ISO/TR 15377:2018
(Main)Measurement of fluid flow by means of pressure-differential devices - Guidelines for the specification of orifice plates, nozzles and Venturi tubes beyond the scope of ISO 5167
Measurement of fluid flow by means of pressure-differential devices - Guidelines for the specification of orifice plates, nozzles and Venturi tubes beyond the scope of ISO 5167
ISO/TR 15377:2018 describes the geometry and method of use for conical-entrance orifice plates, quarter-circle orifice plates, eccentric orifice plates and Venturi tubes with 10,5° convergent angles. Recommendations are also given for square-edged orifice plates and nozzles under conditions outside the scope of ISO 5167. NOTE The data on which this document is based are limited in some cases.
Mesurage du débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes — Lignes directrices pour la spécification des diaphragmes, des tuyères et des tubes de Venturi non couverts par l'ISO 5167
Le présent document décrit la géométrie et le mode d’emploi des diaphragmes à entrée conique, des diaphragmes quart de cercle, des diaphragmes excentriques et des tubes de Venturi avec un angle de convergent de 10,5°. Des recommandations sont également données pour les diaphragmes et tuyères à arête rectangulaire utilisés dans des conditions qui sont hors du domaine d’application de l’ISO 5167. NOTE Les données sur lesquelles est basé le présent document sont limitées dans certains cas.
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ISO/TR 15377:2018 is a technical report published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Measurement of fluid flow by means of pressure-differential devices - Guidelines for the specification of orifice plates, nozzles and Venturi tubes beyond the scope of ISO 5167". This standard covers: ISO/TR 15377:2018 describes the geometry and method of use for conical-entrance orifice plates, quarter-circle orifice plates, eccentric orifice plates and Venturi tubes with 10,5° convergent angles. Recommendations are also given for square-edged orifice plates and nozzles under conditions outside the scope of ISO 5167. NOTE The data on which this document is based are limited in some cases.
ISO/TR 15377:2018 describes the geometry and method of use for conical-entrance orifice plates, quarter-circle orifice plates, eccentric orifice plates and Venturi tubes with 10,5° convergent angles. Recommendations are also given for square-edged orifice plates and nozzles under conditions outside the scope of ISO 5167. NOTE The data on which this document is based are limited in some cases.
ISO/TR 15377:2018 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 17.120.10 - Flow in closed conduits. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO/TR 15377:2018 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO/TR 15377:2023, ISO/TR 15377:2007. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
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Standards Content (Sample)
TECHNICAL ISO/TR
REPORT 15377
Third edition
2018-01
Measurement of fluid flow by means
of pressure-differential devices —
Guidelines for the specification of
orifice plates, nozzles and Venturi
tubes beyond the scope of ISO 5167
Mesurage du débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes —
Lignes directrices pour la spécification des diaphragmes, des tuyères
et des tubes Venturi non couverts par l'ISO 5167
Reference number
©
ISO 2018
© ISO 2018, Published in Switzerland
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www.iso.org
ii © ISO 2018 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 1
5 Square-edged orifice plates and nozzles: With drain holes, in pipes below 50 mm
diameter, and as inlet and outlet devices . 3
5.1 Drain holes through the upstream face of the square-edged orifice plate or nozzle . 3
5.1.1 General. 3
5.1.2 Square-edged orifice plates . 3
5.1.3 ISA 1932 nozzles . 5
5.1.4 Long radius nozzles . 5
5.2 Square-edged orifice plates installed in pipes of diameter 25 mm ≤ D < 50 mm. 5
5.2.1 General. 5
5.2.2 Limits of use . 5
5.2.3 Discharge coefficients and corresponding uncertainties . 6
5.3 No upstream or downstream pipeline . 6
5.3.1 General. 6
5.3.2 Flow from a large space (no upstream pipeline) into a pipeline or another
large space . 6
5.3.3 Flow into a large space (no downstream pipeline) . 8
6 Orifice plates (except square-edged) . 9
6.1 Conical entrance orifice plates . 9
6.1.1 General. 9
6.1.2 Limits of use . 9
6.1.3 Description . . .10
6.1.4 Pressure tappings .13
6.1.5 Coefficients and corresponding uncertainties .14
6.2 Quarter-circle orifice plates .14
6.2.1 General.14
6.2.2 Limits of use .14
6.2.3 Description . . .15
6.2.4 Pressure tappings .18
6.2.5 Coefficients and corresponding uncertainties .18
6.3 Eccentric orifice plates .19
6.3.1 General.19
6.3.2 Limits of use .20
6.3.3 Description . . .20
6.3.4 Coefficients and corresponding uncertainties .23
7 Venturi tubes with machined convergent of angle 10,5° .25
7.1 General .25
7.2 Description .25
7.3 Limits of use .25
7.4 Discharge coefficient .26
7.5 Expansibility [expansion] factor .26
7.6 Pressure loss .26
7.7 Installation requirements .26
Annex A (informative) An example of the calculations in 5.1.2 .28
Bibliography .31
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.
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URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 30, Measurement of fluid flow in closed
conduits, Subcommittee SC 2, Pressure differential devices.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO/TR 15377:2007), which has been
technically revised.
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TECHNICAL REPORT ISO/TR 15377:2018(E)
Measurement of fluid flow by means of pressure-
differential devices — Guidelines for the specification of
orifice plates, nozzles and Venturi tubes beyond the scope
of ISO 5167
1 Scope
This document describes the geometry and method of use for conical-entrance orifice plates,
quarter-circle orifice plates, eccentric orifice plates and Venturi tubes with 10,5° convergent angles.
Recommendations are also given for square-edged orifice plates and nozzles under conditions outside
the scope of ISO 5167.
NOTE The data on which this document is based are limited in some cases.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. 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, 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 and ISO 5167-1 apply.
4 Symbols
For the purposes of this document, the symbols given in Table 1 apply.
Table 1 — Symbols
Dimensions
M: mass
Symbols Represented quantity SI unit
L: length
T: time
a Pressure-tapping hole diameter L m
C Discharge coefficient dimensionless
Diameter of orifice (or throat) of primary device
d L m
a
under working conditions
d Measured drain hole diameter L m
k
a
In applications with drain holes, d is calculated from the measured values d and d [see Formulae (1) and (11)].
m k
NOTE 1 Other symbols used in this documentt are defined at their place of use.
NOTE 2 Subscript 1 refers to the cross-section at the plane of the upstream pressure tapping. Subscript 2 refers to the
cross-section at the plane of the downstream pressure tapping.
Table 1 (continued)
Dimensions
M: mass
Symbols Represented quantity SI unit
L: length
T: time
Measured orifice or throat diameter (where the
d L m
m
orifice or nozzle has a drain hole)
Upstream internal pipe diameter (or upstream
D diameter of a classical Venturi tube) under working L m
conditions
d Diameter of pressure tappings L m
tap
e Thickness of bore L m
E, E Thickness of orifice plate L m
F Correction factor dimensionless
E
k Uniform equivalent roughness L m
l Pressure tapping spacing L m
L Relative pressure tapping spacing: L = l/D dimensionless
−1 −2
p Static pressure of the fluid ML T Pa
−1
q Mass flowrate MT kg/s
m
r Radius of profile L m
Arithmetical mean deviation of the (roughness)
Ra L m
profile
Re Reynolds number dimensionless
Re , Re Reynolds number referred to D or d dimensionless
D d
Re* Throat-tapping Reynolds number (= d Re /d) dimensionless
tap d
d
β Diameter ratio, β = dimensionless
D
−1 −2
Δp Differential pressure ML T Pa
ε Expansibility (expansion) factor dimensionless
θ Angle between the tappings used and the radius from dimensionless °
the centre of the pipe to the centre of the drain hole
κ Isentropic exponent dimensionless
λ Friction factor dimensionless
−3 3
ρ Mass density of the fluid ML kg/m
p
τ Pressure ratio, τ = dimensionless
p
a
In applications with drain holes, d is calculated from the measured values d and d [see Formulae (1) and (11)].
m k
NOTE 1 Other symbols used in this documentt are defined at their place of use.
NOTE 2 Subscript 1 refers to the cross-section at the plane of the upstream pressure tapping. Subscript 2 refers to the
cross-section at the plane of the downstream pressure tapping.
2 © ISO 2018 – All rights reserved
5 Square-edged orifice plates and nozzles: With drain holes, in pipes below
50 mm diameter, and as inlet and outlet devices
5.1 Drain holes through the upstream face of the square-edged orifice plate or nozzle
5.1.1 General
Square-edged orifice plates and nozzles with drain holes may be used, installed and manufactured in
accordance with the following guidelines.
NOTE 1 The guidelines presented in this document are applicable to both drain holes for liquid in gas and vent
holes for gas in liquid.
In a horizontal pipe, a drain hole should be positioned at the bottom of the pipe. In a horizontal pipe, a
vent hole should positioned at the top of the pipe.
NOTE 2 Use of drain or vent holes can help alleviate the problem of fluid hold-up, but will not resolve
measurement errors arising from the presence of two-phase flow.
5.1.2 Square-edged orifice plates
If a drain hole is drilled through the orifice plate, the coefficient values specified in ISO 5167-2 should
not be used unless the following conditions are observed.
a) The diameter of the drain hole should not exceed 0,1d and no part of the hole should lie within a
circle, concentric with the orifice, of diameter (D – 0,2d). The outer edge of the drain hole should
be as close to the pipe wall as practicable. It is very important that neither the upstream nor the
downstream pipe obscure the drain hole. The hole should not be so small that it blocks.
b) The drain hole should be deburred and the upstream edge should be sharp. Spark erosion is a good
method of producing the drain hole.
c) Single pressure tappings should be orientated so that they are between 90° and 180° to the position
of the drain hole. Upstream and downstream pressure tappings should be at the same orientation
relative to the drain hole.
d) The measured orifice diameter, d , should be corrected to allow for the additional orifice area
m
represented by the drain hole of measured diameter d , as shown in Formula (1):
k
d
m
d = (1)
02, 5
nn
θθ *
11+−aa−−1
180 180
4 2 4
′′
1−β C +β
()
1 m
d
k
1+C
d
m
where
d
m
β = (2)
m
D
′′′
an,,θβ,CC, and are given in Formulae (3) to (8):
L'd
46,
2 m
a=−06,e60β xp ,15 (3)
m
β d
mk
d
46, m
n=−04,,57++30β ,117 (4)
m
d
k
46,
θβ*=−92 62 (5)
m
10,/80if Ed ≤ ,5
k
C = 0,,76750+<625Ed/,if 05 Ed/,<09 (6)
2 kk
13,,30if 9≤E//d
k
d
k
′′
ββ=+1 C (7)
m 2
d
m
and
′
CR(,e β)
D
C = (8)
′
′′
CR(,e β )
D
where
[4]
is the discharge coefficient given by the Reader-Harris/Gallagher (1998) equation
′
CR(,e β*)
D
(Equation (4) of ISO 5167-2:2003) for an orifice plate of diameter ratio β* and
′
Reynolds number Re (L and L’ are determined for the actual orifice plate; β* is
1 2
D
either β or β”);
d
β = (9)
D
[d is given by Formula (1)]
is a fixed value of Reynolds number typical of the flow being measured. In high-
′
Re
D
′ 6
pressure gas flows Re might be taken as, say, 4 × 10 (the actual Reynolds
D
number cannot be used in the calculation of d, since in that case for an orifice plate
with a drain hole d would not have a fixed value);
is the quotient of the distance of the upstream tapping from the upstream face of
Ll(/= D)
the plate and the pipe diameter;
is the quotient of the distance of the downstream tapping from the downstream
Ll'(= '/D)
face of the plate and the pipe diameter;
Θ is the angle (in degrees) between the pressure tappings used and the radius from
the centre of the pipe to the centre of the drain hole (90° ≤ θ ≤ 180°);
E is the thickness of the orifice plate.
Because of the presence of C this is an iterative computation, but convergence is rapid.
When estimating the (expanded) relative uncertainty of the flow measurement the following additional
percentage uncertainty should be added arithmetically to the discharge-coefficient percentage
uncertainty given by ISO 5167-2:2003, 5.3.3.1:
d
k
2 (10)
d
m
If β ≤ 0,63, or both β ≤ 0,7 and θ = 90°, C may be set equal to 1, with no increase in uncertainty; in
m m 1
this case there will be no need to iterate.
NOTE 1 There are very limited data for D smaller than 100 mm.
NOTE 2 The formulae given here are based on work described in Reference [9].
4 © ISO 2018 – All rights reserved
Because the formulae in this subclause are complex, there is an example in Annex A so that a computer
program can be checked.
