'utilisation) de cônes de mesure insérés dans une conduite en charge dans le but de déterminer le débit du fluide s'écoulant dans cette conduite.
Étant donné que l'incertitude d'un cône de mesure non étalonné risque d'être trop élevée pour une application particulière, l'étalonnage du débitmètre conformément à l'Article 7 pourrait être considéré comme essentiel.
ISO 5167-5:2016 fournit également des informations de fond nécessaires au calcul du débit et elle est applicable conjointement avec les exigences stipulées dans l'ISO 5167‑1.
ISO 5167-5:2016 est applicable uniquement aux cônes de mesure pour lesquels l'écoulement reste subsonique dans tout le tronçon de mesurage et où le fluide peut être considéré comme monophasique. Les cônes de mesure non étalonnés ne peuvent être utilisés que dans des limites spécifiées de diamètre de conduite, de rugosité, de valeur de β et de nombre de Reynolds. La présente partie de l'ISO 5167 n'est pas applicable au mesurage d'un écoulement pulsé. Elle ne couvre pas l'utilisation de cônes de mesure non étalonnés dans des conduites de diamètre inférieur à 50 mm ou supérieur à 500 mm, ni les cas où les nombres de Reynolds rapportés à la tuyauterie sont inférieurs à 8 × 104 ou supérieurs à 1,2 × 107.
Un cône de mesure est un élément primaire composé d'une restriction conique maintenue de manière concentrique au centre de la conduite, le nez du cône étant situé en amont. La conception d'un cône de mesure définie dans la présente partie de l'ISO 5167 comprend une ou plusieurs prises de pression amont dans la paroi et une prise de pression aval positionnée dans la face arrière du cône. Le raccordement à un transmetteur de pression différentielle se fait par un trou dans le cône menant à la barre de support, puis vers le haut à travers la barre de support.
D'autres conceptions de cônes de mesure sont possibles; cependant, au moment de la rédaction de cette norme les données permettant de caractériser complètement ces appareils étaient insuffisantes et ces derniers doivent donc être étalonnés conformément à l'Article 7.
Merjenje pretoka fluida na osnovi tlačne razlike, povzročene z napravo, vstavljeno v polno zapolnjen vod s krožnim prerezom - 5. del: Stožčasta merila (ISO 5167-5:2016)
Ta del standarda ISO 5167 določa geometrijo in metodo uporabe (namestitev in pogoji delovanja) stožčastih meril, kadar so ta vstavljena v polno zapolnjen vod za ugotavljanje stopnje pretoka fluida skozi vod.
Ker je lahko stopnja negotovosti neumerjenega stožčastega merila previsoka za ustrezni način uporabe, se lahko umerjanje merilnika pretoka obravnava kot bistveno v skladu s točko 7.
Ta del standarda ISO 5167 podaja tudi dodatne informacije za izračunavanje stopnje pretoka in se
uporablja skupaj z zahtevami, podanimi v standardu ISO 5167-1.
Ta del standarda ISO 5167 se uporablja samo za stožčasta merila, ki v predelu merjenja ohranjajo podzvočen pretok in pri katerih se lahko fluid obravnava kot enofazen. Neumerjena stožčasta merila se lahko uporabljajo samo v okviru določenih omejitev glede velikosti cevi, grobosti, koeficienta β in Reynoldsovega števila. Ta del standarda ISO 5167 se ne uporablja za merjenje utripajočega pretoka. Ne obravnava uporabe neumerjenih stožčastih meril v ceveh z velikostjo pod 50 mm ali nad 500 mm, ali pri katerih so Reynoldsova števila za cevi manj kot 8 × 104 ali več kot 1,2 × 107.
Stožčasto merilo je osnovna naprava, sestavljena iz stožčastega omejevalnika, ki je postavljen koncentrično v središču cevi, pri čemer je konica stožca obrnjena proti toku. Zasnova stožčastega merila, določenega v tem delu standarda ISO 5167, vključuje vsaj en tlačni odcep v steni (proti toku) in en tlačni odcep (v smeri toka) na zadnji strani stožca s povezavo do prenosnika diferencialnega tlaka v obliki odprtine skozi stožec do opornika in skozi opornik. Na voljo so tudi druge zasnove stožčastih meril, vendar v času pisanja ni zadostnih podatkov za ustrezno označevanje teh naprav. Zaradi tega je treba tovrstna merila umeriti v skladu s točko 7.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
SIST EN ISO 5167-5:2016
01-junij-2016
0HUMHQMHSUHWRNDIOXLGDQDRVQRYLWODþQHUD]OLNHSRY]URþHQH]QDSUDYRYVWDYOMHQR
YSROQR]DSROQMHQYRGVNURåQLPSUHUH]RPGHO 6WRåþDVWDPHULOD ,62
Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular
cross-section conduits running full - Part 5: Cone meters (ISO 5167-5:2016)
Durchflussmessung von Fluiden mit Drosselgeräten in voll durchströmten Leitungen mit
Kreisquerschnitt - Teil 5: Konus-Durchflussmesser (ISO 5167-5:2016)
Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des
conduites en charge de section circulaire - Partie 5: Dispositifs de mesure avec cône de
mesure (ISO 5167-5:2016)
Ta slovenski standard je istoveten z: EN ISO 5167-5:2016
ICS:
17.120.10 Pretok v zaprtih vodih Flow in closed conduits
SIST EN ISO 5167-5:2016 en,fr,de
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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SIST EN ISO 5167-5:2016
EN ISO 5167-5
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
March 2016
EUROPÄISCHE NORM
ICS 17.120.10
English Version
Measurement of fluid flow by means of pressure
differential devices inserted in circular cross-section
conduits running full - Part 5: Cone meters (ISO 5167-
5:2016)
Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils Durchflussmessung von Fluiden mit Drosselgeräten in
déprimogènes insérés dans des conduites en charge de voll durchströmten Leitungen mit Kreisquerschnitt -
section circulaire - Partie 5: Cônes de mesure (ISO Teil 5: Konus-Durchflussmesser (ISO 5167-5:2016)
5167-5:2016)
This European Standard was approved by CEN on 4 February 2016.
CEN members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this
European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references
concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CEN
member.
This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by
translation under the responsibility of a CEN member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management
Centre has the same status as the official versions.
