EN ISO 9300:2022
(Main)Measurement of gas flow by means of critical flow nozzles (ISO 9300:2022)
Measurement of gas flow by means of critical flow nozzles (ISO 9300:2022)
This document specifies the geometry and method of use (installation in a system and operating conditions) of critical flow nozzles (CFNs) used to determine the mass flow rate of a gas flowing through a system basically without the need to calibrate the CFN. It also gives the information necessary for calculating the flow rate and its associated uncertainty.
This document is applicable to nozzles in which the gas flow accelerates to the critical velocity at the minimum flowing section, and only where there is steady flow of single-phase gas. When the critical velocity is attained in the nozzle, the mass flow rate of the gas flowing through the nozzle is the maximum possible for the existing inlet condition, while the CFN can only be used within specified limits, e.g. the CFN throat to inlet diameter ratio and Reynolds number. This document deals with the toroidal- and cylindrical-throat CFNs for which direct calibration experiments have been made in sufficient number to enable the resulting coefficients to be used with certain predictable limits of uncertainty.
Durchflussmessung von Gasen mit Venturidüsen bei kritischer Strömung (ISO 9300:2022)
Dieses Dokument legt die geometrischen Formen und Maße sowie die Anwendung (Einbau in ein System und Betriebsbedingungen) von Düsen bei kritischer Strömung (CFNs, en: critical flow nozzles) fest, die zur Bestimmung des Massendurchflusses eines durch ein System strömenden Gases verwendet werden, ohne dass hierzu die CFN grundsätzlich kalibriert werden muss. Es enthält außerdem die erforderlichen Angaben für die Berechnung des Durchflusses und der zugehörigen Messunsicherheit.
Dieses Dokument ist anwendbar für Düsen, in denen das Gas im kleinsten Strömungsquerschnitt auf die kritische Strömungsgeschwindigkeit beschleunigt wird, ausschließlich für den Fall einer stationären Strömung eines einphasigen Gases. Bei Erreichen der kritischen Geschwindigkeit in der Düse hat der Massendurchfluss des durch die Düse strömenden Gases unter den auf der Einlaufseite vorhandenen Bedingungen sein Maximum, wobei die CFN nur innerhalb festgelegter Grenzen eingesetzt werden kann, z. B. bezüglich des Verhältnisses des Durchmessers des Halsteils der CFN zum Durchmesser des Einlaufrohrs und der Reynolds-Zahl. Dieses Dokument behandelt CFNs mit Toroid- und Zylinderhals, für die eine ausreichende Anzahl an direkten Kalibrierungen durchgeführt wurde, sodass die sich daraus ergebenden Kalibrierkoeffizienten innerhalb bestimmter Grenzen der Messunsicherheit angewendet werden können.
Mesurage de débit de gaz au moyen de tuyères en régime critique (ISO 9300:2022)
Le présent document spécifie la géométrie et le mode d’emploi (installation dans un circuit et conditions opératoires) de tuyères en régime critique (CFN) utilisées pour déterminer le débit-masse de gaz traversant le circuit sans besoins d'étalonner la CFN. Il donne également les informations nécessaires au calcul du débit et de l’incertitude associée.
Le présent document s’applique aux tuyères au sein desquelles l’écoulement gazeux est accéléré jusqu’à atteindre la vitesse critique à la section d’écoulement minimum et uniquement lorsqu’il existe un écoulement stationnaire monophasique de gaz. Lorsque la vitesse critique est atteinte dans la tuyère, le débit-masse du gaz traversant la tuyère est le plus grand débit-masse possible pour les conditions existant à l’entrée, tandis que les CFN peuvent être utilisées uniquement à l’intérieur des limites spécifiées, par exemple pour le rapport du diamètre au col au diamètre à l’entrée de la CFN et pour le nombre de Reynolds. Le présent document traite des CFN à col toroïdal et cylindrique pour lesquelles des étalonnages directs ont été effectués en nombre suffisant, pour permettre de déterminer les coefficients avec une marge prévisible d’incertitude.
Merjenje pretoka plina na podlagi kritičnega toka v Venturijevi šobi (ISO 9300:2022)
Ta dokument določa geometrijo in metodo uporabe (namestitev v sistem in pogoji delovanja) kritičnega toka v Venturijevih šobah (CFN), ki se uporabljajo za določanje masnega pretoka plina skozi sistem načeloma brez potrebe po umerjanju kritičnega toka v Venturijevi šobi. Podaja tudi informacije, potrebne za izračunavanje pretoka in z njim povezane negotovosti.