5.1.3 ISA 1932 nozzles
If a drain hole is drilled through the nozzle upstream face, the coefficient values specified in ISO 5167-3
should not be used unless the following conditions are observed.
a) The value of β should be less than 0,625.
b) The diameter of the drain hole should not exceed 0,1d and no part of the hole should lie within a
circle, concentric with the throat, of diameter (D – 0,2d).
c) The length of the drain hole should not exceed 0,1D.
d) The drain hole should be deburred and the upstream edge should be sharp.
e) Single pressure tappings should be orientated so that they are between 90° and 180° to the position
of the drain hole.
f) The measured diameter, d , should be corrected to allow for the additional throat area represented
m
by the drain hole of diameter d , as shown in the following equation:
k
d
k
dd=+10,40 (11)
m
d
m
4 −0,5
NOTE This equation is based on the assumption that the value for Cε(1 − β ) for flow through the drain
hole is 20 % less than the value for flow through the throat of the nozzle.
When estimating the overall uncertainty of the flow measurement, the following additional percentage
uncertainty should be added arithmetically to the discharge coefficient percentage uncertainty:
d
k
40 (12)
d
m
5.1.4 Long radius nozzles
Drain holes through these primary elements should not be used.
5.2 Square-edged orifice plates installed in pipes of diameter 25 mm ≤ D < 50 mm
5.2.1 General
Orifice plates should be installed and manufactured according to ISO 5167-2.
5.2.2 Limits of use
When square-edged orifice plates are installed in pipes of bore 25 mm to 50 mm, the following
conditions should be strictly observed.
a) The pipes should have high-quality internal surfaces such as drawn copper or brass tubes, glass or
plastic pipes or drawn or fine-machined steel tubes. The steel tubes should be of stainless steel for
use with corrosive fluids such as water. The roughness should be according to ISO 5167-2:2003, 5.3.1.
b) Corner tappings should be used, preferably of the carrier ring type detailed in ISO 5167-2:2003,
Figure 4 a).
c) The diameter ratio, β, should be within the range 0,5 ≤ β ≤ 0,7.
NOTE It is possible to have 0,23 ≤ β < 0,5, but the uncertainty increases significantly if d < 12,5 mm.
5.2.3 Discharge coefficients and corresponding uncertainties
[4]
The Reader-Harris/Gallagher (1998) equation for corner tappings given in ISO 5167-2:2003, 5.3.2.1
should be used for deriving the discharge coefficients, provided the pipe Reynolds numbers are within
the limits given in ISO 5167-2:2003, 5.3.1.
An additional uncertainty of 0,5 % should be added arithmetically to the uncertainty derived from
ISO 5167-2:2003, 5.3.3.1.
5.3 No upstream or downstream pipeline
5.3.1 General
This clause applies where there is no pipeline on either the upstream or the downstream side of the
device or on both the upstream and the downstream sides of the device, that is for flow from a large
space into a pipe or vice versa, or flow through a device installed in the partition wall between two
large spaces.
5.3.2 Flow from a large space (no upstream pipeline) into a pipeline or another large space
5.3.2.1 Upstream and downstream tappings
The space on the upstream side of the device should be considered large if
a) there is no wall closer than 4d to the axis of the device or to the plane of the upstream face of the
orifice or nozzle;
b) the velocity of the fluid at any point more than 4d from the device is less than 3 % of the velocity in
the orifice or throat; and
c) the diameter of the downstream pipeline is not less than 2d.
NOTE 1 The first condition implies, for example, that an upstream pipeline of diameter greater than 8d (that is
where β < 0,125) can be regarded as a large space. The second condition, which excludes upstream disturbances
due to draughts, swirl and jet effects, implies that the fluid is to enter the space uniformly over an area of not less
than 33 times the area of the orifice or throat. For example, if the flow is provided by a fall in level of a liquid in
a tank, the area of the liquid surface needs to be not less than 33 times the area of the orifice or throat through
which the tank is discharged.
The distance of the upstream tapping (i.e. the tapping in the large space) from the orifice or nozzle
centreline should be greater than 4d.
The upstream tapping should preferably be located in a wall perpendicular to the plane of the orifice
and be within a distance of 0,5d from that plane. The tapping does not necessarily need to be located in
any wall; it can be in the open space. If the space is very large, for example a room, the tapping should be
shielded from draughts.
The downstream tapping should be located as specified for corner tappings in ISO 5167-2. If the
downstream side also consists of a large space, the tapping should be located as for the upstream
tapping, except for Venturi nozzles where the throat tapping should be used.
NOTE 2 When the upstream and downstream tappings are at different horizontal levels, it might be necessary
to make allowance for the difference in hydrostatic head. This is usually done by reading the differential-pressure
transmitter with no fluid flow and making an appropriate correction.
6 © ISO 2018 – All rights reserved
5.3.2.2 Square-edged orifice plates with corner tappings
5.3.2.2.1 Square-edged orifice plates with corner tappings should be manufactured according to
ISO 5167-2:2003, Clause 5.
5.3.2.2.2 The limits of use for square-edged orifice plates with corner tappings where there is a flow
from a large space should be as follows:
— d ≥ 12,5 mm;
— downstream there is either a large space or a pipeline whose diameter is not less than 2d;
— Re ≥ 3 500.
d
NOTE 1 It is possible to have 12,5 mm > d > 6 mm, but the uncertainty increases significantly if d < 12,5 mm.
NOTE 2 Provided that β ≤ 0,2 and d ≥ 12,5 mm, the Reader-Harris/Gallagher (1998) equation [4] given in
ISO 5167-2:2003, 5.3.2.1 can be used in a pipeline for Re ≥ 3 500 with an uncertainty on the value of the discharge
d
coefficient, C, of 1 % (if Re < 5 000).
D
5.3.2.2.3 The discharge coefficient, C, is given by
07,
C =+0,,59610000521 (13)
Re
d
The uncertainty on the value of C is 1 %.
5.3.2.2.4 The expansibility factor, ε, is given by the following equation and is only applicable if
p /p > 0,75:
2 1
1 κ
p
ε =−10,351 1− (14)
p
1
When Δp/p and κ are assumed to be known without error, the relative uncertainty of the value of ε is
Δp
equal to 35, %.
κ p
Test results for the determination of ε are known for air, steam and natural gas only. However, there is
no known objection to using the same formula for other gases and vapours whose isentropic exponent
is known.
5.3.2.3 ISA 1932 nozzles
5.3.2.3.1 ISA 1932 nozzles should be manufactured according to ISO 5167-3:2003, 5.1.
5.3.2.3.2 The limits of use for ISA 1932 nozzles where there is flow from a large space should be as
follows:
— d ≥ 11,5 mm;
— downstream there is either a large space or a pipeline whose diameter is not less than 2d;
— Re ≥ 100 000.
d
5.3.2.3.3 The discharge coefficient, C, is equal to 0,99. The uncertainty in the value of C is expected to
be no better than 1 %.
5.3.2.3.4 The expansibility factor, ε, is given by the following equation and is only applicable if
p /p ≥ 0,75:
2 1
05,
()κκ−1 /
κ
κτ 1−τ
ε = (15)
κ −1 1−τ
The relative uncertainty of the value of ε is equal to 2Δp/p %.
5.3.2.4 Venturi nozzle
5.3.2.4.1 Venturi nozzles should be manufactured according to ISO 5167-3:2003, 5.3.
5.3.2.4.2 The limits of use for Venturi nozzles where there is flow from a large space should be as
follows:
— d ≥ 50 mm;
— downstream there is either a large space or a pipeline whose diameter is not less than 2d;
5 6
— 3 × 10 ≤ Re ≤ 3 × 10 .
d
5.3.2.4.3 The discharge coefficient, C, is equal to 0,985 8. The uncertainty in the value of C is expected
to be no better than 1,5 %.
5.3.2.4.4 The expansibility factor, ε, is given by the following equation and is only applicable if
p /p ≥ 0,75:
2 1
05,
()κκ−1 /
κ
κτ 1−τ
ε = (16)
κ −1 1−τ
The relative uncertainty of the value of ε is equal to 4 Δp/p %.
5.3.3 Flow into a large space (no downstream pipeline)
5.3.3.1 General
The space on the downstream side of the device should be considered large if there is no wall closer
than 4d to the axis of the device or to the downstream face of the orifice plate or nozzle.
The upstream tapping should be located as specified for corner tappings in ISO 5167-2 and in ISO 5167-3
for orifice plates and nozzles respectively.
The distance of the downstream tapping (i.e. the tapping in the large space) from the orifice or nozzle
centreline should be greater than 4d.
For Venturi nozzles, the throat tapping should be used.
The downstream tapping should preferably be located in a wall perpendicular to the plane of the orifice
and be within a distance of 0,5d from that plane. The tapping does not necessarily need to be located in
any wall; it can be in the open space. If the space is very large, for example a room, the tapping should be
shielded from draughts.
NOTE Where the upstream and downstream tappings are at different horizontal levels, it might be necessary
to make allowance for the difference in hydrostatic head.
8 © ISO 2018 – All rights reserved
5.3.3.2 Square-edged orifice plates with corner tappings
5.3.3.2.1 Square-edged orifice plates with corner tappings should be manufactured according to
ISO 5167-2:2003, Clause 5.
5.3.3.2.2 Where 25 mm ≤ D < 50 mm, the limits given in 5.2.2 and 5.2.3 apply.
Where 50 mm ≤ D ≤ 1 000 mm, the limits given in ISO 5167-2:2003, 5.3.1 apply.
5.3.3.2.3 Where 25 mm ≤ D < 50 mm, the coefficients and uncertainties given in 5.2.3 apply.
Where 50 mm ≤ D ≤ 1 000 mm, the coefficients and uncertainties given in ISO 5167-2:2003, 5.3.2
and 5.3.3 apply, except that an additional uncertainty of 0,4 % is to be added arithmetically to the
uncertainty derived from ISO 5167-2:2003, 5.3.3.1.
5.3.3.3 ISA 1932 nozzles and Venturi nozzles
5.3.3.3.1 ISA 1932 nozzles and Venturi nozzles should be manufactured according to ISO 5167-
3:2003, 5.1 or 5.3.
5.3.3.3.2 The limits given in ISO 5167-3:2003, 5.1.6.1 or 5.3.4.1 apply.
5.3.3.3.3 The coefficients and uncertainties given in ISO 5167-3:2003, 5.1.6.2, 5.1.6.3 and 5.1.7 or
5.3.4.2, 5.3.4.3 and 5.3.5 apply, except that in the case of an ISA 1932 nozzle an additional uncertainty of
0,4 % should be added arithmetically to the uncertainty derived from ISO 5167-3:2003, 5.1.7.1.
6 Orifice plates (except square-edged)
6.1 Conical entrance orifice plates
6.1.1 General
NOTE A conical entrance orifice plate has the characteristic that its discharge coefficient remains constant
down to a low Reynolds number, thus making it suitable for the measurement of the flowrate of viscous fluids
such as oil. Conical entrance orifice plates are further distinguished from other types of orifice plates in that
their discharge coefficient is the same for any diameter ratio within the limits recommended in this document.
Conical entrance orifice plates should be used and installed according to ISO 5167-1:2003, Clause 6 and
ISO 5167-2:2003, Clause 6.
6.1.2 Limits of use
The limits of use for conical entrance orifice plates should be as follows:
— d > 6 mm;
— D ≤ 500 mm.
The lower limit of pipe diameter, D, depends on the internal roughness of the upstream pipeline and
should be in accordance with Table 2 and within the following limits:
— 0,1 ≤ β ≤ 0,316;
— 80 ≤ Re ≤ 2 × 10 β.
D
NOTE Within these limits, the value of β is chosen by the user taking into consideration parameters such as
required differential pressure, uncertainty, acceptable pressure loss and available static pressure.
6.1.3 Description
The axial plane cross-section of the orifice plate is shown in Figure 1.
NOTE The letters shown in Figure 1 are for reference purposes in 6.1.3.2 to 6.1.3.8 and 6.1.4 only; 6.1.4
refers to ISO 5167-2:2003, 5.2.3.
6.1.3.1 General shape
6.1.3.1.1 The part of the plate inside the pipe should be circular and concentric with the pipe centreline.
The faces of this plate should always be flat and parallel.
10 © ISO 2018 – All rights reserved
Key
1 annular slots G downstream edge
2 carrier ring H, I upstream edges
3 upstream face A X carrier ring with annular slot
4 downstream face B Y individual tappings
5 axial centreline f thickness of the slot
6 pressure tappings c length of upstream ring
7 orifice plate c′ length of the downstream ring
a
Direction of flow. a width of annular slot or diameter of single tapping
g, h dimensions of the annular chamber
Figure 1 — Conical entrance orifice plate
Table 2 — Minimum internal diameter of upstream pipe for conical entrance orifice plates
Minimum internal diameter
Material Condition
mm
Brass, copper, lead, glass, plastics smooth, without sediments 25
Steel new, cold drawn 25
new, seamless 25
new, welded 25
slightly rusty 25
rusty 50
slightly encrusted 200
bituminized, new or used 25
galvanized 25
Cast iron bituminized 25
not rusty 50
rusty 200
6.1.3.1.2 Unless otherwise stated, the recommendations of 6.1.3.1.3 and 6.1.3.2 to 6.1.3.8 apply only to
that part of the plate located within the pipe.