CEN members are the national standards bodies of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia,
Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania,
Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and
United Kingdom.
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brussels
© 2016 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved Ref. No. EN ISO 5167-5:2016 E
worldwide for CEN national Members.
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SIST EN ISO 5167-5:2016
EN ISO 5167-5:2016 (E)
Contents Page
European foreword . 3
2
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SIST EN ISO 5167-5:2016
EN ISO 5167-5:2016 (E)
European foreword
This document (EN ISO 5167-5:2016) has been prepared by Technical Committee ISO/TC 30
"Measurement of fluid flow in closed conduits".
This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an
identical text or by endorsement, at the latest by September 2016, and conflicting national standards
shall be withdrawn at the latest by September 2016.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. CEN [and/or CENELEC] shall not be held responsible for identifying any or all such patent
rights.
According to the CEN-CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the
following countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia,
Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France,
Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands,
Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and the
United Kingdom.
Endorsement notice
The text of ISO 5167-5:2016 has been approved by CEN as EN ISO 5167-5:2016 without any
modification.
3
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SIST EN ISO 5167-5:2016
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 5167-5
First edition
2016-03-01
Measurement of fluid flow by means of
pressure differential devices inserted
in circular cross-section conduits
running full —
Part 5:
Cone meters
Mesure de débit des fluides au moyen d’appareils déprimogènes
insérés dans des conduites en charge de section circulaire —
Partie 5: Cônes de mesure
Reference number
ISO 5167-5:2016(E)
©
ISO 2016
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SIST EN ISO 5167-5:2016
ISO 5167-5:2016(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2016, Published in Switzerland
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ii © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 5167-5:2016(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principles of the method of measurement and computation . 2
5 Cone meters . 3
5.1 Field of application . 3
5.2 General shape . 4
5.3 Material and manufacture . 7
5.4 Pressure tappings . 8
5.5 Discharge coefficient, C .8
5.5.1 Limits of use . 8
5.5.2 Discharge coefficient of the cone meter . 8
5.6 Expansibility (expansion) factor, ε .9
5.7 Uncertainty of the discharge coefficient, C .9
5.8 Uncertainty of the expansibility (expansion) factor, ε .9
5.9 Pressure loss . 9
6 Installation requirements.10
6.1 General .10
6.2 Minimum upstream and downstream straight lengths for installations between
various fittings and the cone meter .10
6.2.1 General.10
6.2.2 Single 90° bend . . .11
6.2.3 Two 90° bends in perpendicular planes .11
6.2.4 Concentric expander .11
6.2.5 Partially closed valves .11
6.3 Additional specific installation requirements for cone meters .11
6.3.1 Circularity and cylindricality of the pipe .11
6.3.2 Roughness of the upstream and downstream pipe .11
6.3.3 Positioning of a thermowell .11
7 Flow calibration of cone meters .12
7.1 General .12
7.2 Test facility .12
7.3 Meter installation.12
7.4 Design of the test programme .12
7.5 Reporting the calibration results .13
7.6 Uncertainty analysis of the calibration .13
7.6.1 General.13
7.6.2 Uncertainty of the test facility .13
7.6.3 Uncertainty of the cone meter .13
Annex A (informative) Table of expansibility (expansion) factor .14
Bibliography .15
© ISO 2016 – All rights reserved iii
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SIST EN ISO 5167-5:2016
ISO 5167-5:2016(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO 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.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 30, Measurement of fluid flow in closed conduits,
Subcommittee SC 2, Pressure differential devices.
The first edition of ISO 5167-5 is complementary to ISO 5167-1, ISO 5167-2, ISO 5167-3, and ISO 5167-4.
ISO 5167 consists of the following parts, under the general title Measurement of fluid flow by means of
pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full:
— Part 1: General principles and requirements
— Part 2: Orifice plates
— Part 3: Nozzles and Venturi nozzles
— Part 4: Venturi tubes
— Part 5: Cone meters
iv © ISO 2016 – All rights reserved
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SIST EN ISO 5167-5:2016
ISO 5167-5:2016(E)
Introduction
This International Standard, divided into five parts, covers the geometry and method of use (installation
and operating conditions) of orifice plates, nozzles, Venturi tubes, and cone meters when they are
inserted in a conduit running full to determine the flow rate of the fluid in the conduit. It also gives
necessary information for calculating the flow rate and its associated uncertainty.
This International Standard is applicable only to pressure differential devices in which the flow remains
subsonic throughout the measuring section and where the fluid can be considered as single-phase, but
it is not applicable to the measurement of pulsating flow. Furthermore, each of these devices can only
be used within specified limits of pipe size and Reynolds number.
This International Standard deals with devices for which direct calibration experiments have been
made sufficient in number, spread, and quality to enable coherent systems of application to be based
on their results and coefficients to be given with certain predictable limits of uncertainty. However, for
cone meters calibrated in accordance with Clause 7, a wider range of pipe size, β, and Reynolds number
may be considered.
The devices introduced into the pipe are called “primary devices”. The term primary device also includes
the pressure tappings. All other instruments or devices required for the measurement are known as
[1][5]
“secondary devices”. This International Standard covers primary devices; secondary devices will
be mentioned only occasionally.
This International Standard is divided into the following five parts:
a) ISO 5167-1 gives general terms and definitions, symbols, principles, and requirements as well
as methods of measurement and uncertainty that are to be used in conjunction with ISO 5167-1,
ISO 5167-2, ISO 5167-3, ISO 5167-4, and ISO 5167-5.
b) ISO 5167-2 specifies requirements for orifice plates, which can be used with corner pressure
1)
tappings, D and D/2 pressure tappings , and flange pressure tappings.
2)
c) ISO 5167-3 specifies requirements for ISA 1932 nozzles , long radius nozzles, and Venturi nozzles,
which differ in shape and in the position of the pressure tappings.
3)
d) ISO 5167-4 specifies requirements for classical Venturi tubes .
e) This part of ISO 5167 specifies requirements for cone meters and includes a section on calibration.
Aspects of safety are not dealt with in ISO 5167 (all parts). It is the responsibility of the user to ensure
that the system meets applicable safety regulations.
1) Orifice plates with ‘vena contracta’ pressure tappings are not considered in ISO 5167 (all parts).