Ta dokument se uporablja za šobe, v katerih se pretok plina na minimalnem pretočnem delu pospeši do kritične hitrosti, in le pri enakomernem pretoku enofaznega plina. Ko je v šobi dosežena kritična hitrost, je masni pretok plina skozi šobo največji možni za obstoječe vhodne razmere, kritični tok v Venturijevi šobi pa se lahko uporablja le v določenih mejah, opredeljenih npr. z razmerjem med grlom šobe in vhodnim premerom ter z Reynoldsovim številom. Ta dokument obravnava kritični tok v Venturijevih šobah s toroidnim in valjastim grlom, za katere so bili izvedeni poskusi neposrednega umerjanja v zadostnem številu, da se lahko pridobljeni koeficienti uporabljajo z določenimi predvidljivimi mejami negotovosti.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
01-september-2022
Nadomešča:
SIST EN ISO 9300:2005
Merjenje pretoka plina na podlagi kritičnega toka v Venturijevi šobi (ISO 9300:2022)
Measurement of gas flow by means of critical flow nozzles (ISO 9300:2022)
Durchflussmessung von Gasen mit Venturidüsen bei kritischer Strömung (ISO
9300:2022)
Mesurage de débit de gaz au moyen de tuyères en régime critique (ISO 9300:2022)
Ta slovenski standard je istoveten z: EN ISO 9300:2022
ICS:
17.120.10 Pretok v zaprtih vodih Flow in closed conduits
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
EN ISO 9300
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
June 2022
EUROPÄISCHE NORM
ICS 17.120.10 Supersedes EN ISO 9300:2005
English Version
Measurement of gas flow by means of critical flow nozzles
(ISO 9300:2022)
Mesurage de débit de gaz au moyen de tuyères en Durchflussmessung von Gasen mit Venturidüsen bei
régime critique (ISO 9300:2022) kritischer Strömung (ISO 9300:2022)
This European Standard was approved by CEN on 17 June 2022.
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Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway,
Poland, Portugal, Republic of North Macedonia, Romania, Serbia, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and
United Kingdom.
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
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Contents Page
European foreword . 3
European foreword
This document (EN ISO 9300:2022) has been prepared by Technical Committee ISO/TC 30
"Measurement of fluid flow in closed conduits" in collaboration with CCMC.
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 December 2022, and conflicting national standards
shall be withdrawn at the latest by December 2022.
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This document supersedes EN ISO 9300:2005.
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Endorsement notice
The text of ISO 9300:2022 has been approved by CEN as EN ISO 9300:2022 without any modification.
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 9300
Third edition
2022-06
Measurement of gas flow by means of
critical flow nozzles
Mesurage de débit de gaz au moyen de tuyères en régime critique
Reference number
ISO 9300:2022(E)
ISO 9300:2022(E)
© ISO 2022
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Published in Switzerland
ii
ISO 9300:2022(E)
Contents Page
Foreword . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 Pressure . 1
3.2 Temperature . 2
3.3 Nozzle . 2
3.4 Flow . 3
3.5 Flow rate . 4
3.6 Gas . 5
4 Symbols and abbreviations . 6
5 Basic equations . 9
5.1 Gas behaviour . 9
5.1.1 Isentropic process . 9
5.1.2 State equation . 9
5.2 Isentropic flow of a perfect gas . 9
5.2.1 Flowing area . 9
5.2.2 Static pressure . 9
5.2.3 Static temperature . 10
5.3 Theoretical variables at the critical point . 10
5.3.1 General . 10
5.3.2 Critical pressure . 10
5.3.3 Critical temperature . 10
5.3.4 Critical density . 10
5.3.5 Critical velocity . 10
5.4 Theoretical mass flow rates . 10
5.4.1 General . 10
5.4.2 Theoretical mass flow rate of a perfect gas . 10
5.4.3 Theoretical mass flow rate of real gas . 11
5.5 Mass flow rate . 11
6 General requirements . 11
7 Applications for which the method is suitable . 12
8 CFN . 12
8.1 General requirements for both the standard CFN types . 12
8.1.1 General . 12
8.1.2 Materials . 12
8.1.3 Contraction and throat . 13
8.1.4 Diffuser . 13
8.2 Requirements for each standard types of CFN . 14
8.2.1 Standard CFNs . Error! Bookmark not defined.
8.2.2 Toroidal-throat CFN . 15
8.2.3 Cylindrical-throat CFN . 16
9 Installation requirements . 18
9.1 General requirements for both the standard configurations . 18
9.1.1 Standard configurations . 18
9.1.2 Upstream pressure tapping . 18
9.1.3 Downstream pressure tapping . 19
ISO 9300:2022(E)
9.1.4 Temperature measurement . 19
9.1.5 Density measurement . 20
9.1.6 Drain hole . 20
9.1.7 Downstream condition . 20
9.2 Pipe configuration . 21
9.2.1 General . 21
9.2.2 Upstream pipe . 21
9.2.3 Pressure measurement .
...