6.1.3.1.3 Care should be taken in the design of the orifice plate and its installation to ensure that the
plastic buckling and elastic deformation of the plate, due to the magnitude of the differential pressure
or of any other stress, do not cause the slope of the straight line defined in 6.1.3.2.1 to exceed 1 % under
flowing conditions.
6.1.3.2 Upstream face A
6.1.3.2.1 The upstream face of the plate A should be flat when the plate is installed in the pipe with
zero differential pressure across it.
Provided it can be shown that the method of mounting does not distort the plate, this flatness may
be measured with the plate removed from the pipe. Under these circumstances, the plate may be
considered flat when the maximum gap between the flat portion of the upstream face of the plate and
a straight edge of length D, laid across any diameter of the plate, is less than 0,005(D − d − 2e )/2; i.e.
the slope is less than 0,5 % when the orifice plate is examined prior to insertion into the meter line (see
also ISO 5167-2:2003, Figure 2). The critical area is in the vicinity of the orifice bore. The uncertainty
requirements for this dimension may be met using feeler gauges.
−4
6.1.3.2.2 The upstream face of the orifice plate should have a roughness criterion Ra ≤ 10 d within a
circle whose diameter is not less than 1,5d and which is concentric with the orifice.
NOTE It is useful to provide a distinctive mark, which is visible even when the orifice plate is installed, to
show that the upstream face of the orifice plate is correctly installed relative to the direction of flow.
6.1.3.3 Downstream face B
The downstream face should be flat and parallel with the upstream face.
NOTE It is unnecessary to provide the same quality of surface finish for the downstream face as for the
upstream face. The flatness and surface condition of the downstream face can be judged by visual inspection.
12 © ISO 2018 – All rights reserved
6.1.3.4 Thicknesses e , E and E
1 1
6.1.3.4.1 The thickness, e , of the conical entrance should be 0,084d ± 0,003d.
6.1.3.4.2 The thickness, E , of the orifice plate for a distance of not less than 1,0d from the centreline
axis should not exceed 0,105d.
6.1.3.4.3 The thickness, E, of the orifice plate at a distance greater than 1,0d from the centreline
axis may exceed 0,105d but should not exceed 0,1D, and the extra thickness, if any, should be on the
downstream face.
6.1.3.4.4 If D ≥ 200 mm, the difference between the values of E measured at any point of the plate
should not be greater than 0,001D. If D < 200 mm, the difference between the values of E measured at
any point of the plate should not be greater than 0,2 mm.
6.1.3.4.5 The values of E measured at any point on the plate should not differ from each other by more
than 0,005D.
6.1.3.5 Conical entrance
The upstream edge of the orifice should be bevelled at an angle of 45° ± 1°.
6.1.3.6 Parallel bore
6.1.3.6.1 The bore of the orifice should be parallel within ±0,5° to the centreline.
6.1.3.6.2 The axial length, e, of the parallel bore should be 0,021d ± 0,003d.
6.1.3.7 Edges H, I and G
6.1.3.7.1 The upstream edge H formed by the intersection of the conical entrance and the upstream
face should not be rounded.
6.1.3.7.2 The upstream edge I formed by the intersection of the parallel bore and the conical entrance
should not be rounded.
6.1.3.7.3 The upstream edges H and I and the downstream edge G should not have wire edges, burrs or
any peculiarities visible to the naked eye.
6.1.3.8 Diameter of orifice
6.1.3.8.1 The diameter of the orifice, d, should be taken as the mean value of a number of measurements
of the diameter distributed in axial planes and at approximately equal angles between adjacent
measurements. At least four measurements of the diameter should be made.
No diameter should differ by more than 0,05 % from the value of the mean diameter.
6.1.3.8.2 The parallel bore of the orifice should be cylindrical and perpendicular to the upstream face.
6.1.4 Pressure tappings
Corner tappings as specified in ISO 5167-2:2003, 5.2.3 should be used with conical entrance orifice
plates. Both the upstream and downstream tappings should be the same.
6.1.5 Coefficients and corresponding uncertainties
6.1.5.1 The discharge coefficient, C, is equal to 0,734. The uncertainty on the value of C is 2 %.
6.1.5.2 The value of the expansibility factor ε for the conical entrance orifice plates should be taken
as the arithmetic mean of that for square-edged orifice plates and that for ISA 1932 nozzles specified in
ISO 5167-2: 2003, 5.3.2.2 and ISO 5167-3:2003, 5.1.6.3, respectively.
The values used should be calculated under the same conditions. The uncertainty on the expansibility
factor, in percent, is given by 33(1 − ε).
6.1.5.3 The uncertainties on other quantities should be determined according to ISO 5167-
1:2003, Clause 8.
6.2 Quarter-circle orifice plates
6.2.1 General
NOTE A quarter-circle orifice plate has the characteristic that its discharge coefficient remains constant
down to a low Reynolds number, thus making it suitable for the measurement of the flowrate of viscous fluids
such as oil.
Quarter-circle orifice plates should be used and installed according to ISO 5167-1:2003, Clause 6 and
ISO 5167-2:2003, Clause 6.
6.2.2 Limits of use
The limits of use for quarter-circle orifice plates should be as follows:
— d ≥ 15 mm;
— D ≤ 500 mm.
The lower limit of pipe diameter, D, depends on the internal roughness of the upstream pipeline and
should be in accordance with Table 3 and such that:
— 0,245 ≤ β ≤ 0,6;
— Re ≤ 10 β.
D
The lower limit of the Reynolds number, Re , is given by the following equation:
D
6 8
Re (min.) = 1 000β + 9,4 × 10 (β − 0,24) (17)
D
For convenience, values of Re (min.) are given in Table 4 (see 6.2.5).
D
NOTE Within these limits, the value of β is chosen by the user, taking into consideration parameters such as
required differential pressure, uncertainty, acceptable pressure loss and available static pressure.
14 © ISO 2018 – All rights reserved
Table 3 — Minimum internal diameter of upstream pipe for quarter-circle orifice plates
Minimum internal diameter
Material Condition
mm
Brass, copper, lead, smooth, without sediments 25
glass, plastics
Steel new, cold drawn 25
new, seamless 25
new, welded 25
slightly rusty 50
rusty 100
slightly encrusted 200
bituminized, new 25
bituminized, used 75
galvanized 50
Cast iron bituminized 25
not rusty 50
rusty 200
6.2.3 Description
The axial plane cross-section of the orifice plate is shown in Figure 2.
NOTE The letters shown in Figure 2 are for reference purposes in 6.2.3.2 to 6.2.3.7 only.
6.2.3.1 General shape
6.2.3.1.1 The part of the plate inside the pipe should be circular and concentric with the pipe centreline.
The faces of this plate should always be flat and parallel.
6.2.3.1.2 Unless otherwise stated, the recommendations of 6.2.3.1.3 and of 6.2.3.2 to 6.2.3.7 apply only
to that part of the plate located within the pipe.
6.2.3.1.3 Care should be taken in the design of the orifice plate and its installation to ensure that the
plastic buckling and elastic deformation of the plate, due to the magnitude of the differential pressure
or of any other stress, do not cause the slope of the straight line defined in 6.2.3.2.1 to exceed 1 % under
flowing conditions.
Key
1 upstream face A
2 downstream face B
a
Direction of flow.
Figure 2 — Quarter-circle orifice plate
6.2.3.2 Upstream face A
6.2.3.2.1 The upstream face of the plate A should be flat when the plate is installed in the pipe with
zero differential pressure across it.
Provided it can be shown that the method of mounting does not distort the plate, this flatness may
be measured with the plate removed from the pipe. Under these circumstances, the plate may be
considered flat when the maximum gap between the flat portion of the upstream face of the plate and a
straight edge of length D, laid across any diameter of the plate, is less than the following values:
Dd−−2r
0,,005 if β ≤0 571
2
Dd− 00, 1d
0,005 −+rr − if β >0,571
β
That is, the slope is less than 0,5 % when the orifice plate is examined prior to insertion into the meter
line (see also ISO 5167-2:2003, Figure 2). The critical area is in the vicinity of the orifice bore. The
uncertainty requirements for this dimension may be met using feeler gauges.
16 © ISO 2018 – All rights reserved
−4
6.2.3.2.2 The upstream face of the orifice plate should have a roughness criterion Ra ≤ 10 d within a
circle whose diameter is not less than 1,5d and which is concentric with the orifice.
NOTE It is useful to provide a distinctive mark, which is visible even when the orifice plate is installed, to
show that the upstream face of the orifice plate is correctly installed relative to the direction of flow.
6.2.3.3 Downstream face B
The downstream face should be flat and parallel with the upstream face.
NOTE It is unnecessary to provide the same quality of surface finish for the downstream face as for the
upstream face. The flatness and surface condition of the downstream face can be judged by visual inspection.
6.2.3.4 Thicknesse
...
RAPPORT ISO/TR
TECHNIQUE 15377
Troisième édition
2018-01
Mesurage du débit des fluides au
moyen d'appareils déprimogènes —
Lignes directrices pour la spécification
des diaphragmes, des tuyères et des
tubes de Venturi non couverts par
l'ISO 5167
Measurement of fluid flow by means of pressure-differential
devices — Guidelines for the specification of orifice plates, nozzles and
Venturi tubes beyond the scope of ISO 5167
Numéro de référence
©
ISO 2018
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
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Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2018 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles . 1
5 Diaphragmes et tuyères à arête rectangulaire: avec des trous de drainage, dans des
conduites d’un diamètre inférieur à 50 mm et utilisés comme appareils d’entrée et
de sortie . 3
5.1 Trous de drainage à travers la face amont du diaphragme ou de la tuyère à arête
rectangulaire . 3
5.1.1 Généralités . 3
5.1.2 Diaphragmes à arête rectangulaire . 3
5.1.3 Tuyères ISA 1932 . 5
5.1.4 Tuyères à long rayon . . . 6
5.2 Diaphragmes à arête rectangulaire installés dans des conduites d’un diamètre de
25 mm ≤ D < 50 mm . 6
5.2.1 Généralités . 6
5.2.2 Limites d’utilisation . 6
5.2.3 Coefficients de décharge et incertitudes correspondantes . 6
5.3 Pas de canalisation amont ou aval . 6
5.3.1 Généralités . 6
5.3.2 Écoulement à partir d’un grand volume (pas de canalisation amont) dans
une canalisation ou dans un autre grand volume . 7
5.3.3 Écoulement dans un grand volume (pas de canalisation aval) . 9
6 Diaphragmes (excepté ceux à arête rectangulaire) .10
6.1 Diaphragmes à entrée conique .10
6.1.1 Généralités .10
6.1.2 Limites d’utilisation .10
6.1.3 Description . . .10
6.1.4 Prises de pression .14
6.1.5 Coefficients et incertitudes correspondantes .14
6.2 Diaphragmes quart de cercle .14
6.2.1 Généralités .14
6.2.2 Limites d’utilisation .14
6.2.3 Description . . .15
6.2.4 Prises de pression .18
6.2.5 Coefficients et incertitudes correspondantes .18
6.3 Diaphragmes excentriques .19
6.3.1 Généralités .19
6.3.2 Limites d’utilisation .20
6.3.3 Description . . .20
6.3.4 Coefficients et incertitudes correspondantes .23
7 Tubes de Venturi à convergent usiné à un angle de 10,5° .25
7.1 Généralités .25
7.2 Description .25
7.3 Limites d’utilisation .25
7.4 Coefficient de décharge .26
7.5 Coefficient de détente .26
7.6 Perte de pression .26
7.7 Exigences d’installation .26
Annexe A (informative) Exemple de calculs en 5.1.2 .28
Bibliographie .31
iv © ISO 2018 – Tous droits réservés
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos .html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 30, Mesure de débit des fluides dans
les conduites fermées, sous-comité SC 2, Appareils déprimogènes.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO/TR 15377:2007), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 15377:2018(F)
Mesurage du débit des fluides au moyen d'appareils
déprimogènes — Lignes directrices pour la spécification
des diaphragmes, des tuyères et des tubes de Venturi non
couverts par l'ISO 5167
1 Domaine d’application
Le présent document décrit la géométrie et le mode d’emploi des diaphragmes à entrée conique, des
diaphragmes quart de cercle, des diaphragmes excentriques et des tubes de Venturi avec un angle de
convergent de 10,5°. Des recommandations sont également données pour les diaphragmes et tuyères
à arête rectangulaire utilisés dans des conditions qui sont hors du domaine d’application de l’ISO 5167.
