Measurement of gas flow by means of critical flow nozzles (ISO 9300:2022)

This document specifies the geometry and method of use (installation in a system and operating conditions) of critical flow nozzles (CFNs) used to determine the mass flow rate of a gas flowing through a system basically without the need to calibrate the CFN. It also gives the information necessary for calculating the flow rate and its associated uncertainty.
This document is applicable to nozzles in which the gas flow accelerates to the critical velocity at the minimum flowing section, and only where there is steady flow of single-phase gas. When the critical velocity is attained in the nozzle, the mass flow rate of the gas flowing through the nozzle is the maximum possible for the existing inlet condition, while the CFN can only be used within specified limits, e.g. the CFN throat to inlet diameter ratio and Reynolds number. This document deals with the toroidal- and cylindrical-throat CFNs for which direct calibration experiments have been made in sufficient number to enable the resulting coefficients to be used with certain predictable limits of uncertainty.

Durchflussmessung von Gasen mit Venturidüsen bei kritischer Strömung (ISO 9300:2022)

Dieses Dokument legt die geometrischen Formen und Maße sowie die Anwendung (Einbau in ein System und Betriebsbedingungen) von Düsen bei kritischer Strömung (CFNs, en: critical flow nozzles) fest, die zur Bestimmung des Massendurchflusses eines durch ein System strömenden Gases verwendet werden, ohne dass hierzu die CFN grundsätzlich kalibriert werden muss. Es enthält außerdem die erforderlichen Angaben für die Berechnung des Durchflusses und der zugehörigen Messunsicherheit.
Dieses Dokument ist anwendbar für Düsen, in denen das Gas im kleinsten Strömungsquerschnitt auf die kritische Strömungsgeschwindigkeit beschleunigt wird, ausschließlich für den Fall einer stationären Strömung eines einphasigen Gases. Bei Erreichen der kritischen Geschwindigkeit in der Düse hat der Massendurchfluss des durch die Düse strömenden Gases unter den auf der Einlaufseite vorhandenen Bedingungen sein Maximum, wobei die CFN nur innerhalb festgelegter Grenzen eingesetzt werden kann, z. B. bezüglich des Verhältnisses des Durchmessers des Halsteils der CFN zum Durchmesser des Einlaufrohrs und der Reynolds-Zahl. Dieses Dokument behandelt CFNs mit Toroid- und Zylinderhals, für die eine ausreichende Anzahl an direkten Kalibrierungen durchgeführt wurde, sodass die sich daraus ergebenden Kalibrierkoeffizienten innerhalb bestimmter Grenzen der Messunsicherheit angewendet werden können.

Mesurage de débit de gaz au moyen de tuyères en régime critique (ISO 9300:2022)

Le présent document spécifie la géométrie et le mode d’emploi (installation dans un circuit et conditions opératoires) de tuyères en régime critique (CFN) utilisées pour déterminer le débit-masse de gaz traversant le circuit sans besoins d'étalonner la CFN. Il donne également les informations nécessaires au calcul du débit et de l’incertitude associée.
Le présent document s’applique aux tuyères au sein desquelles l’écoulement gazeux est accéléré jusqu’à atteindre la vitesse critique à la section d’écoulement minimum et uniquement lorsqu’il existe un écoulement stationnaire monophasique de gaz. Lorsque la vitesse critique est atteinte dans la tuyère, le débit-masse du gaz traversant la tuyère est le plus grand débit-masse possible pour les conditions existant à l’entrée, tandis que les CFN peuvent être utilisées uniquement à l’intérieur des limites spécifiées, par exemple pour le rapport du diamètre au col au diamètre à l’entrée de la CFN et pour le nombre de Reynolds. Le présent document traite des CFN à col toroïdal et cylindrique pour lesquelles des étalonnages directs ont été effectués en nombre suffisant, pour permettre de déterminer les coefficients avec une marge prévisible d’incertitude.