2) ISA is the abbreviation for the International Federation of the National Standardizing Associations, which was
succeeded by ISO in 1946.
3) In the USA, the classical Venturi tube is sometimes called the Herschel Venturi tube.
© ISO 2016 – All rights reserved v
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SIST EN ISO 5167-5:2016
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SIST EN ISO 5167-5:2016
INTERNATIONAL STANDARD ISO 5167-5:2016(E)
Measurement of fluid flow by means of pressure
differential devices inserted in circular cross-section
conduits running full —
Part 5:
Cone meters
1 Scope
This part of ISO 5167 specifies the geometry and method of use (installation and operating conditions)
of cone meters when they are inserted in a conduit running full to determine the flow rate of the fluid
flowing in the conduit.
As the uncertainty of an uncalibrated cone meter might be too high for a particular application, it might
be deemed essential to calibrate the flow meter in accordance with Clause 7.
This part of ISO 5167 also provides background information for calculating the flow rate and is
applicable in conjunction with the requirements given in ISO 5167-1.
This part of ISO 5167 is applicable only to cone meters in which the flow remains subsonic throughout
the measuring section and where the fluid can be considered as single-phase. Uncalibrated cone meters
can only be used within specified limits of pipe size, roughness, β, and Reynolds number. This part of
ISO 5167 is not applicable to the measurement of pulsating flow. It does not cover the use of uncalibrated
cone meters in pipes sized less than 50 mm or more than 500 mm, or where the pipe Reynolds numbers
4 7
are below 8 × 10 or greater than 1,2 × 10 .
A cone meter is a primary device which consists of a cone-shaped restriction held concentrically in the
centre of the pipe with the nose of the cone upstream. The design of cone meter defined in this part of
ISO 5167 has one or more upstream pressure tappings in the wall, and a downstream pressure tapping
positioned in the back face of the cone with the connection to a differential pressure transmitter being
a hole through the cone to the support bar, and then up through the support bar.
Alternative designs of cone meters are available; however, at the time of writing, there is insufficient
data to fully characterize these devices, and therefore, these meters shall be calibrated in accordance
with Clause 7.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 4006, Measurement of fluid flow in closed conduits — Vocabulary and symbols
ISO 5167-1:2003, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular
cross-section conduits running full — Part 1: General principles and requirements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4006, ISO 5167-1, and the
following apply.
© ISO 2016 – All rights reserved 1
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SIST EN ISO 5167-5:2016
ISO 5167-5:2016(E)
3.1
beta edge
maximum circumference of the cone
4 Principles of the method of measurement and computation
The principle of the method of measurement is based on the installation of the cone meter into a pipeline
in which a fluid is running full. Flow through a cone meter produces a differential pressure between the
upstream and downstream tappings.
The mass flow rate can be determined by Formulae (1) and (2):
2
C π
q = ε Dpβρ2Δ (1)
()
m 1
4
4
1−β
and
2
d
c
β =−1 (2)
2
D
where d is the diameter of the cone in the plane of the beta edge. This assumes that the diameter of
c
the pipe at the upstream tapping, D , is equal to the diameter of the pipe at the beta edge, D. Figure 1
TAP
shows that as the cone diameter increases, β decreases.
Key
1 flow
Figure 1 — Cone meter showing different values of β
2 © ISO 2016 – All rights reserved
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SIST EN ISO 5167-5:2016
ISO 5167-5:2016(E)
The uncertainty limits can be calculated using the procedure given in ISO 5167-1:2003, Clause 8, except
that Formula (3) should be used instead of ISO 5167-1:2003, Formula (3)
12/
2
2
2 2 2
22 2
24
δq δd δρρ
δδC ε 21()++ββ δD 2 1 δDp 1
m c 1
= + + + + +
22 22
q C ε D d 4 Dp 4 ρ
ββ()1+ ββ()1+
m c 1
(3)
Similarly, the value of the volume flow rate can be calculated since
q
m
q = (4)
V
ρ
where ρ is the fluid density at the temperature and pressure for which the volume is stated.
Computation of the flow rate, which is a purely arithmetic process, is performed by replacing the
different items on the right-hand side of Formula (1) by their numerical values. Formula (5) in 5.6 (or
the computed values in Table A.1) gives cone meter expansibility factors (ε). The values in Table A.1
are not intended for precise interpolation. Extrapolation is not permitted. However, the coefficient
of discharge, C, is generally dependent on the Reynolds number, Re, which is itself dependent on q ,
m
and has to be obtained by iteration (see ISO 5167-1:2003, Annex A for guidance regarding the choice of
iteration procedure and initial estimates).
The diameters, d and D, mentioned in Formulae (1) and (2) are the values of the diameters at working
c
conditions. Measurements taken at any other conditions should be corrected for any possible expansion
or contraction of the primary device and the pipe due to the values of the temperature and pressure of
the fluid during the measurement.
As the cone meter flow rate calculation is particularly sensitive to the pipe and cone diameter values
used, the user shall ensure that these are correctly entered into the flow computation calculations. For
example, care shall be taken to use the measured internal diameter rather than a nominal value.
It is necessary to know the density and the viscosity of the fluid at working conditions. In the case
of a compressible fluid, it is also necessary to know the isentropic exponent of the fluid at working
conditions.
NOTE The turndown of all differential pressure flow meters is dependent upon the differential pressure
range. Typically, a 10:1 turndown in flow rate (equivalent to 100:1 turndown in differential pressure) can be
achieved.
5 Cone meters
5.1 Field of application
Uncalibrated cone meters can be used in pipes with diameters between 50 mm and 500 mm and with
0,45 ≤ β ≤ 0,75. Cone meters with β > 0,75 shall be calibrated. Cone meters with values of β < 0,45 are
not normally manufactured.
There are limits to the roughness and Reynolds number which shall be addressed.
© ISO 2016 – All rights reserved 3
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SIST EN ISO 5167-5:2016
ISO 5167-5:2016(E)
5.2 General shape
5.2.1 Figure 2 shows a section through the centreline of a cone meter. Figure 4 shows other sections
through the meter to aid in the metrology of the cone meter. The letters used in the text refer to those
shown in Figure 2 and Figure 4.