NOTE Les données sur lesquelles est basé le présent document sont limitées dans certains cas.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 4006, Mesure de débit des fluides dans les conduites fermées — Vocabulaire et symboles
ISO 5167-1, Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des conduites en
charge de section circulaire — Partie 1: Principes généraux et exigences générales
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 4006 et l’ISO 5167-1
s’appliquent.
4 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles donnés dans le Tableau 1 s’appliquent.
Tableau 1 — Symboles
Dimensions
M: masse
Symboles Grandeur représentée Unité Sl
L: longueur
T: temps
a Diamètre du trou de la prise de pression L m
C Coefficient de décharge sans dimension
Diamètre de l’orifice (ou du col) de l’élément pri-
d L m
a
maire dans les conditions de service
d Diamètre du trou de drainage mesuré L m
k
Diamètre de l’orifice ou du col (lorsque l’orifice ou la
d L m
m
tuyère comporte un trou de drainage)
Diamètre intérieur de la conduite en amont (ou dia-
D mètre amont d’un tube de Venturi classique) dans L m
les conditions de service
d Diamètre des prises de pression L m
tap
e Épaisseur de l’orifice L m
E, E Épaisseur du diaphragme L m
F Facteur de correction sans dimension
E
k Rugosité uniforme équivalente L m
l Éloignement d’une prise de pression L m
L Éloignement relatif d’une prise de pression: L = l/D sans dimension
−1 −2
p Pression statique du fluide ML T Pa
−1
q Débit-masse MT kg/s
m
r Rayon du profil L m
Ra Écart moyen arithmétique du profil (de rugosité) L m
Re Nombre de Reynolds sans dimension
Re , Re Nombre de Reynolds rapporté à D ou d sans dimension
D d
Re* Nombre de Reynolds de la prise au col (= d Re /d) sans dimension
tap d
d
β Rapport des diamètres, β = sans dimension
D
−1 −2
Δp Pression différentielle ML T Pa
ε Coefficient de détente sans dimension
θ Angle entre les prises de pression utilisées et la sans dimension °
droite passant par le centre de la conduite et le
centre du trou de drainage
κ Exposant isentropique sans dimension
λ Facteur de frottement sans dimension
−3 3
ρ Masse volumique du fluide ML kg/m
p
τ Rapport des pressions, τ = sans dimension
p
a
Pour les applications avec des trous de drainage, d est calculé à partir des valeurs mesurées d et d [voir les
m k
Formules (1) et (11)].
NOTE 1 Les autres symboles utilisés dans le présent document sont définis à l’endroit où ils sont employés.
NOTE 2 L’indice 1 fait référence à la section transversale dans le plan de la prise de pression amont. L’indice 2 fait référence
à la section transversale dans le plan de la prise de pression aval.
2 © ISO 2018 – Tous droits réservés
5 Diaphragmes et tuyères à arête rectangulaire: avec des trous de drainage,
dans des conduites d’un diamètre inférieur à 50 mm et utilisés comme appareils
d’entrée et de sortie
5.1 Trous de drainage à travers la face amont du diaphragme ou de la tuyère à arête
rectangulaire
5.1.1 Généralités
Les diaphragmes et tuyères à arête rectangulaire avec des trous de drainage peuvent être utilisés,
installés et fabriqués selon les lignes directrices suivantes.
NOTE 1 Les lignes directrices indiquées dans le présent document sont applicables à la fois aux trous de
drainage en cas de présence de liquide dans un écoulement gazeux et aux évents d’évacuation en cas de présence
de gaz dans un écoulement liquide.
Dans une conduite horizontale, il convient que le trou de drainage soit positionné en bas de la conduite.
Dans une conduite horizontale, il convient que l’évent d’évacuation soit positionné en haut de la conduite.
NOTE 2 Le fait d’utiliser des trous de drainage ou des évents d’évacuation peut contribuer à atténuer le
problème de rétention de fluide, mais ne va pas résoudre les erreurs de mesure dues à la présence d’un écoulement
diphasique.
5.1.2 Diaphragmes à arête rectangulaire
Si un trou de drainage est percé dans le diaphragme, il convient de ne pas utiliser les valeurs du
coefficient spécifiées dans l’ISO 5167-2, à moins de respecter les conditions suivantes:
a) Il convient que le diamètre du trou de drainage ne dépasse pas 0,1d et qu’aucune partie du trou ne
soit située dans un cercle, concentrique avec l’orifice, de diamètre (D – 0,2d). Il convient que l’arête
externe du trou de drainage soit aussi proche que possible de la paroi de la conduite. Il est très
important que ni la conduite amont ni la conduite aval ne bouchent le trou de drainage. Il convient
que le trou soit suffisamment grand pour ne pas être obstrué.
b) Il convient que le trou de drainage soit ébavuré et que l’arête amont soit vive. L’électro-érosion est
une bonne méthode pour créer un trou de drainage.
c) Il convient que les prises de pression individuelles soient orientées de manière à former un angle
compris entre 90° et 180° par rapport à la position du trou de drainage. Il convient que les prises de
pression amont et aval aient la même orientation par rapport au trou de drainage.
d) Il convient que le diamètre de l’orifice mesuré, d , soit corrigé pour tenir compte de la surface
m
supplémentaire de l’orifice représentée par le trou de drainage de diamètre mesuré d , comme
k
indiqué dans la Formule (1):
d
m
d = (1)
02, 5
nn
θθ *
11+−aa−−1
180 180
4 2 4
′′
1−β C +β
()
1 m
d
k
1+C
d
m
où
d
m
β = (2)
m
D
′′′
an,,θβ,CC, et sont donnés par les Formules (3) à (8):
L'd
46,
2 m
a=−06,e60β xp ,15 (3)
m
β d
mk
d
46, m
n=−04,,57++30β ,117 (4)
m
d
k
46,
θβ*=−92 62 (5)
m
10,/80si Ed ≤ ,5
k
C = 0,,76750+<625Ed/,si 05 Ed/,<09 (6)
2 kk
13,,30si 9≤E//d
k
d
k
′′
ββ=+1 C (7)
m 2
d
m
et
′
CR(,e β)
D
C = (8)
′
′′
CR(,e β )
D
où
est le coefficient de décharge donné par l’équation de Reader-Harris/Gallagher (1998)
′
CR(,e β*)
D [4]
(Équation (4) de l’ISO 5167-2:2003) pour un diaphragme présentant un rapport des
′
diamètres β* et un nombre de Reynolds Re (L et L’ sont déterminées pour le
D 1 2
diaphragme réel; β* est égal à β ou β”);
d
β = (9)
D
[d est donné par la Formule (1)]
4 © ISO 2018 – Tous droits réservés
est une valeur fixe du nombre de Reynolds caractéristique de l’écoulement mesuré.
′
Re
D
′
Dans les écoulements de gaz à haute pression, Re peut être pris égal, par
D
exemple, à 4 × 10 (le nombre de Reynolds réel ne peut pas être utilisé dans le
calcul de d, étant donné que dans ce cas, pour un diaphragme avec un trou de
drainage, d n’aurait pas une valeur fixe);
Ll(/= D)
est le quotient de l’éloignement de la prise de pression amont, à partir de la face amont
du diaphragme et du diamètre interne de la conduite;
Ll'(= '/D)
est le quotient de l’éloignement de la prise de pression aval, à partir de la face aval du
diaphragme et du diamètre interne de la conduite;
θ est l’angle (en degrés) entre les prises de pression utilisées et la droite passant par le
centre de la conduite et le centre du trou de drainage (90° ≤ θ ≤ 180°);
E est l’épaisseur du diaphragme.
En raison de la présence de C , il s’agit d’un calcul par itération, mais la convergence est rapide.
Lors de l’estimation de l’incertitude relative (élargie) de mesurage du débit, il convient d’ajouter
arithmétiquement le pourcentage d’incertitude supplémentaire suivant au pourcentage d’incertitude
du coefficient de décharge donné dans l’ISO 5167-2:2003, 5.3.3.1:
d
k
2 (10)
d
m
Si β ≤ 0,63, ou si à la fois β ≤ 0,7 et θ = 90°, C peut être pris égal à 1, sans augmenter l’incertitude;
m m 1
dans ce cas, il n’y aura pas besoin d’itération.
NOTE 1 Il existe très peu de données pour un diamètre D inférieur à 100 mm.
NOTE 2 Les formules fournies ici sont basées sur les travaux décrits dans la Référence [9].
Comme les formules de ce paragraphe sont complexes, un exemple est fourni dans l’Annexe A pour
vérifier le bon codage informatique.
5.1.3 Tuyères ISA 1932
Si un trou de drainage est percé dans la face amont de la tuyère, il convient de ne pas utiliser les valeurs
du coefficient spécifiées dans l’ISO 5167-3, à moins de respecter les conditions suivantes:
a) Il convient que la valeur de β soit inférieure à 0,625.
b) Il convient que le diamètre du trou de drainage ne dépasse pas 0,1d et qu’aucune partie du trou ne
soit située dans un cercle, concentrique avec le col, de diamètre (D – 0,2d).
c) Il convient que la longueur du trou de drainage ne dépasse pas 0,1D.
d) Il convient que le trou de drainage soit ébavuré et que l’arête amont soit vive.
e) Il convient que les prises de pression individuelles soient orientées de manière à former un angle
compris entre 90° et 180° par rapport à la position du trou de drainage.
f) Il convient que le diamètre mesuré, d , soit corrigé pour tenir compte de la surface supplémentaire
m
du col de l’orifice de la tuyère représentée par le trou de drainage de diamètre d , comme indiqué
k
dans l’équation suivante:
d
k
dd=+10,40 (11)
m
d
m
4 −0,5
NOTE Cette équation repose sur l’hypothèse que la valeur de Cε(1 − β ) correspondant à l’écoulement à
travers le trou de drainage est inférieure de 20 % à la valeur de l’écoulement à travers le col de la tuyère.
Lors de l’estimation de l’incertitude globale de mesurage du débit, il convient d’ajouter arithmétiquement
le pourcentage d’incertitude supplémentaire suivant au pourcentage d’incertitude du coefficient de
décharge:
d
k
40 (12)
d
m
5.1.4 Tuyères à long rayon
Il convient de ne pas utiliser de trous de drainage dans ces éléments primaires.
5.2 Diaphragmes à arête rectangulaire installés dans des conduites d’un diamètre de
25 mm ≤ D < 50 mm
5.2.1 Généralités
Il convient que les diaphragmes soient installés et fabriqués conformément à l’ISO 5167-2.
5.2.2 Limites d’utilisation
Lorsque des diaphragmes à arête rectangulaire sont installés dans des conduites d’un diamètre de
25 mm à 50 mm, il convient de respecter strictement les conditions suivantes:
a) Il convient que les conduites possèdent des surfaces internes de grande qualité, par exemple tubes
en cuivre ou laiton étiré, conduites en verre ou en plastique ou tubes en acier étiré ou finement
usiné. Il convient que les tubes en acier soient en acier inoxydable pour pouvoir être utilisés avec
des fluides corrosifs tels que l’eau. Il convient que leur rugosité soit conforme à l’ISO 5167-2:2003,
5.3.1.
b) Il convient d’utiliser des prises dans les angles, de préférence du type à bague porteuse détaillé
dans l’ISO 5167-2:2003, Figure 4 a).
c) Il convient que le rapport des diamètres, β, soit compris dans la plage 0,5 ≤ β ≤ 0,7.
NOTE Il est possible d’avoir 0,23 ≤ β < 0,5, mais l’incertitude augmente de manière significative si
d < 12,5 mm.
5.2.3 Coefficients de décharge et incertitudes correspondantes
[4]
Il convient d’utiliser l’équation de Reader-Harris/Gallagher (1998) pour les prises dans les angles
indiquée dans l’ISO 5167-2:2003, 5.3.2.1, pour déduire les coefficients de décharge, à condition que
les nombres de Reynolds rapportés à la conduite soient compris dans les limites indiquées dans
l’ISO 5167-2:2003, 5.3.1.
Il convient d’ajouter arithmétiquement une incertitude supplémentaire de 0,5 % à l’incertitude dérivée
de l’ISO 5167-2:2003, 5.3.3.1.
5.3 Pas de canalisation amont ou aval
5.3.1 Généralités
Cet article s’applique lorsqu’il n’y a pas de canalisation du côté amont ou du côté aval de l’appareil, ou
les deux, c’est-à-dire dans le cas d’un écoulement provenant d’un grand volume dans une conduite, ou
inversement, ou dans le cas d’un écoulement à travers un appareil installé dans la cloison entre deux
grands volumes.
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5.3.2 Écoulement à partir d’un grand volume (pas de canalisation amont) dans une
canalisation ou dans un autre grand volume
5.3.2.1 Prises de pression amont et aval
Il convient de considérer comme grand le volume du côté amont de l’appareil si:
a) il n’y a pas de paroi à moins de 4d de l’axe de l’appareil ou du plan de la face amont du diaphragme
ou de la tuyère;
b) la vitesse du fluide en tout point situé à plus de 4d de l’appareil est inférieure à 3 % de la vitesse
dans l’orifice ou le col; et
c) le diamètre de la canalisation aval n’est pas inférieur à 2d.