Merjenje pretoka plina na podlagi kritičnega toka v Venturijevi šobi (ISO 9300:2022)

Ta dokument določa geometrijo in metodo uporabe (namestitev v sistem in pogoji delovanja) kritičnega toka v Venturijevih šobah (CFN), ki se uporabljajo za določanje masnega pretoka plina skozi sistem načeloma brez potrebe po umerjanju kritičnega toka v Venturijevi šobi. Podaja tudi informacije, potrebne za izračunavanje pretoka in z njim povezane negotovosti.
Ta dokument se uporablja za šobe, v katerih se pretok plina na minimalnem pretočnem delu pospeši do kritične hitrosti, in le pri enakomernem pretoku enofaznega plina. Ko je v šobi dosežena kritična hitrost, je masni pretok plina skozi šobo največji možni za obstoječe vhodne razmere, kritični tok v Venturijevi šobi pa se lahko uporablja le v določenih mejah, opredeljenih npr. z razmerjem med grlom šobe in vhodnim premerom ter z Reynoldsovim številom. Ta dokument obravnava kritični tok v Venturijevih šobah s toroidnim in valjastim grlom, za katere so bili izvedeni poskusi neposrednega umerjanja v zadostnem številu, da se lahko pridobljeni koeficienti uporabljajo z določenimi predvidljivimi mejami negotovosti.

General Information

Status
Published
Public Enquiry End Date
30-Sep-2021
Publication Date
17-Jul-2022
Technical Committee
Current Stage
6060 - National Implementation/Publication (Adopted Project)
Start Date
13-Jul-2022
Due Date
17-Sep-2022
Completion Date
18-Jul-2022

Relations

Overview - EN ISO 9300:2022 (Measurement of gas flow by means of critical flow nozzles)

EN ISO 9300:2022 (ISO 9300:2022) defines the geometry, installation and operating requirements for critical flow nozzles (CFNs) used to determine the mass flow rate of single‑phase gases. The standard covers toroidal‑ and cylindrical‑throat CFNs for which sufficient calibration data exist, and it provides the methods and information necessary to calculate flow rate and associated measurement uncertainty. EN ISO 9300:2022 supersedes EN ISO 9300:2005 and was prepared by ISO/TC 30.

Key topics and technical requirements

  • CFN geometry and materials: specifies throat shapes (toroidal and cylindrical) and general construction requirements for reliable critical flow behavior.
  • Operating limits: CFNs can be used only when the gas reaches critical velocity at the nozzle throat and within defined limits (e.g., throat-to-inlet diameter ratio and Reynolds‑number constraints).
  • Installation requirements: guidance for upstream/downstream pressure tapping, temperature and density measurement, piping and chamber configurations, drain holes and downstream conditions.
  • Measurement quantities and conversions: procedures to convert measured static pressures and temperatures to stagnation values for use in flow calculations.
  • Key calculations: methods to compute mass flow rate, discharge coefficient (Cd), and the critical flow function (C*), plus approaches for viscosity and density inputs.
  • Critical back‑pressure considerations: criteria to assess whether back‑pressure affects choked flow performance.
  • Uncertainty analysis: practical computation of measurement uncertainty, including correlated uncertainty components and recommended reporting practices.
  • Informative annexes: empirical discharge coefficient values, critical flow function tables for common gases, and guidance on calibration and diameter corrections.

Practical applications and typical users

EN ISO 9300:2022 is intended for applications requiring accurate gas mass flow measurement where calibration-free or low‑calibration methods are preferred. Typical users include:

  • Flow‑metrology and calibration laboratories
  • Custody transfer and billing systems for natural gas and industrial gases
  • Pipeline and gas‑distribution operators
  • Instrumentation and process engineers specifying flowmeters
  • Research and test facilities conducting high‑precision gas flow experiments

Related standards and implementation

  • This edition replaces EN ISO 9300:2005 and was developed by ISO/TC 30 (Measurement of fluid flow in closed conduits).
  • Organizations implementing EN ISO 9300 should consult their national standards body for purchase, national adoption details and potential patent notices.