The cone meter is made up of a pipe section of diameter, D, which houses the cone assembly with cone
diameter, d , the support structure for the cone, and the tappings for differential pressure measurement.
c
The cone assembly is installed such that the cone centreline is concentric to the centreline of the pipe
section, as per 5.2.13.
Key
1 flow
2 body pipe
3 cone element
4 support strut
5 high pressure tapping
6 low pressure tapping
7 cone nose
NOTE 50 mm ≤ L ≤ 2D, as defined in 5.4.7.
Figure 2 — Geometric profile of cone meter
4 © ISO 2016 – All rights reserved
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SIST EN ISO 5167-5:2016
ISO 5167-5:2016(E)
5.2.2 The design of the nose of the cone (for examples, see Figure 3) can be constructed as a machined
component or from an elbow. The nose shall be downstream of the plane of the centreline of the upstream
tapping(s). It is recommended that the nose be as short as practicable.
These designs shown in Figure 3 should not be considered exclusive.
a) Flat b) Pointed c) Curved d) Elbow
Figure 3 — Examples of different cone nose designs
5.2.3 The pipe diameter, D, shall be measured at plane A of Figure 4. The number of measurements
shall be a minimum of four equally spaced around the pipe internal circumference. The arithmetic mean
value of these measurements shall be taken as the value of D in the calculations.
5.2.4 The pipe diameter shall also be measured at plane C of Figure 4 (shown as D in Figure 2). The
TAP
number of measurements at this plane shall be at least equal to the number of pressure tappings (with a
minimum of four).
5.2.5 No diameter at any point between plane C and 1D downstream of plane A from Figure 4 shall
differ from the pipe diameter, D, by more than 1,0 %.
© ISO 2016 – All rights reserved 5
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SIST EN ISO 5167-5:2016
ISO 5167-5:2016(E)
Key
1 flow
2 cone nose
Figure 4 — Metrology data for a cone meter
5.2.6 The internal surface of the pipe section from plane C to plane A from Figure 4 shall be clean and
-3
smooth, and the roughness criterion, Ra, should be as small as possible and shall be less than 10 D.
5.2.7 The cone assembly shall generally consist of a circular bifrustum (two truncated cones joined
at their widest points). The upstream frustum shall have a single internal angle, θ , of 26° ± 5° to the
1
centreline of the frusta. The downstream frustum shall have a single internal angle, θ , of 67,5° ± 2,5° to
2
the centreline of the frusta.
5.2.8 The cone diameter, d , shall be measured at plane A of Figure 4. There shall be a minimum of four
c
measurements equally spaced around the cone external circumference.
The arithmetic mean value of these measurements shall be taken as the value of d in the calculations.
c
No diameter shall diff
...
SLOVENSKI STANDARD
oSIST prEN ISO 5167-5:2015
01-april-2015
0HUMHQMHSUHWRNDIOXLGDQDRVQRYLWODþQHUD]OLNHSRY]URþHQH]QDSUDYRYVWDYOMHQR
YSROQR]DSROQMHQYRGVNURåQLPSUHUH]RPGHO 6WRåþDVWDPHULOD ,62',6
Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular
cross-section conduits running full - Part 5: Cone meters (ISO/DIS 5167-5:2015)
Durchflussmessung von Fluiden mit Drosselgeräten in voll durchströmten Leitungen mit
Kreisquerschnitt - Teil 5: Konus-Durchflussmesser (ISO/DIS 5167-5:2015)
Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des
conduites en charge de section circulaire - Partie 5: Dispositifs de mesure avec cône de
mesure (ISO/DIS 5167-5:2015)
Ta slovenski standard je istoveten z: prEN ISO 5167-5
ICS:
17.120.10 Pretok v zaprtih vodih Flow in closed conduits
oSIST prEN ISO 5167-5:2015 de
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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oSIST prEN ISO 5167-5:2015
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oSIST prEN ISO 5167-5:2015
EUROPÄISCHE NORM
ENTWURF
prEN ISO 5167-1
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
Januar 2015
ICS 17.120.10
Deutsche Fassung
Durchflussmessung von Fluiden mit Drosselgeräten in voll
durchströmten Leitungen mit Kreisquerschnitt - Teil 5: Konus-
Durchflussmesser (ISO/DIS 5167-5:2015)
Measurement of fluid flow by means of pressure differential Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils
devices inserted in circular cross-section conduits running déprimogènes insérés dans des conduites en charge de
full - Part 5: Cone meters (ISO/DIS 5167-5:2015) section circulaire - Partie 5: Dispositifs de mesure avec
cône de mesure (ISO/DIS 5167-5:2015)
Dieser Europäische Norm-Entwurf wird den CEN-Mitgliedern zur parallelen Umfrage vorgelegt. Er wurde vom Technischen Komitee
CEN/SS F05 erstellt.
Wenn aus diesem Norm-Entwurf eine Europäische Norm wird, sind die CEN-Mitglieder gehalten, die CEN-Geschäftsordnung zu erfüllen, in
der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu
geben ist.
Dieser Europäische Norm-Entwurf wurde vom CEN in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch) erstellt. Eine Fassung in
einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und
dem Management-Zentrum des CEN-CENELEC mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen
Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta,
den Niederlanden, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der
Tschechischen Republik, der Türkei, Ungarn, dem Vereinigten Königreich und Zypern.
Die Empfänger dieses Norm-Entwurfs werden gebeten, mit ihren Kommentaren jegliche relevante Patentrechte, die sie kennen, mitzuteilen
und unterstützende Dokumentationen zur Verfügung zu stellen.