NOTE 1 La première condition implique, par exemple, qu’une canalisation amont d’un diamètre supérieur à
8d (c’est-à-dire où β < 0,125) peut être considérée comme un grand volume. La seconde condition, qui exclut
les perturbations amont dues aux courants d’air, aux écoulements giratoires et aux effets de jet, implique que
le fluide entre dans le volume de manière uniforme sur une surface représentant au moins 33 fois la surface de
l’orifice ou du col. Par exemple, si l’écoulement est assuré par la chute de niveau d’un liquide dans un réservoir, la
surface du liquide ne doit pas être inférieure à 33 fois la surface de l’orifice ou du col servant à vider le réservoir.
Il convient que la distance entre la prise amont (c’est-à-dire la prise située dans le grand volume) et l’axe
de l’orifice ou de la tuyère soit supérieure à 4d.
Il convient de préférence que la prise amont soit située dans une paroi perpendiculaire au plan de
l’orifice et qu’elle soit à une distance de 0,5d de ce plan. La prise n’a pas forcément besoin d’être située
dans une paroi; elle peut être située dans un espace ouvert. Si le volume est très grand, par exemple une
salle, il convient que la prise soit protégée des courants d’air.
Il convient que la prise aval soit située comme spécifié pour les prises dans les angles dans l’ISO 5167-2.
Si le côté aval est aussi un grand volume, il convient que la prise soit placée comme la prise amont,
excepté pour les Venturi-tuyères pour lesquels il convient d’utiliser une prise au col.
NOTE 2 Lorsque les prises amont et aval sont à des niveaux horizontaux différents, il peut être nécessaire
de tenir compte de la différence de charge hydrostatique. Pour cela, il suffit généralement de lire la valeur du
transmetteur de pression différentielle sans écoulement de fluide et d’effectuer la correction appropriée.
5.3.2.2 Diaphragmes à arête rectangulaire avec prises dans les angles
5.3.2.2.1 Il convient que les diaphragmes à arête rectangulaire avec prises dans les angles soient
fabriqués conformément à l’ISO 5167-2:2003, Article 5.
5.3.2.2.2 Il convient que les limites d’utilisation des diaphragmes à arête rectangulaire avec prises
dans les angles pour lesquels il y a un écoulement à partir d’un grand volume soient comme suit:
— d ≥ 12,5 mm;
— en aval, il y a soit un grand volume, soit une canalisation dont le diamètre est d’au moins 2d;
— Re ≥ 3 500.
d
NOTE 1 Il est possible d’avoir 12,5 mm > d > 6 mm, mais l’incertitude augmente de manière significative si
d < 12,5 mm.
[4]
NOTE 2 À condition que β ≤ 0,2 et d ≥ 12,5 mm, l’équation de Reader-Harris/Gallagher (1998) indiquée dans
l’ISO 5167-2:2003, 5.3.2.1, peut être utilisée dans une canalisation pour Re ≥ 3 500 avec une incertitude sur la
D
valeur du coefficient de décharge, C, de 1 % (si Re < 5 000).
D
5.3.2.2.3 Le coefficient de décharge, C, est donné par:
07,
C =+0,,59610000521 (13)
Re
d
L’incertitude sur la valeur de C est de 1 %.
5.3.2.2.4 Le coefficient de détente, ε, est donné par l’équation suivante et n’est applicable que si p /
p > 0,75:
1 κ
p
ε =−10,351 1− (14)
p
1
Lorsque Δp/p et κ sont supposés connus sans erreur, l’incertitude relative de la valeur de ε est égale à
Δp
35, %.
κ p
Les résultats d’essais effectués pour déterminer ε ne sont connus que pour l’air, la vapeur d’eau et le gaz
naturel. Toutefois, il n’existe pas d’objection connue à l’utilisation de la même formule pour d’autres gaz
et vapeurs dont l’exposant isentropique est connu.
5.3.2.3 Tuyères ISA 1932
5.3.2.3.1 Il convient que les tuyères ISA 1932 soient fabriquées conformément à l’ISO 5167-3:2003,
5.1.
5.3.2.3.2 Il convient que les limites d’utilisation des tuyères ISA 1932 pour lesquelles il y a un
écoulement à partir d’un grand volume soient comme suit:
— d ≥ 11,5 mm;
— en aval, il y a soit un grand volume, soit une canalisation dont le diamètre est d’au moins 2d;
— Re ≥ 100 000.
d
5.3.2.3.3 Le coefficient de décharge, C, est égal à 0,99. L’incertitude sur la valeur de C n’est en principe
pas meilleure que 1 %.
5.3.2.3.4 Le coefficient de détente, ε, est donné par l’équation suivante et n’est applicable que si p /
p ≥ 0,75:
05,
()κκ−1 /
κ
κτ 1−τ
ε = (15)
κ −1 1−τ
L’incertitude relative de la valeur de ε est égale à 2Δp/p %.
5.3.2.4 Venturi-tuyère
5.3.2.4.1 Il convient que les Venturi-tuyères soient fabriqués conformément à l’ISO 5167-3:2003, 5.3.
5.3.2.4.2 Il convient que les limites d’utilisation des Venturi-tuyères pour lesquels il y a un écoulement
à partir d’un grand volume soient comme suit:
— d ≥ 50 mm;
— en aval, il y a soit un grand volume, soit une canalisation dont le diamètre est d’au moins 2d;
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5 6
— 3 × 10 ≤ Re ≤ 3 × 10 .
d
5.3.2.4.3 Le coefficient de décharge, C, est égal à 0,985 8. L’incertitude sur la valeur de C n’est en
principe pas meilleure que 1,5 %.
5.3.2.4.4 Le coefficient de détente, ε, est donné par l’équation suivante et n’est applicable que si p /
p ≥ 0,75:
05,
()κκ−1 /
κ
κτ 1−τ
ε = (16)
κ −1 1−τ
L’incertitude relative de la valeur de ε est égale à 4 Δp/p %.
5.3.3 Écoulement dans un grand volume (pas de canalisation aval)
5.3.3.1 Généralités
Il convient que le volume du côté aval de l’appareil soit considéré comme grand s’il n’y a pas de paroi à
moins de 4d de l’axe de l’appareil ou de la face aval du diaphragme ou de la tuyère.
Il convient que la prise amont soit située comme spécifié respectivement dans l’ISO 5167-2 pour les
prises dans les angles et dans l’ISO 5167-3 pour les diaphragmes et les tuyères.
Il convient que la distance entre la prise aval (c’est-à-dire la prise dans le grand volume) et l’axe de
l’orifice ou de la tuyère soit supérieure à 4d.
Pour les Venturi-tuyères, il convient d’utiliser une prise au col.
Il convient de préférence que la prise aval soit située dans une paroi perpendiculaire au plan de l’orifice
et qu’elle soit à une distance de 0,5d de ce plan. La prise n’a pas forcément besoin d’être située dans une
paroi; elle peut être située dans un espace ouvert. Si le volume est très grand, par exemple une salle, il
convient que la prise soit protégée des courants d’air.
NOTE Lorsque les prises amont et aval sont à des niveaux horizontaux différents, il peut être nécessaire de
tenir compte de la différence de charge hydrostatique.
5.3.3.2 Diaphragmes à arête rectangulaire avec prises dans les angles
5.3.3.2.1 Il convient que les diaphragmes à arête rectangulaire avec prises dans les angles soient
fabriqués conformément à l’ISO 5167-2:2003, Article 5.
5.3.3.2.2 Lorsque 25 mm ≤ D < 50 mm, les limites indiquées en 5.2.2 et 5.2.3 s’appliquent.
Lorsque 50 mm ≤ D ≤ 1 000 mm, les limites indiquées dans l’ISO 5167-2:2003, 5.3.1, s’appliquent.
5.3.3.2.3 Lorsque 25 mm ≤ D < 50 mm, les coefficients et incertitudes indiqués en 5.2.3 s’appliquent.
Lorsque 50 mm ≤ D ≤ 1 000 mm, les coefficients et incertitudes indiqués dans l’ISO 5167-2:2003,
5.3.2 et 5.3.3, s’appliquent, excepté qu’une incertitude supplémentaire de 0,4 % doit être ajoutée
arithmétiquement à l’incertitude dérivée de l’ISO 5167-2:2003, 5.3.3.1.
5.3.3.3 Tuyères ISA 1932 et Venturi-tuyères
5.3.3.3.1 Il convient que les tuyères ISA 1932 et les Venturi-tuyères soient fabriqués conformément à
l’ISO 5167-3:2003, 5.1 ou 5.3.
5.3.3.3.2 Les limites indiquées dans l’ISO 5167-3:2003, 5.1.6.1 ou 5.3.4.1, s’appliquent.
5.3.3.3.3 Les coefficients et incertitudes indiqués dans l’ISO 5167-3:2003, 5.1.6.2, 5.1.6.3 et 5.1.7 ou
5.3.4.2, 5.3.4.3 et 5.3.5, s’appliquent, excepté que dans le cas d’une tuyère ISA 1932, il convient d’ajouter
une incertitude supplémentaire de 0,4 % arithmétiquement à l’incertitude dérivée de l’ISO 5167-3:2003,
5.1.7.1.
6 Diaphragmes (excepté ceux à arête rectangulaire)
6.1 Diaphragmes à entrée conique
6.1.1 Généralités
NOTE Un diaphragme à entrée conique est caractérisé par le fait que son coefficient de décharge reste
constant jusqu’à un faible nombre de Reynolds, ce qui le rend apte à mesurer le débit de fluides visqueux tels
que l’huile. Les diaphragmes à entrée conique se distinguent aussi des autres types de diaphragmes par leur
coefficient de décharge, qui est le même pour tout rapport de diamètres compris dans les limites recommandées
dans le présent document.
Il convient que les diaphragmes à entrée conique soient utilisés et installés conformément à
l’ISO 5167-1:2003, Article 6 et à l’ISO 5167-2:2003, Article 6.
6.1.2 Limites d’utilisation
Il convient que les limites d’utilisation des diaphragmes à entrée conique soient comme suit:
— d > 6 mm;
— D ≤ 500 mm.
La limite inférieure du diamètre de la conduite, D, dépend de la rugosité interne de la canalisation amont
et il convient qu’elle soit conforme au Tableau 2 et respecte les limites suivantes:
— 0,1 ≤ β ≤ 0,316;
— 80 ≤ Re ≤ 2 × 10 β.
D
NOTE À l’intérieur de ces limites, la valeur de β est choisie par l’utilisateur en tenant compte de paramètres
tels que la pression différentielle requise, l’incertitude, la perte de pression acceptable et la pression statique
disponible.
6.1.3 Description
La Figure 1 présente la coupe, par un plan méridien, d’un diaphragme.
NOTE Les lettres indiquées sur la Figure 1 servent uniquement de références pour les paragraphes 6.1.3.2 à
6.1.3.8 et 6.1.4; le paragraphe 6.1.4 renvoie à l’ISO 5167-2:2003, 5.2.3.
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6.1.3.1 Forme générale
6.1.3.1.1 Il convient que la partie du diaphragme située à l’intérieur de la conduite soit circulaire et
concentrique avec l’axe de la conduite. Il convient que les faces de ce diaphragme soient toujours planes
et parallèles.
Légende
1 fentes annulaires G arête aval
2 bague porteuse H, I arêtes amont
3 face amont A X bague porteuse avec fente annulaire
4 face aval B Y prises individuelles
5 axe de révolution f épaisseur de la fente
6 prises de pression c longueur de la bague amont
7 diaphragme c′ longueur de la bague aval
a
Sens de l’écoulement. a largeur de la fente annulaire ou diamètre de la prise
individuelle
g, h dimensions de la chambre annulaire
Figure 1 — Diaphragme à entrée conique
Tableau 2 — Diamètre intérieur minimal de la conduite en amont pour des diaphragmes à
entrée conique
Diamètre intérieur minimal
Matière État
mm
Laiton, cuivre, plomb, verre,
lisse, sans dépôt 25
plastique
Acier neuf, étiré à froid 25
neuf, sans soudure 25
neuf, soudé 25
légèrement rouillé 25
rouillé 50
légèrement entartré 200
bitumé, neuf ou usagé 25
galvanisé 25
Fonte bitumé 25
non rouillé 50
rouillé 200
6.1.3.1.2 Sauf indication contraire, les recommandations en 6.1.3.1.3 et de 6.1.3.2 à 6.1.3.8 s’appliquent
uniquement à la partie du diaphragme située dans la conduite.
6.1.3.1.3 Lors de la conception du diaphragme et de son installation, il convient de veiller à ce que
le gondolement plastique et la déformation élastique du diaphragme, dus à l’importance de la pression
différentielle ou à toute autre contrainte, ne soient pas tels que la pente de la droite définie en 6.1.3.2.1
dépasse 1 % dans des conditions d’écoulement.