Keywords: EN ISO 9300, ISO 9300:2022, critical flow nozzles, CFN, gas flow measurement, mass flow rate, discharge coefficient, critical flow function, uncertainty, toroidal throat, cylindrical throat.

Standard
SIST EN ISO 9300:2022
English language
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Draft
oSIST prEN ISO 9300:2021
German language
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Standards Content (Sample)


SLOVENSKI STANDARD
01-september-2022
Nadomešča:
SIST EN ISO 9300:2005
Merjenje pretoka plina na podlagi kritičnega toka v Venturijevi šobi (ISO 9300:2022)
Measurement of gas flow by means of critical flow nozzles (ISO 9300:2022)
Durchflussmessung von Gasen mit Venturidüsen bei kritischer Strömung (ISO
9300:2022)
Mesurage de débit de gaz au moyen de tuyères en régime critique (ISO 9300:2022)
Ta slovenski standard je istoveten z: EN ISO 9300:2022
ICS:
17.120.10 Pretok v zaprtih vodih Flow in closed conduits
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.

EN ISO 9300
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
June 2022
EUROPÄISCHE NORM
ICS 17.120.10 Supersedes EN ISO 9300:2005
English Version
Measurement of gas flow by means of critical flow nozzles
(ISO 9300:2022)
Mesurage de débit de gaz au moyen de tuyères en Durchflussmessung von Gasen mit Venturidüsen bei
régime critique (ISO 9300:2022) kritischer Strömung (ISO 9300:2022)
This European Standard was approved by CEN on 17 June 2022.

CEN members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this
European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references
concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CEN
member.
This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by
translation under the responsibility of a CEN member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management
Centre has the same status as the official versions.

CEN members are the national standards bodies of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia,
Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway,
Poland, Portugal, Republic of North Macedonia, Romania, Serbia, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and
United Kingdom.
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COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION

EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG

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© 2022 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved Ref. No. EN ISO 9300:2022 E
worldwide for CEN national Members.

Contents Page
European foreword . 3

European foreword
This document (EN ISO 9300:2022) has been prepared by Technical Committee ISO/TC 30
"Measurement of fluid flow in closed conduits" in collaboration with CCMC.
This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an
identical text or by endorsement, at the latest by December 2022, and conflicting national standards
shall be withdrawn at the latest by December 2022.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. CEN shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
This document supersedes EN ISO 9300:2005.
Any feedback and questions on this document should be directed to the users’ national standards
body/national committee. A complete listing of these bodies can be found on the CEN website.
According to the CEN-CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the
following countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Bulgaria,
Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland,
Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Republic of
North Macedonia, Romania, Serbia, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and the
United Kingdom.
Endorsement notice
The text of ISO 9300:2022 has been approved by CEN as EN ISO 9300:2022 without any modification.