Warnvermerk : Dieses Schriftstück hat noch nicht den Status einer Europäischen Norm. Es wird zur Prüfung und Stellungnahme
vorgelegt. Es kann sich noch ohne Ankündigung ändern und darf nicht als Europäischen Norm in Bezug genommen werden.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
CEN-CENELEC Management-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brüssel
© 2015 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Ref. Nr. prEN ISO 5167-1:2015 D
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
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prEN ISO 5167-5:2015 (D)
Inhalt
Seite
Vorwort .3
Einleitung .4
1 Anwendungsbereich .5
2 Normative Verweisungen .5
3 Begriffe .5
4 Prinzipien des Verfahrens der Messung und Berechnung .6
5 Konus-Durchflussmesser .7
5.1 Anwendungsbereich .7
5.1.1 Allgemeines .7
5.2 Allgemeine Form .8
5.3 Werkstoff und Fertigung . 12
5.4 Druckentnahmen. 12
5.5 Durchflusskoeffizient C . 12
5.5.1 Einsatzgrenzen . 12
5.5.2 Durchflusskoeffizient des Konus-Durchflussmessers . 13
5.6 Dehnbarkeit [Expansionsfaktor], ε . 13
5.7 Unsicherheit des Durchflusskoeffizienten C . 13
5.8 Unsicherheit der Dehnbarkeit [Expansionsfaktor] ε . 14
5.9 Druckverlust . 14
6 Anforderungen an den Einbau . 14
6.1 Allgemeines . 14
6.2 Zulaufseitige und ablaufseitige gerade Mindestlängen bei Einbauten zwischen
unterschiedlichem Leitungszubehör und dem Konus-Durchflussmesser . 15
6.2.1 Allgemeines . 15
6.2.2 Einzelne 90°-Krümmung . 16
6.2.3 Zwei 90˚-Krümmungen in senkrechten Ebenen . 16
6.2.4 Konzentrische Erweiterung . 16
6.2.5 Teilweise geschlossene Ventile . 16
6.3 Besondere zusätzliche Einbauanforderungen an Konus-Durchflussmesser . 16
6.3.1 Rundheit und Zylindrizität (Zylinderform) des Rohres . 16
6.3.2 Positionieren einer Tauchhülse . 16
6.3.3 Rauheit des Einlauf- und Auslaufrohres . 17
7 Durchflusskalibrierung von Konus-Durchflussmessern . 17
7.1 Allgemeines . 17
7.2 Prüfeinrichtung . 17
7.3 Einbau des Konus-Durchflussmessers . 17
7.4 Gestaltung des Prüfprogramms . 17
7.5 Angabe der Kalibrierergebnisse . 18
7.6 Unsicherheitsanalyse der Kalibrierung . 18
7.6.1 Allgemeines . 18
7.6.2 Unsicherheit der Prüfeinrichtung . 18
7.6.3 Unsicherheit des Konus-Durchflussmessers . 18
Anhang A (informativ) Tabelle der Dehnbarkeit [Expansionsfaktor] . 19
Literaturhinweise . 20
2
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oSIST prEN ISO 5167-5:2015
prEN ISO 5167-5:2015 (D)
Vorwort
Dieses Dokument (prEN ISO 5167-5:2015) wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 30 „Measurement of
fluid flow in closed conduits“ in Zusammenarbeit mit dem Technischen Komitee CEN/TC „CEN/SS F05
Messinstrumente“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom CCMC gehalten wird.
Dieses Dokument ist derzeit zur parallelen Umfrage vorgelegt.
ISO 5167 besteht aus den folgenden Teilen unter dem allgemeinen Titel Measurement of fluid flow by means
of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full:
Part 1: General principles and requirements
Part 2: Orifice plates
Part 3: Nozzles and Venturi nozzles
Part 4: Venturi tubes
Part 5: Cone meters
Anerkennungsnotiz
Der Text von ISO/DIS 5167-5:2015 wurde vom CEN als prEN ISO 5167-5:2015 ohne irgendeine Abänderung
genehmigt.
3
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prEN ISO 5167-5:2015 (D)
Einleitung
Die ISO 5167 ist in fünf Teile gegliedert und erstreckt sich auf die Geometrie und die Art der Nutzung (Einbau-
und Betriebsbedingungen) von Blenden, Düsen, Venturirohren und Konus-Durchflussmessern (Kegelmeter),
die in voll durchströmten Leitungen eingesetzt sind, um die Durchflussrate der fluiden Strömung in der Leitung
zu bestimmen. Sie gibt auch notwendige Informationen zur Berechnung der Durchflussrate und der damit
verbundenen Unsicherheit.
ISO 5167 ist nur auf Differenzdruckmessgeräte anwendbar, bei denen die Strömung durch die Messstrecke
im Unterschallbereich bleibt und das Fluid als einphasig anzusehen ist; sie ist jedoch nicht für die Messung
von pulsierenden Strömungen anwendbar. Ferner kann jede dieser Einrichtungen nur innerhalb festgelegter
Grenzen von Rohrweite und Reynoldszahl eingesetzt werden.
ISO 5167 behandelt nur Geräte, bei denen Kalibrierungen in ausreichender Anzahl, Qualität und ausreichen-
dem Umfang durchgeführt wurden, damit es bei kohärenten Anwendungssystemen möglich ist, sich auf deren
Ergebnisse und Beiwerte zu stützen, die innerhalb vorhersehbarer Unsicherheitsgrenzen zum Ausdruck
gebracht werden. Bei nach Abschnitt 7 kalibrierten Konus-Durchflussmessern kann jedoch ein breites
Spektrum von Rohrnennweite, β und Reynoldszahl in Betracht gezogen werden.
Die in Rohrleitungen eingebauten Durchflussmesser werden als „Primärgeräte“ bezeichnet. Die Benennung
Primärgerät schließt auch die Druckentnahmen (Druckmessstellen) ein. Alle weiteren Messgeräte oder
Geräte, die für die Bestimmung des Durchflusses erforderlich sind, werden als „Sekundärgeräte“ bezeichnet.
1)
werden nur gelegentlich erwähnt.
ISO 5167 gilt nur für Primärgeräte; Sekundärgeräte
ISO 5167 besteht aus folgenden fünf Teilen:
a) Teil 1 von ISO 5167 enthält allgemeine Begriffe, Symbole, Messprinzipien und Anforderungen sowie
Messverfahren und Angaben zur Unsicherheit, die in Verbindung mit den Teilen 2 bis 5 von ISO 5167 zu
verwenden oder anzuwenden sind.
2)
b) Teil 2 von ISO 5167 legt Blenden fest, die mit Eck-Druckentnahmen, D- und D/2-Druckentnahmen und
mit Flansch-Druckentnahmen angewendet werden können.
3)
c) Teil 3 von ISO 5167 legt ISA-1932-Düsen Langradiusdüsen und Venturidüsen fest, die sich in der Form
und Lage der Druckentnahmen voneinander unterscheiden.