6.1.3.2 Face amont A
6.1.3.2.1 Il convient que la face amont du diaphragme A soit plane lorsque le diaphragme est installé
dans la conduite en l’absence de pression différentielle.
Sous réserve qu’il puisse être démontré que la méthode de montage ne déforme pas le diaphragme, cette
planéité peut être mesurée avec le diaphragme hors de la conduite. Dans ces conditions, le diaphragme
peut être considéré comme plan si l’écart maximal entre la partie plane de la face amont du diaphragme
et une arête droite de longueur D posée en travers de tout diamètre du diaphragme est inférieur à
0,005(D − d − 2e )/2, c’est-à-dire si la pente est inférieure à 0,5 % lorsque le diaphragme est observé
avant son insertion dans l’axe du débitmètre (voir aussi l’ISO 5167-2:2003, Figure 2). La zone critique
est celle à proximité de l’orifice. Les exigences d’incertitude pour cette dimension peuvent être remplies
au moyen de jauges d’épaisseur.
−4
6.1.3.2.2 Il convient que la face amont du diaphragme ait un critère de rugosité Ra ≤ 10 d à l’intérieur
d’un cercle dont le diamètre n’est pas inférieur à 1,5d et qui est concentrique avec l’orifice.
NOTE Lorsque cela est possible, il est utile de mettre une marque distinctive, visible même après la mise en
place du diaphragme, afin d’indiquer que la face amont du diaphragme est placée correctement par rapport au
sens de l’écoulement.
6.1.3.3 Face aval B
Il convient que la face aval soit plane et parallèle à la face amont.
NOTE Il n’est pas nécessaire de fournir, pour la face aval, la même finition de haute qualité que pour la face
amont. La planéité et l’état de surface de la face aval peuvent être jugés par examen visuel.
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6.1.3.4 Épaisseurs e , E et E
1 1
6.1.3.4.1 Il convient que l’épaisseur, e , de l’entrée conique soit de 0,084d ± 0,003d.
6.1.3.4.2 Il convient que l’épaisseur, E , du diaphragme à une distance d’au moins 1,0d de l’axe ne
dépasse pas 0,105d.
6.1.3.4.3 L’épaisseur, E, du diaphragme à une distance supérieure à 1,0d de l’axe peut dépasser 0,105d,
mais il convient qu’elle ne dépasse pas 0,1D, et il convient que l’épaisseur supplémentaire éventuelle soit
située sur la face aval.
6.1.3.4.4 Si D ≥ 200 mm, il convient que la différence entre les valeurs de E mesurées en un point
quelconque du diaphragme ne dépasse pas 0,001D. Si D < 200 mm, il convient que la différence entre les
valeurs de E mesurées en un point quelconque du diaphragme ne dépasse pas 0,2 mm.
6.1.3.4.5 Il convient que les valeurs de E mesurées en un point quelconque du diaphragme ne diffèrent
pas les unes des autres de plus de 0,005D.
6.1.3.5 Entrée conique
Il convient que l’arête amont de l’orifice soit chanfreinée à un angle de 45° ± 1°.
6.1.3.6 Orifice parallèle
6.1.3.6.1 Il convient que l’orifice du diaphragme soit parallèle à l’axe à ± 0,5° près.
6.1.3.6.2 Il convient que la longueur axiale, e, de l’orifice parallèle soit de 0,021d ± 0,003d.
6.1.3.7 Arêtes H, I et G
6.1.3.7.1 Il convient que l’arête amont H formée par l’intersection de l’entrée conique et de la face
amont ne soit pas arrondie.
6.1.3.7.2 Il convient que l’arête amont I formée par l’intersection de l’orifice parallèle et de l’entrée
conique ne soit pas arrondie.
6.1.3.7.3 Il convient que les arêtes amont H et I et l’arête aval G ne comportent pas de morfils, de
bavures ou de particularités visibles à l’œil nu.
6.1.3.8 Diamètre de l’orifice
6.1.3.8.1 Il convient que le diamètre de l’orifice, d, soit pris comme la valeur moyenne de plusieurs
mesures du diamètre réparties sur des plans axiaux et avec des angles approximativement égaux entre
les mesures adjacentes. Il convient de réaliser au moins quatre mesures du diamètre.
Il convient qu’aucun diamètre ne diffère de plus de 0,05 % de la valeur du diamètre moyen.
6.1.3.8.2 Il convient que l’alésage parallèle de l’orifice soit cylindrique et perpendiculaire à la face
amont.
6.1.4 Prises de pression
Il convient d’utiliser avec des diaphragmes à entrée conique des prises dans les angles telles que
spécifiées dans l’ISO 5167-2:2003, 5.2.3. Il convient que les prises de pression amont et aval soient
identiques.
6.1.5 Coefficients et incertitudes correspondantes
6.1.5.1 Le coefficient de décharge, C, est égal à 0,734. L’incertitude sur la valeur de C est de 2 %.
6.1.5.2 Il convient que la valeur du coefficient de détente ε pour les diaphragmes à entrée conique soit
prise comme la moyenne arithmétique obtenue pour des diaphragmes à arête rectangulaire et pour des
tuyères ISA 1932, spécifiée respectivement dans l’ISO 5167-2:2003, 5.3.2.2 et dans l’ISO 5167-3:2003,
5.1.6.3.
Il convient que les valeurs utilisées soient calculées dans les mêmes conditions. L’incertitude du
coefficient de détente, en pourcentage, est donnée par 33(1 − ε).
6.1.5.3 Il convient que les incertitudes sur d’autres grandeurs soient déterminées conformément à
l’ISO 5167-1:2003, Article 8.
6.2 Diaphragmes quart de cercle
6.2.1 Généralités
NOTE Un diaphragme quart de cercle est caractérisé par le fait que son coefficient de décharge reste
constant jusqu’à un faible nombre de Reynolds, ce qui le rend apte à mesurer le débit de fluides visqueux tels que
l’huile.
Il convient que les diaphragmes quart de cercle soient utilisés et installés conformément à
l’ISO 5167-1:2003, Article 6 et à l’ISO 5167-2:2003, Article 6.
6.2.2 Limites d’utilisation
Il convient que les limites d’utilisation des diaphragmes quart de cercle soient comme suit:
— d ≥ 15 mm;
— D ≤ 500 mm.
La limite inférieure du diamètre de la conduite, D, dépend de la rugosité interne de la canalisation amont
et il convient qu’elle soit conforme au Tableau 3 et soit telle que:
— 0 245 ≤ β ≤ 0,6;
— Re ≤ 10 β.
D
La limite inférieure du nombre de Reynolds, Re , est donnée par l’é
...
Style Definition
...
Style Definition
ISO/TC 30/SC 2
...
Style Definition
...
Date: 2018-01-01
Style Definition
...
Style Definition
...
Style Definition
...
ISO/TC 30/SC 2/GT
Style Definition
...
Style Definition
...
Secrétariat: BSI
Style Definition
...
Style Definition
...
Style Definition
...
Style Definition
...
Style Definition
...
Style Definition
...
Style Definition
...
Mesurage du débit des fluides au moyen d’appareils déprimogènes — Style Definition
...
Style Definition
Lignes directrices pour la spécification des diaphragmes, des tuyères .
Style Definition
et des tubes de Venturi non couverts par l'ISO 5167 .
Style Definition
...
Measurement of fluid flow by means of pressure-differential devices — Guidelines for the specification of
Style Definition
...
orifice plates, nozzles and Venturi tubes beyond the scope of ISO 5167
Style Definition
...
Style Definition
...
Style Definition
...
Field Code Changed
...
Formatted
...
Formatted
...
Formatted
...
Formatted
...
Formatted
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Formatted
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Formatted
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Formatted
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Formatted
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Formatted
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Formatted
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Formatted
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Formatted
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Formatted
...
Formatted
...
Type du document: Rapport technique
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Stade du document: (60) Publication
Langue du document: F
STD Version 2.9p
Formatted: French (Switzerland)
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Type du document: Rapport technique
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DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique
Tab stops: 16.97 cm, Left
ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur l’internet ou sur un Intranet, sans
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autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
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l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
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between Latin and Asian text, Don't adjust space between
Asian text and numbers
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www.iso.org
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iv
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
Sommaire Page
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
Tab stops: 0.71 cm, Left
Avant-propos . v
Formatted: Font: 15 pt
1 Domaine d’application . 1
Formatted: Font: Bold, French (Switzerland)
2 Références normatives . 1 Formatted: TOC 1, Don't adjust space between Latin and
Asian text, Don't adjust space between Asian text and
3 Termes et définitions . 1
numbers
4 Symboles . 1
5 Diaphragmes et tuyères à arête rectangulaire : avec des trous de drainage, dans des
conduites d’un diamètre inférieur à 50 mm et utilisés comme appareils d’entrée et
de sortie . 3
5.1 Trous de drainage à travers la face amont du diaphragme ou de la tuyère à arête
rectangulaire . 3
5.1.1 Généralités . 3
5.1.2 Diaphragmes à arête rectangulaire . 3
5.1.3 Tuyères ISA 1932 . 5
5.1.4 Tuyères à long rayon . 6
5.2 Diaphragmes à arête rectangulaire installés dans des conduites d’un diamètre de
25 mm ≤ D < 50 mm . 6
5.2.1 Généralités . 6
5.2.2 Limites d’utilisation . 6
5.2.3 Coefficients de décharge et incertitudes correspondantes . 6
5.3 Pas de canalisation amont ou aval . 7
5.3.1 Généralités . 7
5.3.2 Écoulement à partir d’un grand volume (pas de canalisation amont) dans une
canalisation ou dans un autre grand volume . 7
5.3.3 Écoulement dans un grand volume (pas de canalisation aval) . 9
6 Diaphragmes (excepté ceux à arête rectangulaire) . 10
6.1 Diaphragmes à entrée conique . 10
6.1.1 Généralités . 10
6.1.2 Limites d’utilisation . 10
6.1.3 Description . 11
6.1.4 Prises de pression . 16
6.1.5 Coefficients et incertitudes correspondantes . 16
6.2 Diaphragmes quart de cercle . 16
6.2.1 Généralités . 16
6.2.2 Limites d’utilisation . 16
6.2.3 Description . 18
6.2.4 Prises de pression . 22
6.2.5 Coefficients et incertitudes correspondantes . 22
6.3 Diaphragmes excentriques . 24
6.3.1 Généralités . 24
6.3.2 Limites d’utilisation . 24
6.3.3 Description . 24
6.3.4 Coefficients et incertitudes correspondantes . 28
v
7 Tubes de Venturi à convergent usiné à un angle de 10,5° .31
7.1 Généralités.31
7.2 Description .31
7.3 Limites d’utilisation .31
7.4 Coefficient de décharge .32
7.5 Coefficient de détente .32
7.6 Perte de pression .32
7.7 Exigences d’installation .32
Annexe A (informative) Exemple de calculs en 5.1.2 .34
Bibliographie .37
Formatted: TOC 1, Don't adjust space between Latin and
Asian text, Don't adjust space between Asian text and
numbers
vi
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en
général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit
de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales
et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la
normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directiveswww.iso.org/directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par
l’ISO (voir www.iso.org/brevetswww.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant : www.iso.org/iso/fr/avant-propos.html:
www.iso.org/iso/fr/avant-propos.html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 30, Mesure de débit des fluides dans les
conduites fermées, sous-comité SC 2, Appareils déprimogènes.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO/TR 15377:2007), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
vii
RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 15377:2018(F)
Formatted: Font: 11 pt, Not Bold
Formatted: French (Switzerland)
Formatted: Left: 1.5 cm, Footer distance from edge: 0.5
Mesurage du débit des fluides au moyen d’appareils
cm
déprimogènes — Lignes directrices pour la spécification des
Formatted: Centered, Don't adjust space between Latin
and Asian text, Don't adjust space between Asian text and
diaphragmes, des tuyères et des tubes de Venturi non
numbers
couverts par l'ISO 5167
Formatted: French (Switzerland)
1 Domaine d’application Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
Tab stops: 0.76 cm, Left
Le présent document décrit la géométrie et le mode d’emploi des diaphragmes à entrée conique, des
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
diaphragmes quart de cercle, des diaphragmes excentriques et des tubes de Venturi avec un angle de
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
convergent de 10,5°. Des recommandations sont également données pour les diaphragmes et tuyères à
arête rectangulaire utilisés dans des conditions qui sont hors du domaine d’application de l’ISO 5167.
NOTE Les données sur lesquelles est basé le présent document sont limitées dans certains cas.