SLOVENSKI STANDARD
oSIST prEN ISO 9300:2021
01-september-2021
Merjenje pretoka plina na podlagi kritičnega toka v Venturijevi šobi (ISO/DIS
9300:2021)
Measurement of gas flow by means of critical flow nozzles (ISO/DIS 9300:2021)
Durchflussmessung von Gasen mit Venturidüsen bei kritischer Strömung (ISO/DIS
9300:2021)
Mesure de débit de gaz au moyen de Venturi-tuyères en régime critique (ISO/DIS
9300:2021)
Ta slovenski standard je istoveten z: prEN ISO 9300
ICS:
17.120.10 Pretok v zaprtih vodih Flow in closed conduits
oSIST prEN ISO 9300:2021 de
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
oSIST prEN ISO 9300:2021
oSIST prEN ISO 9300:2021
ENTWURF
EUROPÄISCHE NORM
prEN ISO 9300
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
Juli 2021
ICS 17.120.10 Vorgesehen als Ersatz für EN ISO 9300:2005
Deutsche Fassung
Durchflussmessung von Gasen mit Venturidüsen bei
kritischer Strömung (ISO/DIS 9300:2021)
Measurement of gas flow by means of critical flow Mesure de débit de gaz au moyen de Venturi-tuyères en
nozzles (ISO/DIS 9300:2021) régime critique (ISO/DIS 9300:2021)
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 von 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 CEN-CENELEC-Management-Zentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die
offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland,
Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen,
Österreich, Polen, Portugal, der Republik Nordmazedonien, Rumänien, Schweden, der Schweiz, Serbien, 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
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© 2021 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Ref. Nr. prEN ISO 9300:2021 D
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN
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oSIST prEN ISO 9300:2021
prEN ISO 9300:2021 (D)
Inhalt
Seite
Europäisches Vorwort. 5
Vorwort . 6
1 Anwendungsbereich . 7
2 Normative Verweisungen . 7
3 Begriffe . 7
4 Symbole und Abkürzungen . 12
5 Grundgleichungen . 15
5.1 Gasverhalten. 15
5.1.1 Isentroper Prozess . 15
5.1.2 Zustandsgleichung. 16
5.2 Isentrope Strömung eines idealen Gases . 16
5.2.1 Strömungsquerschnitt . 16
5.2.2 Statischer Druck . 16
5.2.3 Statische Temperatur. 16
5.3 Theoretische Variablen am kritischen Punkt . 16
5.3.1 Allgemeines. 16
5.3.2 Kritischer Druck. 16
5.3.3 Kritische Temperatur . 16
5.3.4 Kritische Dichte . 17
5.3.5 Kritische Geschwindigkeit. 17
5.4 Theoretischer Massendurchfluss . 17
5.4.1 Allgemeines. 17
5.4.2 Theoretischer Massendurchfluss eines idealen Gases . 17
5.4.3 Theoretischer Massendurchfluss eines realen Gases . 17
5.5 Massendurchfluss . 17
6 Allgemeine Anforderungen. 18
7 Anwendungen, für die das Messverfahren geeignet ist . 18
8 CFN . 19
8.1 Allgemeine Anforderungen an beide Standardausführungen . 19
8.1.1 Allgemeines. 19
8.1.2 Werkstoffe . 19
8.1.3 Engstelle und Halsteil. 19
8.1.4 Diffusor . 20
8.2 Anforderungen an die Standardausführungen. 20
8.2.1 Standard-CFNs. 20
8.2.2 CFN mit Toroidhals. 21
8.2.3 CFN mit Zylinderhals . 22
9 Einbauanforderungen . 24
9.1 Allgemeine Anforderungen an beide Standardkonfigurationen . 24
9.1.1 Standardkonfigurationen . 24
9.1.2 Druckentnahmestelle im Einlaufrohr . 24
9.1.3 Druckentnahmestelle am Auslaufrohr . 25
9.1.4 Messung der Temperatur . 25
oSIST prEN ISO 9300:2021
prEN ISO 9300:2021 (D)
9.1.5 Messung der Dichte.26
9.1.6 Entleerungsbohrung .26
9.1.7 Bedingungen im Nachlaufrohr .26
9.2 Rohrkonfiguration .26
9.2.1 Allgemeines .26
9.2.2 Einlaufrohr.26
9.2.3 Messung des Drucks .27
9.2.4 Messung der Temperatur .28
9.3 Kammerkonfiguration.28
9.3.1 Allgemeines .28
9.3.2 Einlaufkammer.28
9.3.3 Messung des Drucks .28
9.3.4 Messung der Temperatur .28
9.3.5 Ausgangsdruckverhältnis.28
10 Berechnungen.29
10.1 Allgemeines .29
10.2 Berechnung des Massendurchflusses, q .29
m
10.3 Berechnung des Durchflusskoeffizienten, C .29
d
10.4 Berechnung der kritischen Durchflussfunktion, C* oder C* .30
D
10.5 Umrechnung des gemessenen Drucks in Ruhedruck.31
10.6 Umrechnung der gemessenen Temperatur in Ruhetemperatur .31
10.7 Berechnung der Viskosität.31
11 Abschätzung des kritischen Ausgangsdruckverhältnisses .31
11.1 Für herkömmlichen Diffusor bei Reynolds-Zahlen höher als 2 × 10 .31
11.2 Für alle Diffusoren bei niedrigen Reynolds-Zahlen.32
11.3 Für CFNs ohne Diffusor oder mit sehr kurzem Diffusor.33
12 Unsicherheiten bei der Durchflussmessung .33
12.1 Allgemeines .33
12.2 Praktische Berechnung der Messunsicherheit.34
12.3 Korrelierte Unsicherheitskomponenten .35
Anhang A (informativ) Werte der Durchflusskoeffizienten .37
Anhang B (informativ) Kritische Durchflussfunktion .39
B.1 Allgemeines .
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.