4)
d) Teil 4 von ISO 5167 legt klassische Venturirohre fest
e) Der vorliegende Teil von ISO 5167 legt Konus-Durchflussmesser fest und enthält einen Abschnitt zur
Kalibrierung.
Sicherheitsaspekte werden in den Teilen 1 bis 5 von ISO 5167 nicht behandelt. Es liegt in der Verantwortung
des Anwenders, sicherzustellen, dass das System die Anforderungen der jeweiligen Sicherheitsbestim-
mungen erfüllt.
1) Siehe ISO 2186: 2007, Fluid flow in closed conduits — Connections for pressure signal transmission between primary
and secondary element, außerdem ISO/TR 9464:2008, Guidelines for the use of ISO 5167:2003
2) Blenden mit „Vena-Contracta“-Druckentnahmen werden in diesem Teil von ISO 5167 nicht behandelt.
3) ISA ist die Abkürzung für International Federation of the National Standardizing Associations, die 1946 durch die ISO
abgelöst wurde.
4) In den USA wird das klassische Venturirohr häufig „Herschel Venturi tube“ genannt.
4
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1 Anwendungsbereich
Der vorliegende Teil von ISO 5167 legt die Geometrie und Anwendungsverfahren (Einbau- und Betriebs-
bedingungen) von in einer voll durchströmten Leitung eingesetzten Konus-Durchflussmessern fest, um die
Durchflussrate des in der Leitung hindurch fließenden Fluids zu bestimmen.
Da die Unsicherheit eines unkalibrierten Konus-Durchflussmessers für eine bestimmte Anwendung zu groß
sein könnte, ist es unbedingt erforderlich, den Durchflussmesser nach Abschnitt 7 dieses Dokuments zu
kalibrieren. Kalibrierte Durchflussmesser dürfen nur über den kalibrierten Reynoldszahl-Bereich verwendet
werden.
Dieser Teil von ISO 5167 gibt auch Hintergrundinformationen für die Berechnung der Durchflussrate und gilt
in Verbindung mit den in der ISO 5167-1 festgelegten Anforderungen.
Dieser Teil von ISO 5167 ist nur auf Konus-Durchflussmesser anwendbar, in denen der Durchfluss über den
gesamten Messbereich im Unterschallbereich bleibt und in dem das Fluid als einphasig bezeichnet werden
kann. Unkalibrierte Konus-Durchflussmesser können nur innerhalb festgelegter Grenzen von Rohrgröße,
Rauheit, β und Reynoldszahl angewendet werden. Dieser Teil von ISO 5167 ist nicht für die Messung von
pulsierendem Durchfluss anwendbar. Er behandelt nicht die Anwendung von unkalibrierten
Durchflussmessern bei Rohrweiten unter 50 mm oder mehr als 500 mm oder wenn die Rohr-Reynoldszahlen
4
unter 8 × 10 liegen.
Ein Konus-Durchflussmesser ist ein Primärgerät, das aus einer konusförmigen Verengung besteht, die
konzentrisch in der Mitte des Rohres mit der Konusspitze gegen die Durchflussrichtung gehalten wird. Die
konstruktive Ausführung des in dieser Norm festgelegten Konus-Durchflussmessers hat eine oder mehrere
zulaufseitig (stromaufwärts) in der Wandung gelegene Druckentnahmen und eine ablaufseitig (stromabwärts)
auf der Rückseite des Konus gelegene Druckentnahme(stelle) mit einer Verbindung über eine Bohrung durch
den Konus zur Haltevorrichtung und dann durch die Haltevorrichtung nach oben zu einem Differenzial-
druckmessumformer.
Es stehen alternative Ausführungen von Konus-Durchflussmessern zur Verfügung; zum Zeitpunkt der
Erstellung der Norm gibt es jedoch nicht genügend Daten, um diese Durchflussmesser vollständig zu
beschreiben, und deshalb müssen diese Durchflussmesser nach Abschnitt 7 kalibriert werden.
2 Normative Verweisungen
Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind für die
Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene
Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments
(einschließlich aller Änderungen).
ISO 4006:1991, Measurement of fluid flow in closed conduits — Vocabulary and symbols
ISO 5167-1:2003, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular
cross-section conduits running full — Part 1: General principles and requirements
3 Begriffe
Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach ISO 4006 und ISO 5167-1 und der folgende
Begriff.
3.1
Beta-Kante
maximaler Umfang des Konus
5
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4 Prinzipien des Verfahrens der Messung und Berechnung
Das Prinzip des Messverfahrens beruht auf dem Einbau des Konus-Durchflussmessers in eine voll durch-
strömte Rohrleitung. Der Durchfluss durch einen Konus-Durchflussmesser erzeugt einen Differenzialdruck
zwischen den zulaufseitig und ablaufseitig gelegenen Anschlüssen. Immer wenn der Durchflussmesser
geometrisch mit einem vergleichbar ist, an dem eine direkte Kalibrierung vorgenommen wurde, sind die
Einsatzbedingungen die gleichen: die Durchflussrate kann aus der bekannten Geometrie, dem Durchfluss-
koeffizienten, dem Messwert des Differentialdrucks und der Kenntnis der Fluidbedingungen bestimmt werden.
Diese damit bei der Durchflussrate einhergehende Unsicherheit kann berechnet werden.
Der Massendurchsatz kann mit den folgenden Formeln bestimmt werden:
C π
2
q = ε (Dβ) 2Δπρ (1)
m 1
4 4
1−β
und
A
t
β= (2)
A
dabei ist A der Bereich der Einschnürung des Konus-Durchflussmessers und A die Innenfläche der
t
zulaufseitig gelegenen Rohrleitung. Zu beachten ist, dass die Einschnürung bei einem Konus-Durch-
flussmesser der zwischen der Beta-Kante und der Rohrwand befindliche Ringraum ist; somit ist bei einem
Konus-Durchflussmesser:
2
d
c
β= 1− (3)
2
D
.
Dabei ist d der Durchmesser des Konus in der Ebene der Beta-Kante. Zu beachten ist, dass eine größeres β
c
einen kleineren Konus impliziert (siehe Bild 1).