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 9300
Third edition
2022-06
Measurement of gas flow by means of
critical flow nozzles
Mesurage de débit de gaz au moyen de tuyères en régime critique
Reference number
ISO 9300:2022(E)
ISO 9300:2022(E)
© ISO 2022
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
ISO 9300:2022(E)
Contents Page
Foreword . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 Pressure . 1
3.2 Temperature . 2
3.3 Nozzle . 2
3.4 Flow . 3
3.5 Flow rate . 4
3.6 Gas . 5
4 Symbols and abbreviations . 6
5 Basic equations . 9
5.1 Gas behaviour . 9
5.1.1 Isentropic process . 9
5.1.2 State equation . 9
5.2 Isentropic flow of a perfect gas . 9
5.2.1 Flowing area . 9
5.2.2 Static pressure . 9
5.2.3 Static temperature . 10
5.3 Theoretical variables at the critical point . 10
5.3.1 General . 10
5.3.2 Critical pressure . 10
5.3.3 Critical temperature . 10
5.3.4 Critical density . 10
5.3.5 Critical velocity . 10
5.4 Theoretical mass flow rates . 10
5.4.1 General . 10
5.4.2 Theoretical mass flow rate of a perfect gas . 10
5.4.3 Theoretical mass flow rate of real gas . 11
5.5 Mass flow rate . 11
6 General requirements . 11
7 Applications for which the method is suitable . 12
8 CFN . 12
8.1 General requirements for both the standard CFN types . 12
8.1.1 General . 12
8.1.2 Materials . 12
8.1.3 Contraction and throat . 13
8.1.4 Diffuser . 13
8.2 Requirements for each standard types of CFN . 14
8.2.1 Standard CFNs . Error! Bookmark not defined.
8.2.2 Toroidal-throat CFN . 15
8.2.3 Cylindrical-throat CFN . 16
9 Installation requirements . 18
9.1 General requirements for both the standard configurations . 18
9.1.1 Standard configurations . 18
9.1.2 Upstream pressure tapping . 18
9.1.3 Downstream pressure tapping . 19
ISO 9300:2022(E)
9.1.4 Temperature measurement . 19
9.1.5 Density measurement . 20
9.1.6 Drain hole . 20
9.1.7 Downstream condition . 20
9.2 Pipe configuration . 21
9.2.1 General . 21
9.2.2 Upstream pipe . 21
9.2.3 Pressure measurement . 22
9.2.4 Temperature measurement . 22
9.3 Chamber configuration . 23
9.3.1 General . 23
9.3.2 Upstream chamber . 23
9.3.3 Pressure measurement . 23
9.3.4 Temperature measurement . 23
9.3.5 Back-pressure ratio . 23
10 Calculations . 23
10.1 General . 23
10.2 Calculation of mass flow rate, q . 23
m
10.3 Calculation of discharge coefficient, C . 24
d
10.4 Calculation of critical flow function, C* or C* . 25
D
10.5 Conversion of measured pressure into stagnation pressure . 25
10.6 Conversion of measured temperature into stagnation temperature. 25
10.7 Calculation of viscosity . 25
11 Estimation of critical back-pressure ratio. 26
11.1 For a traditional diffuser at Reynolds numbers higher than 2 × 10 . 26
11.2 For any diffuser at low Reynolds numbers . 27
11.3 For CFNs without diffuser or with very short diffuser . 28
12 Uncertainties in the measurement of flow rate . 28
12.1 General . 28
12.2 Practical computation of uncertainty . 29
12.3 Correlated uncertainty components . 30
(informative) Discharge coefficient values . 32
(informative) Critical flow function . 34
(informative) Critical flow function values — Pure gases and air . 37
(informative) Computation of critical mass flux for critical flow nozzles with high
nozzle throat to upstream pipe diameter ratio, β > 0,25 . 62
(informative) Diameter correction method . 66
(informative) Adjustment of discharge coefficient curve on a data set . 71
(informative) Discharge coefficient . 79
(informative) Critical back pressure ratio . 84
(informative) Viscosity values – Pure gases and air . 92
(informative) Supplement . 108
Bibliography . 116
iv © ISO 2022 – All rights reserved

ISO 9300:2022(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national
standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally
carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a
technical committee has been established has the right to be represented on that committee.
International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in
the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all
matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
ISO 9300 was prepared by Technical Committee ISO/TC 30, Measurement of fluid flow in closed conduits,
Subcommittee SC 2, Pressure differential devices, in collaboration with the European Committee for
Standardization (CEN) Technical Committee CEN/SS F05, Measuring instruments, in accordance with
the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 9300:2005), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— the discharge coefficient curve is given by a single equation each for the toroidal- and cylindrical-
throat critical flow nozzles (CFNs) that covers both the laminar and turbulent boundary layer
regimes;
— the discharge coefficient curve of the cylindrical-throat CFN is updated based on the recent
experimental and theoretical data;
— the quadrant CFN and detachable diffuser are introduced;
— the basic equations used to measure the discharge coefficient are listed;
— the premature unchoking phenomenon is explained to give attention to the unpredictable
unchoking at low Reynolds numbers;
— REFPROP is introduced for the calculations of critical flow function and viscosity as well as their
fitted curves are given for some pure gases and air;
ISO 9300:2022(E)
— the diameter correction method is introduced to fit the experimental discharge coefficient data to a
reference curve;
— the detailed method to match the discharge coefficient curve on an experimental data set is
described;
— the background of the specifications is given.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
vi © ISO 2022 – All rights reserved