2 Références normatives Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
Tab stops: 0.76 cm, Left
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 4006, Mesure de débit des fluides dans les conduites fermées ―— Vocabulaire et symboles Formatted: French (France)
Formatted: French (France)
ISO 5167-1, Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des conduites en
Formatted: French (France)
charge de section circulaire ―— Partie 1 : Principes généraux et exigences générales
Formatted: French (France)
3 Termes et définitions Formatted: std_docTitle, Font: Not Italic
Formatted: std_docTitle, Font: Not Italic
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 4006 et l’ISO 5167--1
Formatted: French (France)
s’appliquent.
Formatted: French (France)
Formatted: French (France)
4 Symboles
Formatted: French (France)
Pour les besoins du présent document, les symboles donnés dans le Tableau 1 s’appliquent.
Formatted: French (France)
Formatted: French (France)
Formatted: French (France)
Formatted: std_docTitle, Font: Not Italic
Formatted: std_docTitle, Font: Not Italic
Formatted: std_docTitle, Font: Not Italic
Formatted: French (France)
Formatted: Tab stops: 0.76 cm, Left
Formatted: Tab stops: 0.76 cm, Left
Tableau 1 — Symboles Formatted: Level 1, Don't adjust space between Latin and
Asian text, Don't adjust space between Asian text and
numbers
Dimensions
M : masse
Symboles Grandeur représentée Unité Sl
Formatted Table
L : longueur
T : temps
a Diamètre du trou de la prise de pression L m
C Coefficient de décharge sans dimension
Diamètre de l’orifice (ou du col) de l’élément
d L m
a
primaire dans les conditions de service
dk Diamètre du trou de drainage mesuré L m
Diamètre de l’orifice ou du col (lorsque l’orifice ou la
dm L m
tuyère comporte un trou de drainage)
Diamètre intérieur de la conduite en amont (ou
D diamètre amont d’un tube de Venturi classique) dans L m
les conditions de service
dtap Diamètre des prises de pression L m
e Épaisseur de l’orifice L m
E, E1 Épaisseur du diaphragme L m
FE Facteur de correction sans dimension
k Rugosité uniforme équivalente L m
l Éloignement d’une prise de pression L m
L Éloignement relatif d’une prise de pression : L = l/D sans dimension
−1 −2
p Pression statique du fluide ML T Pa
−1
qm Débit-masse MT kg/s
r Rayon du profil L m
Ra Écart moyen arithmétique du profil (de rugosité) L m
Formatted: Font: Italic
Re Nombre de Reynolds sans dimension
ReD, Red Nombre de Reynolds rapporté à D ou d sans dimension
Re* Nombre de Reynolds de la prise au col (= d Re /d) sans dimension
tap d
d d
Field Code Changed
Rapport des diamètres, β =
β sans dimension
D D
−1 −2
Δp Pression différentielle ML T Pa
ε Coefficient de détente sans dimension
θ Angle entre les prises de pression utilisées et la sans dimension °
droite passant par le centre de la conduite et le
centre du trou de drainage
κ Exposant isentropique sans dimension
λ Facteur de frottement sans dimension
−3 3
ρ Masse volumique du fluide ML kg/m
p
Rapport des pressions, τ=
τ sans dimension
p
a
Pour les applications avec des trous de drainage, d est calculé à partir des valeurs mesurées d et d [voir les
m k
Formules (1) et (11)].
NOTE 1 Les autres symboles utilisés dans le présent document sont définis à l’endroit où ils sont employés.
NOTE 2 L’indice 1 fait référence à la section transversale dans le plan de la prise de pression amont. L’indice 2 fait
référence à la section transversale dans le plan de la prise de pression aval.
5 Diaphragmes et tuyères à arête rectangulaire : avec des trous de drainage, Formatted: French (Switzerland)
dans des conduites d’un diamètre inférieur à 50 mm et utilisés comme appareils
Formatted: French (Switzerland)
d’entrée et de sortie
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
Tab stops: 0.76 cm, Left
5.1 Trous de drainage à travers la face amont du diaphragme ou de la tuyère à arête
rectangulaire
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
Tab stops: 0.71 cm, Left + 0.76 cm, Left
5.1.1 Généralités
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
Les diaphragmes et tuyères à arête rectangulaire avec des trous de drainage peuvent être utilisés,
Tab stops: 0.71 cm, Left + 0.76 cm, Left + 0.99 cm, Left +
installés et fabriqués selon les lignes directrices suivantes.
1.27 cm, Left
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
NOTE 1 Les lignes directrices indiquées dans le présent document sont applicables à la fois aux trous de drainage
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
en cas de présence de liquide dans un écoulement gazeux et aux évents d’évacuation en cas de présence de gaz dans
un écoulement liquide.
Dans une conduite horizontale, il convient que le trou de drainage soit positionné en bas de la conduite.
Dans une conduite horizontale, il convient que l’évent d’évacuation soit positionné en haut de la conduite.
NOTE 2 Le fait d’utiliser des trous de drainage ou des évents d’évacuation peut contribuer à atténuer le problème
de rétention de fluide, mais ne va pas résoudre les erreurs de mesure dues à la présence d’un écoulement
diphasique.
5.1.2 Diaphragmes à arête rectangulaire Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
Tab stops: 0.71 cm, Left + 0.76 cm, Left + 0.99 cm, Left +
Si un trou de drainage est percé dans le diaphragme, il convient de ne pas utiliser les valeurs du coefficient
1.27 cm, Left
spécifiées dans l’ISO 5167--2, à moins de respecter les conditions suivantes :
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
a) Il convient que le diamètre du trou de drainage ne dépasse pas 0,1d et qu’aucune partie du trou ne
soit située dans un cercle, concentrique avec l’orifice, de diamètre (D – 0,2d). Il convient que l’arête
externe du trou de drainage soit aussi proche que possible de la paroi de la conduite. Il est très
important que ni la conduite amont ni la conduite aval ne bouchent le trou de drainage. Il convient
que le trou soit suffisamment grand pour ne pas être obstrué.
b) Il convient que le trou de drainage soit ébavuré et que l’arête amont soit vive. L’électro-érosion est
une bonne méthode pour créer un trou de drainage.
c) Il convient que les prises de pression individuelles soient orientées de manière à former un angle
compris entre 90° et 180° par rapport à la position du trou de drainage. Il convient que les prises de
pression amont et aval aient la même orientation par rapport au trou de drainage.
d) Il convient que le diamètre de l’orifice mesuré, d , soit corrigé pour tenir compte de la surface
m
supplémentaire de l’orifice représentée par le trou de drainage de diamètre mesuré d , comme
k
indiqué dans la Formule (1) :):
d
m
d=
0,25
nn
θθ*
11+−a −−a 1
180 180
42 4
′′
1−+ββC
( )
1m
d
k
1+ C
2
d
m
(1)
où Formatted: No page break before
d
d Formatted: Left
m m
(2)
β = β =
m
m
D D
Field Code Changed
an,,θ′, C, eβ′′t C Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
sont donnés par les Formules (3) à (8) :):
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
Formatted: Left
L 'd L 'd
4,6 4,6
2m 2m
(3)
a 0,66β exp−0,15 a 0,66β exp−0,15
m m
β d β d Field Code Changed
mk mk
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
d
4,6
m
n=−+0,45 7,3β + 0,117 (4) text, Don't adjust space between Asian text and numbers
m
d
k
4,6
Formatted: Left
θβ* 92− 62
m
(5)
1,08 si E / d ≤ 0,5
k
(6)
C 0,767 5+ 0,625Ed/ si 0,5<
2 kk
1,33 si 0,9≤ Ed/
k
d
k
ββ′′ 1+ C (7)
m2
d
m
et Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
′
′
Field Code Changed
C(Re ,)β C(Re ,)β
D D
C = C = (8)
1 1
′ ′
C(Re ,)β′′ C(Re ,)β′′
D D
où
′ est le coefficient de décharge donné par l’équation de Reader-Harris/Gallagher
Formatted: Left, Don't adjust space between Latin and
C(Re ,β *)
D
[4] Asian text, Don't adjust space between Asian text and
(1998) (Équation (4) de l’ISO 5167--2:2003) pour un diaphragme présentant un
′
numbers
C(Re ,β *)
D
′ ′
Re Re
rapport des diamètres β* et un nombre de Reynolds (L1 et L’2 sont
D D
Field Code Changed
déterminées pour le diaphragme réel ; β* est égal à β ou β”) ;”);
Field Code Changed
d
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
β=
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
D
(9)
[d est donné par la Formule (1)] Formatted: Tab stops: Not at 1.27 cm + 1.41 cm + 17.2
cm
=
=
=
= =
est une valeur fixe du nombre de Reynolds caractéristique de l’écoulement mesuré.
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
′ ′
Re Re
D D
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
′ ′
Dans les écoulements de gaz à haute pression, Re Re peut être pris égal, par
D D
Field Code Changed
exemple, à 4 × 10 (le nombre de Reynolds réel ne peut pas être utilisé dans le calcul
Formatted: Left, Don't adjust space between Latin and
de d, étant donné que dans ce cas, pour un diaphragme avec un trou de drainage, d
Asian text, Don't adjust space between Asian text and
n’aurait pas une valeur fixe) ;); numbers
Field Code Changed
L (= lD/) est le quotient de l’éloignement de la prise de pression amont, à partir de la face
1 1
amont du
diaphragme et du diamètre interne de la conduite ; Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
est le quotient de l’éloignement de la prise de pression aval, à partir de la face aval du
L' (= l' / D)
2 2
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
diaphragme et du diamètre interne de la conduite ;
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
θ est l’angle (en degrés) entre les prises de pression utilisées et la droite passant par le
Formatted: Font: Italic
centre de la conduite et le centre du trou de drainage (90° ≤ θ ≤ 180°) ;°);
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
E est l’épaisseur du diaphragme.
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
En raison de la présence de C1, il s’agit d’un calcul par itération, mais la convergence est rapide.
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
Formatted: Space Before: 0 pt, Tab stops: Not at 1.27 cm
Lors de l’estimation de l’incertitude relative (élargie) de mesurage du débit, il convient d’ajouter
+ 1.41 cm
arithmétiquement le pourcentage d’incertitude supplémentaire suivant au pourcentage d’incertitude du
coefficient de décharge donné dans l’ISO 5167--2:2003, 5.3.3.1 : Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
d d
Formatted: Tab stops: Not at 0 cm + 1.27 cm
k k
2 2 (10)
d d
m m Field Code Changed
Si βm ≤ 0,63, ou si à la fois βm ≤ 0,7 et θ = 90°, C1 peut être pris égal à 1, sans augmenter l’incertitude ; dans Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
ce cas, il n’y aura pas besoin d’itération.
NOTE 1 Il existe très peu de données pour un diamètre D inférieur à 100 mm.
Formatted: Line spacing: At least 11 pt
NOTE 2 Les formules fournies ici sont basées sur les travaux décrits dans la Référence [9].
Comme les formules de ce paragraphe sont complexes, un exemple est fourni dans l’Annexe A pour Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
vérifier le bon codage informatique.
5.1.3 Tuyères ISA 1932
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
Tab stops: 0.71 cm, Left + 0.76 cm, Left + 0.99 cm, Left +
Si un trou de drainage est percé dans la face amont de la tuyère, il convient de ne pas utiliser les valeurs
1.27 cm, Left
du coefficient spécifiées dans l’ISO 5167--3, à moins de respecter les conditions suivantes :
Formatted: std_publisher
a) Il convient que la valeur de β soit inférieure à 0,625. Formatted: std_docNumber
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
b) Il convient que le diamètre du trou de drainage ne dépasse pas 0,1d et qu’aucune partie du trou ne
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
soit située dans un cercle, concentrique avec le col, de diamètre (D – 0,2d).
c) Il convient que la longueur du trou de drainage ne dépasse pas 0,1D.
d) Il convient que le trou de drainage soit ébavuré et que l’arête amont soit vive.
e) Il convient que les prises de pression individuelles soient orientées de manière à former un angle
compris entre 90° et 180° par rapport à la position du trou de drainage.
f) Il convient que le diamètre mesuré, d , soit corrigé pour tenir compte de la surface supplémentaire
m
du col de l’orifice de la tuyère représentée par le trou de drainage de diamètre d , comme indiqué
k
dans l’équation suivante :
d
k
d d 1+ 0,40 (11)
m
d
m
4 −0,5
NOTE Cette équation repose sur l’hypothèse que la valeur de Cε(1 − β ) correspondant à l’écoulement à
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
travers le trou de drainage est inférieure de 20 % à la valeur de l’écoulement à travers le col de la tuyère. text, Don't adjust space between Asian text and numbers
Lors de l’estimation de l’incertitude globale de mesurage du débit, il convient d’ajouter arithmétiquement
Formatted: No page break before, Don't adjust space
between Latin and Asian text, Don't adjust space between
le pourcentage d’incertitude supplémentaire suivant au pourcentage d’incertitude du coefficient de
Asian text and numbers
décharge :
d
k
(12)
d
m
5.1.4 Tuyères à long rayon Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
Tab stops: 0.71 cm, Left + 0.76 cm, Left + 0.99 cm, Left +
Il convient de ne pas utiliser de trous de drainage dans ces éléments primaires.