1 Durchfluss
Bild 1 — Konus-Durchflussmesser, verschiedene Werte von β zeigend
6
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oSIST prEN ISO 5167-5:2015
prEN ISO 5167-5:2015 (D)
Die Unsicherheitsgrenzen können nach dem in ISO 5167-1:2003, Abschnitt 8, angegebenen Verfahren
berechnet werden, jedoch mit der Ausnahme, dass anstelle von Gleichung 3 von ISO 5167-1:2003 die
folgende Gleichung benutzt werden sollte:
1/ 2
2 2
2 2 2
2 2 2
2 4
δq δC δε 2(1+β +β ) δD 2 δd 1 δΔπ 1 δρ
m cone 1
= + + + + + (4)
2 2 2 2
q C ε D d 4 Δπ 4 ρ
β (1+β ) β (1+β )
m cone 1
Gleichermaßen kann der Wert der Volumendurchflussrate berechnet werden, weil
q
v
q = (5)
v
ρ
dabei ist ρ die Fluiddichte bei der Temperatur und dem Druck, wofür das Volumen angegeben ist.
Die Berechnung der Durchflussrate, die ein rein arithmetischer Vorgang ist, wird durch den Austausch der
verschiedenen Elemente auf der rechten Seite von Gleichung (1) mit deren numerischen Werten ausgeführt.
Gleichung (6) in 5.6 (oder den berechneten Werten in Tabelle A.1) ergibt die Expansionsfaktoren (ε) des
Konus-Durchflussmessers. Die Werte in Tabelle A.1 sind nicht für präzise Interpolation bestimmt. Eine
Extrapolation ist nicht zulässig. In der Regel ist allerdings der Ausflusskoeffizient C (Abflussbeiwert) abhängig
von der Reynoldszahl Re, die selbst von q abhängig ist, und muss durch Iteration erhalten werden (siehe
m
ISO 5167-1:2003, Anhang A, für Leitlinien hinsichtlich der Wahl des Iterationsverfahrens und ersten
Schätzungen).
Die in den Gleichungen (1) und (3) aufgeführten Durchmesser d und D sind die Durchmesserwerte unter
c
Arbeitsbedingungen. Unter anderen Bedingungen durchgeführte Messungen sollten aufgrund der Werte von
Temperatur und dem Druck des Fluids während der Messung hinsichtlich einer möglichen Expansion oder
Kontraktion des Primärgeräts und der Rohrleitung korrigiert werden.
Da die Durchflussberechnung des Konus-Durchflussmessers besonders empfindlich gegenüber den
angewendeten Rohr- und Konusdurchmesserwerten ist, muss der Anwender sicherstellen, dass diese korrekt
in die Berechnungen der Durchflussberechnung aufgenommen werden. Zum Beispiel ist darauf zu achten,
anstelle eines Nennwerts den gemessenen Innendurchmesser zu verwenden.
Es ist notwendig, die Dichte und Viskosität des Fluids bei Arbeitsbedingungen zu kennen. Im Falle eines
kompressiblen Fluids ist es auch notwendig, den isentropischen Exponent des Fluids bei Arbeitsbedingungen
zu kennen.
ANMERKUNG Die Abweichung aller Differenzdruck-Durchflussmesser ist abhängig vom Differenzdruckbereich.
Gewöhnlich kann eine 10:1-Abweichung beim Durchfluss (äquivalent zur 100:1-Abweichung beim Differenzdruck) erzielt
werden.
5 Konus-Durchflussmesser
5.1 Anwendungsbereich
5.1.1 Allgemeines
Unkalibrierte Konus-Durchflussmesser können in Rohren mit Durchmessern zwischen 50 mm und 500 mm
und mit 0,45 ≤ β ≤ 0,75 angewendet werden. Konus-Durchflussmesser mit β > 0,75 müssen kalibriert werden.
Konus-Durchflussmesser mit Werten von β < 0,45 werden normalerweise nicht hergestellt.
Es gibt Grenzen bei der Rauheit und Reynoldszahl, die angesprochen werden müssen.
7
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prEN ISO 5167-5:2015 (D)
5.2 Allgemeine Form
5.2.1 Bild 2 zeigt einen Schnitt durch die Symmetrieachse eines Konus-Durchflussmessers bei der üblichen
Ausführung. Bild 4 zeigt weitere Schnitte durch den Durchflussmesser, um das Verständnis der Messtechnik
des Konus-Durchflussmessers zu fördern. Die im Text verwendeten Buchstaben beziehen sich auf die in
Bild 2 und Bild 4 gezeigten Buchstaben.
Der Konus-Durchflussmesser besteht aus einem Rohrabschnitt mit dem Durchmesser D, der die Konus-
baugruppe mit Konusdurchmesser d , die Tragkonstruktion für den Konus und die Druckentnahmen für die
c
Differenzdruckmessung aufnimmt. Die Konusbaugruppe wird so eingebaut, dass die Symmetrieachse des
Konus konzentrisch zur Mittelachse des Rohrabschnitts nach 5.2.12 verläuft.
Legende
1 Rohrkörper
2 Konuselement
3 Tragstrebe
4 Hochdruckentnahme
5 Niederdruckentnahme
6 Konusnase
Bild 2 — Geometrisches Profil des Konus-Durchflussmessers
5.2.2 Die Ausführungsform der Konusnase (Beispiele siehe Bild 3) kann als bearbeitete Komponente oder
aus einem Rohrbogen hergestellt werden. Zuflussseitig sollte sich die Nase nicht über die Ebene der Mittel-
achse des(der) zuflussseitig gelegenen Entnahmestelle(n) erstrecken. Diese konstruktiven Ausführungen
sollten nicht als alleinige in Betracht kommen.
8
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prEN ISO 5167-5:2015 (D)
Eben Spitz (zulaufend) Gewölbt Krümmer
Bild 3 — Beispiele von verschiedenen Ausführungsformen der Konusnase
5.2.3 Der Rohrdurchmesser D ist nach Bild 4 auf der Ebene A zu messen. Die Messungen müssen an
mindestens vier gleichmäßig um den inneren Rohrumfang verteilten Stellen erfolgen. Als Wert von D ist bei
den Berechnungen der arithmetische Mittelwert von diesen Messungen einzusetzen.