INTERNATIONAL STANDARD ISO 9300:2022(E)

Measurement of gas flow by means of critical flow nozzles
1 Scope
This document specifies the geometry and method of use (installation in a system and operating
conditions) of critical flow nozzles (CFNs) used to determine the mass flow rate of a gas flowing through
a system basically without the need to calibrate the CFN. It also gives the information necessary for
calculating the flow rate and its associated uncertainty.
This document is applicable to nozzles in which the gas flow accelerates to the critical velocity at the
minimum flowing section, and only where there is steady flow of single-phase gas. When the critical
velocity is attained in the nozzle, the mass flow rate of the gas flowing through the nozzle is the
maximum possible for the existing inlet condition, while the CFN can only be used within specified
limits, e.g. the CFN throat to inlet diameter ratio and Reynolds number. This document deals with the
toroidal- and cylindrical-throat CFNs for which direct calibration experiments have been made in
sufficient number to enable the resulting coefficients to be used with certain predictable limits of
uncertainty.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: available at https://www.electropedia.org/
3.1 Pressure
3.1.1
static pressure
pressure of the flowing gas (see Annex J)
Note 1 to entry: The static pressure is measured through a wall pressure tapping (3.1.3).
3.1.2
stagnation pressure
pressure which would exist in a flowing gas stream if the stream were brought to rest by an isentropic
process
ISO 9300:2022(E)
3.1.3
wall pressure tapping
hole drilled in the wall of a conduit to measure the static pressure (3.1.1) of the flowing gas in the
conduit
3.2 Temperature
3.2.1
static temperature
temperature of the flowing gas (see Annex J)
Note 1 to entry: The static temperature cannot be measured exactly by a temperature sensor fixed in the conduit .
3.2.2
stagnation temperature
temperature which would exist in a flowing gas stream if the stream were brought to rest by an
isentropic process (see Annex J).
3.2.3
recovery temperature (wall temperature, measured temperature)
temperature of the gas touching the wall (see Annex J)
Note 1 to entry: The temperature sensor fixed on a conduit measures the recovery temperature.
3.3 Nozzle
3.3.1
contraction
portion of the nozzle (3.3.5) upstream of the throat (3.3.2) intended to accelerate the flow and attain the
supposed flow field at the critical point (3.4.4)
3.3.2
throat
portion of the nozzle (3.3.5) where the cross section is minimum
Note 1 to entry: This document deals with nozzles with toroidal- and cylindrical-throats.
3.3.3
diffuser
divergent portion of the nozzle (3.3.5) behind the throat (3.3.2) intended to recover the pressure
3.3.4
traditional diffuser
frustum diffuser (3.3.3) machined as one piece
3.3.5
nozzle
device inserted in a system intended to use for measurement of the flow rate through system, which
consists of contraction (3.3.1) and throat (3.3.2), or contraction (3.3.1), throat (3.3.2), and diffuser
(3.3.3)
3.3.6
critical flow nozzle
CFN
nozzle (3.3.5) that attains the critical flow (3.4.2)
2 © ISO 2022 – All rights reserved

ISO 9300:2022(E)
3.3.7
normal precision nozzle
NPN
nozzle (3.3.5) machined by a lathe, with the surface polished to achieve the desired roughness
3.3.8
high precision nozzle
HPN
nozzle (3.3.5) machined by a lathe that can achieve mirror finish without polishing the surface, thus it
has the form exactly as designed
3.4 Flow
3.4.1
isentropic flow
theoretical flow along which the thermodynamic process is adiabatic and reversible (see Annex J)
3.4.2
critical flow
flow in a nozzle (3.3.5) that has attained the maximum flow rate of the nozzle (3.3.5) for a given set of
inlet conditions (see Annex J)
3.4.3
choke
attaining the critical flow (3.4.2) in a nozzle (3.3.5) (see Annex J)
3.4.4
critical point
location in the CFN (3.3.6) where the flow attains the critical velocity (3.4.11)
3.4.5
critical pressure
p *
static pressure (3.1.1) at the critical point (3.4.4) (see Annex J)
3.4.6
critical pressure of perfect gas