1.27 cm, Left
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
5.2 Diaphragmes à arête rectangulaire installés dans des conduites d’un diamètre de
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
25 mm ≤ D < 50 mm
Formatted: French (Switzerland)
5.2.1 Généralités Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
Tab stops: 0.71 cm, Left + 0.76 cm, Left
Il convient que les diaphragmes soient installés et fabriqués conformément à l’ISO 5167--2.
Formatted: Font: Not Bold, French (Switzerland)
5.2.2 Limites d’utilisation
Formatted: French (Switzerland)
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
Lorsque des diaphragmes à arête rectangulaire sont installés dans des conduites d’un diamètre de 25 mm
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
à 50 mm, il convient de respecter strictement les conditions suivantes :
Tab stops: 0.71 cm, Left + 0.76 cm, Left + 0.99 cm, Left +
1.27 cm, Left
a) Il convient que les conduites possèdent des surfaces internes de grande qualité, par exemple tubes
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
en cuivre ou laiton étiré, conduites en verre ou en plastique ou tubes en acier étiré ou finement usiné.
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
Il convient que les tubes en acier soient en acier inoxydable pour pouvoir être utilisés avec des fluides
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
corrosifs tels que l’eau. Il convient que leur rugosité soit conforme à l’ISO 5167--2:2003, 5.3.1.
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
Tab stops: 0.71 cm, Left + 0.76 cm, Left + 0.99 cm, Left +
1.27 cm, Left
b) Il convient d’utiliser des prises dans les angles, de préférence du type à bague porteuse détaillé dans
l’ISO 5167--2:2003, Figure 4 a).
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
c) Il convient que le rapport des diamètres, β, soit compris dans la plage 0,5 ≤ β ≤ 0,7.
NOTE Il est possible d’avoir 0,23 ≤ β < 0,5, mais l’incertitude augmente de manière significative si d < 12,5 mm.
5.2.3 Coefficients de décharge et incertitudes correspondantes Formatted: French (Switzerland)
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
[4]
Il convient d’utiliser l’équation de Reader-Harris/Gallagher (1998) pour les prises dans les angles
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
indiquée dans l’ISO 5167--2:2003, 5.3.2.1, pour déduire les coefficients de décharge, à condition que les Tab stops: 0.71 cm, Left + 0.76 cm, Left + 0.99 cm, Left +
1.27 cm, Left
nombres de Reynolds rapportés à la conduite soient compris dans les limites indiquées dans l’ISO 5167--
2:2003, 5.3.1. Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
=
Il convient d’ajouter arithmétiquement une incertitude supplémentaire de 0,5 % à l’incertitude dérivée
de l’ISO 5167--2:2003, 5.3.3.1.
5.3 Pas de canalisation amont ou aval Formatted: French (Switzerland)
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
5.3.1 Généralités
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
Tab stops: 0.71 cm, Left + 0.76 cm, Left
Cet article s’applique lorsqu’il n’y a pas de canalisation du côté amont ou du côté aval de l’appareil, ou les
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
deux, c’est-à-dire dans le cas d’un écoulement provenant d’un grand volume dans une conduite, ou
Tab stops: 0.71 cm, Left + 0.76 cm, Left + 0.99 cm, Left +
inversement, ou dans le cas d’un écoulement à travers un appareil installé dans la cloison entre deux
1.27 cm, Left
grands volumes.
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
5.3.2 Écoulement à partir d’un grand volume (pas de canalisation amont) dans une canalisation
Formatted: French (Switzerland)
ou dans un autre grand volume
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
5.3.2.1 Prises de pression amont et aval text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
Tab stops: 0.71 cm, Left + 0.76 cm, Left + 0.99 cm, Left +
1.27 cm, Left
Il convient de considérer comme grand le volume du côté amont de l’appareil si :
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
a) il n’y a pas de paroi à moins de 4d de l’axe de l’appareil ou du plan de la face amont du diaphragme
ou de la tuyère ;
b) la vitesse du fluide en tout point situé à plus de 4d de l’appareil est inférieure à 3 % de la vitesse dans
l’orifice ou le col ; et
c) le diamètre de la canalisation aval n’est pas inférieur à 2d.
NOTE 1 La première condition implique, par exemple, qu’une canalisation amont d’un diamètre supérieur à 8d
(c’est-à-dire où β < 0,125) peut être considérée comme un grand volume. La seconde condition, qui exclut les
perturbations amont dues aux courants d’air, aux écoulements giratoires et aux effets de jet, implique que le fluide
entre dans le volume de manière uniforme sur une surface représentant au moins 33 fois la surface de l’orifice ou
du col. Par exemple, si l’écoulement est assuré par la chute de niveau d’un liquide dans un réservoir, la surface du
liquide ne doit pas être inférieure à 33 fois la surface de l’orifice ou du col servant à vider le réservoir.
Il convient que la distance entre la prise amont (c’est-à-dire la prise située dans le grand volume) et l’axe
de l’orifice ou de la tuyère soit supérieure à 4d.
Il convient de préférence que la prise amont soit située dans une paroi perpendiculaire au plan de l’orifice
et qu’elle soit à une distance de 0,5d de ce plan. La prise n’a pas forcément besoin d’être située dans une
paroi ; elle peut être située dans un espace ouvert. Si le volume est très grand, par exemple une salle, il
convient que la prise soit protégée des courants d’air.
Il convient que la prise aval soit située comme spécifié pour les prises dans les angles dans l’ISO 5167--2.
Si le côté aval est aussi un grand volume, il convient que la prise soit placée comme la prise amont, excepté
pour les Venturi-tuyères pour lesquels il convient d’utiliser une prise au col.
NOTE 2 Lorsque les prises amont et aval sont à des niveaux horizontaux différents, il peut être nécessaire de
tenir compte de la différence de charge hydrostatique. Pour cela, il suffit généralement de lire la valeur du
Formatted: French (Switzerland)
transmetteur de pression différentielle sans écoulement de fluide et d’effectuer la correction appropriée.
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
5.3.2.2 Diaphragmes à arête rectangulaire avec prises dans les angles
Tab stops: 0.71 cm, Left + 0.76 cm, Left + 0.99 cm, Left +
1.27 cm, Left + 1.55 cm, Left + 1.9 cm, Left
5.3.2.2.1 Il convient que les diaphragmes à arête rectangulaire avec prises dans les angles soient
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
fabriqués conformément à l’ISO 5167--2:2003, Article 5.
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
5.3.2.2.2 Il convient que les limites d’utilisation des diaphragmes à arête rectangulaire avec prises dans
les angles pour lesquels il y a un écoulement à partir d’un grand volume soient comme suit :
— d ≥ 12,5 mm ;
Formatted: Line spacing: single
— en aval, il y a soit un grand volume, soit une canalisation dont le diamètre est d’au moins 2d ;
— Re ≥ 3 500.
d
NOTE 1 Il est possible d’avoir 12,5 mm > d > 6 mm, mais l’incertitude augmente de manière significative si
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
d < 12,5 mm. text, Don't adjust space between Asian text and numbers
[4]
NOTE 2 À condition que β ≤ 0,2 et d ≥ 12,5 mm, l’équation de Reader-Harris/Gallagher (1998) indiquée dans
l’ISO 5167--2:2003, 5.3.2.1, peut être utilisée dans une canalisation pour ReD ≥ 3 500 avec une incertitude sur la
valeur du coefficient de décharge, C, de 1 % (si Re < 5 000).
D
5.3.2.2.3 Le coefficient de décharge, C, est donné par :
0,7
C 0,596 1+ 0,000 521 (13)
Re
d
L’incertitude sur la valeur de C est de 1 %.
5.3.2.2.4 Le coefficient de détente, ε, est donné par l’équation suivante et n’est applicable que si Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
p /p > 0,75 :
2 1
1κ 1κ
Field Code Changed
p p
2 2
ε=1−−0,351 1 ε=1−−0,351 1 (14)
p p
1 1
Lorsque Δp/p et κ sont supposés connus sans erreur, l’incertitude relative de la valeur de ε est égale
∆p
à 3,5 %.
κ p
Les résultats d’essais effectués pour déterminer ε ne sont connus que pour l’air, la vapeur d’eau et le gaz Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
naturel. Toutefois, il n’existe pas d’objection connue à l’utilisation de la même formule pour d’autres gaz
et vapeurs dont l’exposant isentropique est connu.
5.3.2.3 Tuyères ISA 1932
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
Tab stops: 0.71 cm, Left + 0.76 cm, Left + 0.99 cm, Left +
5.3.2.3.1 Il convient que les tuyères ISA 1932 soient fabriquées conformément à l’ISO 5167--3:2003,
1.27 cm, Left + 1.55 cm, Left + 1.9 cm, Left
5.1.
Formatted: std_publisher
5.3.2.3.2 Il convient que les limites d’utilisation des tuyères ISA 1932 pour lesquelles il y a un Formatted: std_docNumber
écoulement à partir d’un grand volume soient comme suit :
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
— d ≥ 11,5 mm ;
Formatted: Line spacing: single
— en aval, il y a soit un grand volume, soit une canalisation dont le diamètre est d’au moins 2d ;
— Red ≥ 100 000.
=
5.3.2.3.3 Le coefficient de décharge, C, est égal à 0,99. L’incertitude sur la valeur de C n’est en principe
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
pas meilleure que 1 %.
5.3.2.3.4 Le coefficient de détente, ε, est donné par l’équation suivante et n’est applicable que si
p /p ≥ 0,75 :
2 1
0,5
(κ−1)/κ
κ
κτ 1−τ
ε= (15)
κτ−−11
L’incertitude relative de la valeur de ε est égale à 2Δp/p %.
5.3.2.4 Venturi-tuyère Formatted: No page break before, Don't adjust space
between Latin and Asian text, Don't adjust space between
Asian text and numbers, Tab stops: 0.71 cm, Left + 0.76
5.3.2.4.1 Il convient que les Venturi-tuyères soient fabriqués conformément à l’ISO 5167--3:2003, 5.3.
cm, Left + 0.99 cm, Left + 1.27 cm, Left + 1.55 cm, Left +
1.9 cm, Left
5.3.2.4.2 Il convient que les limites d’utilisation des Venturi-tuyères pour lesquels il y a un écoulement
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
à partir d’un grand volume soient comme suit :
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
— d ≥ 50 mm ;
— en aval, il y a soit un grand volume, soit une canalisation dont le diamètre est d’au moins 2d ;
5 6
— 3 × 10 ≤ Re ≤ 3 × 10 .
d
5.3.2.4.3 Le coefficient de décharge, C, est égal à 0,985 8. L’incertitude sur la valeur de C n’est en
principe pas meilleure que 1,5 %.
5.3.2.4.4 Le coefficient de détente, ε, est donné par l’équation suivante et n’est applicable que si
p /p ≥ 0,75 :
2 1
0,5
(κ−1)/κ
κ
κτ 1−τ
ε= (16)
κτ−−11
L’incertitude relative de la valeur de ε est égale à 4 Δp/p %.
1 Formatted: Line spacing: single
5.3.3 Écoulement dans un grand volume (pas de canalisation aval) Formatted: French (Switzerland)
Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
5.3.3.1 Généralités
text, Don't adjust space between Asian text and numbers,
Tab stops: 0.71 cm, Left + 0.76 cm, Left + 0.99 cm, Left +
1.27 cm, Left
Il convient que le volume du côté aval de l’appareil soit considéré comme grand s’il n’y a pas de paroi à
moins de 4d de l’axe de l’appareil ou de la face aval du diaphragme ou de la tuyère. Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
Il convient que la prise amont soit située comme spécifié respectivement dans l’ISO 5167--2 pour les
prises dans les angles et dans l’ISO 5167--3 pour les diaphragmes et les tuyères.
Il convient que la distance entre la prise aval (c’est-à-dire la prise dans le grand volume) et l’axe de
l’orifice ou de la tuyère soit supérieure à 4d.
Pour les Venturi-tuyères, il convient d’utiliser une prise au col.
Il convient de préférence que la prise aval soit située dans une paroi perpendiculaire au plan de l’orifice Formatted: Don't adjust space between Latin and Asian
text, Don't adjust space between Asian text and numbers
et qu’elle soit à une distance de 0,5d de ce plan. La prise n’a pas forcément besoin d’être située dans une
paroi ; elle peut être située dans un espace ouvert. Si le volume est très grand, par exemple une salle, il
convient que la prise soit protégée des courants d’air.
NOTE Lorsque les prises amont et aval sont à des niveaux horizontaux différents, il peut être nécessaire de
tenir compte de la différence de charge hydrostatique.
5.3.3.2 Diaphragmes à arête rectangulaire avec prises dans les angles Formatted: French (Switzerland)
Formatted: Don't
...
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