5.2.4 Der Rohrdurchmesser muss auch in der Ebene C nach Bild 4 (D wie in Bild 2 gezeigt) gemessen
TAP
werden. Die Anzahl der Messungen an dieser Ebene muss mindestens gleich der Anzahl an Druckentnahmen
(mindestens vier) sein.
5.2.5 Kein Durchmesser an irgendeiner Stelle zwischen der Ebene C und 1D ablaufseitig von der Ebene A
nach Bild 4 darf vom Rohrdurchmesser D um mehr als 1,0 % abweichen.
9
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prEN ISO 5167-5:2015 (D)
Legende
1 Durchfluss
2 Spitze
Bild 4 — Messtechnische Daten eines Konus-Durchflussmessers
5.2.6 Die innere Oberfläche des Rohrabschnitts von der Ebene C zur Ebene A von Bild 4 muss sauber und
-3
glatt sein, und das Rauheitskriterium R sollte möglichst klein und muss kleiner als 10 D sein.
a
5.2.7 In der Regel muss der Konus aus einem kreisförmigen Bifrustum bestehen (zwei Konusstümpfe sind
an ihren breitesten Punkten zusammengefügt). Der erste Konusstumpf muss seine Spitze mit seiner schräg
abfallenden Wand, die einen Innenwinkel θ von 26° ± 5° zur Mittelachse des Konus hat, am zustromseitigen
1
Ende des Durchflussmessers haben. Das zweite Frustum muss einen Innenwinkel θ von 67,5° ± 2,5° zur
2
Mittelachse des Konus haben.
5.2.8 Der Konusdurchmesser d muss in der Ebene A von Bild 4 gemessen werden. Die Anzahl der
c
Messungen muss mindestens vier betragen, die im gleichmäßigen Abstand um den Außenumfang des Konus
verteilt sind.
Der arithmetische Mittelwert dieser Messungen ist bei den Berechnungen als Wert von d einzusetzen. Kein
c
Durchmesser darf um mehr als 0,1 % vom Wert des mittleren Durchmessers abweichen. Diese Anforderung
ist erfüllt, wenn der Längenunterschied eines der gemessenen Durchmesser die betreffende Anforderung in
Bezug auf den Mittelwert der gemessenen Durchmesser erfüllt.
10
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prEN ISO 5167-5:2015 (D)
5.2.9 Die Beta-Kante darf nicht scharfkantig sein. Der Krümmungsradius R1 an der Beta-Kante, wie aus
Bild 5 zu entnehmen ist, muss kleiner als der kleinere von 0,2 mm und 0,005 d sein.
c
5.2.10 Der Konus ist so zu wählen, dass sich zwei auf der gleichen Ebene senkrecht zur Rotationsachse
gelegene Durchmesser vom mittleren Durchmesser um nicht mehr als 0,1 % unterscheiden.
Bild 5 — Krümmungsradius R1 an der Beta-Kante, dargestellt als Beispiele für fabrizierte und
bearbeitete Konusse
5.2.11 Der Konusoberfläche muss sauber und glatt sein, und das Rauheitskriterium R muss so klein wie
a
-4
möglich und immer kleiner als 5 × 10 d sein.
c
5.2.12 Die Tragkonstruktion für den Konus muss als möglichst kleine Verengung des Durchflusses vorliegen,
wobei sichergestellt sein muss, dass die strukturelle Integrität des Konus-Durchflussmessers nicht über den
Bereich der erwarteten Bedingungen hinaus beeinträchtigt ist. Die Konusbaugruppe kann wahlweise Knoten-
bleche enthalten, die zusätzliche mechanische Abstützung bieten.
5.2.13 Die seitlichen und Winkelabweichungen des Konus von der Mittelachse des Rohrabschnitts sind zu
messen.
Der Abstand zwischen dem breitesten Teil des Konus und der benachbarten Rohrinnenwand ist zu messen
(siehe Ebene A von Bild 4, beschriftet mit K , K , K , K ). Die Anzahl der Messungen muss mindestens vier
1 2 3 4
betragen, die im gleichmäßigen Abstand um den Außenumfang des Konus verteilt sind. Die Abweichung
zwischen den Messungen und dem Mittelwert dieser Messungen darf nicht größer als 5,0 % sein.
Der Abstand zwischen der Konusnase und der angrenzenden Rohrinnenwand ist ebenfalls zu messen (siehe
Ebene B von Bild 4, beschriftet mit J , J , J , J ). Die Anzahl der Messungen wird ein Minimum von vier in
1 2 3 4
gleichen Abständen um den Außenumfang des Konus angeordnet sein. Die Abweichung zwischen den
Messungen und dem Mittelwert dieser Messungen darf nicht größer als 5,0 % sein.
Die Winkelabweichung des Konus ist zu messen und sollte ausgehend von der Mittelachse des Rohres an der
Konuspitze entweder in der Horizontalen (θ ) oder Vertikalen (θ ) nicht größer sein als 2,0°, wie in
HORZ VERT
Bild 4 gezeigt.
Die seitliche Abweichung des Kegels ist zu messen und sollte ausgehend von der Mittelachse des Rohres an
der Konusspitze entweder in der Horizontalen oder Vertikalen nicht größer sein als 0,01 D, wie in Bild 4
gezeigt.
5.2.14 Die konstruktive Ausführung des Konus-Durchflussmessers und dessen Einbau müssen besondere
Berücksichtigung finden, um sicherzustellen, dass die Auswirkungen von Druck, Temperatur und Resonanz
über den gesamten Bereich der Bedingungen, denen der Konus-Durchflussmesser im Verlauf seiner Betriebs-
lebensdauer ausgesetzt sein kann, zu keinem mechanischen Versagen führen.
Bei Anwendungen, bei denen die Strömungsbedingungen signifikante Vibrationen hervorrufen, wird die
Verwendung von Knotenblechen empfohlen.
11
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oSIST prEN ISO 5167-5:2015
prEN ISO 5167-5:2015 (D)
5.3 Werkstoff und Fertigung
5.3.1 Der Konus-Durchflussmesser kann aus jedem Werkstoff gefertigt werden, vorausgesetzt, dass er der
vorstehenden Beschreibung entspricht und während des Einsatzes unverändert bleibt.
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