p *
P
theoretical static pressure (3.1.1) at the critical point (3.4.4) assuming the isentropic flow (3.4.1) of
perfect gas (3.6.1)
3.4.7
critical temperature
T *
static temperature (3.2.1) at the critical point (3.4.4)
3.4.8
critical temperature of perfect gas

T *
P
theoretical static temperature (3.2.1) at the critical point (3.4.4) assuming the isentropic flow (3.4.1) of
perfect gas (3.6.1)
ISO 9300:2022(E)
3.4.9
critical density
ρ*
density at the critical point (3.4.4)
3.4.10
critical density of perfect gas

ρ *
P
theoretical density at the critical point (3.4.4) assuming the isentropic flow (3.4.1) of perfect gas (3.6.1)
3.4.11
critical velocity
c*
flow velocity at the critical point (3.4.4) (see Annex J)
3.4.12
critical velocity of perfect gas

c*
P
theoretical flow velocity at the critical point (3.4.4) assuming the isentropic flow (3.4.1) of perfect gas
(3.6.1)
3.5 Flow rate
3.5.1
mass flow rate
q
m
mass of the gas passing through the CFN (3.3.6) per unit time
Note 1 to entry: In this document, the term "mass flow rate" without any adjective always refers to the true mass
flow rate through the CFN.
3.5.2
theoretical mass flow rate of perfect gas
q
th,P
theoretical mass flow rate through the CFN (3.3.6) assuming one-dimensional isentropic flow (3.4.1) of
perfect gas (3.6.1)
3.5.3
theoretical mass flow rate of real gas
q
th,R
theoretical mass flow rate through the CFN (3.3.6) assuming one-dimensional isentropic flow (3.4.1) of
real gas (3.6.1)
3.5.4
volume flow rate
q
V
volume of the gas passing through the conduit, in which the CFN (3.3.6) is installed, per unit time at a
designated location (see Annex J)
Note 1 to entry: The volume flow rate at the designated location, where the density is ρ, is given by:
q
m
q =
V
ρ
4 © ISO 2022 – All rights reserved

ISO 9300:2022(E)
3.5.5
Reynolds number
4q
m
R =
e
πdµ
dimensionless parameter calculated from the throat diameter, mass flow rate (3.5.1), and gas dynamic
viscosity at CFN (3.3.6) inlet stagnation condition (see Annex J)
3.5.6
discharge coefficient
q
m
C =
d
q
th,R
ratio of the mass flow rate (3.5.1) to theoretical one of real gas (3.6.1) at the same inlet stagnation
condition
3.5.7
critical pressure ratio
ratio of the critical pressure (3.4.5) of perfect gas (3.6.1) to the inlet stagnation pressure (3.1.2)
3.5.8
back-pressure ratio
ratio of the static pressure (3.1.1) at the diffuser exit to the inlet stagnation pressure (3.1.2)
3.5.9
local Mach number
M
a
ratio of the flow velocity to local acoustic one
3.5.10
Mach number in the upstream conduit
M
aC
ratio of the mean axial flow velocity over the cross-section of upstream conduit to the acoustic velocity
at the same location
Note to entry: It is not necessary for MaC to be accurate and it may be approximated by:
q 1
m
M =
aC
πD R
γ T
ρ
4 M
3.5.11
uncertainty
parameter, associated with the results of a measurement, that characterizes the dispersion of the values
that could reasonably be attributed to the measurand
3.6 Gas
3.6.1
perfect gas
theoretical gas whose isentropic exponent (3.6.6) equals to the specific heat that is constant at any gas
condition and also compressibility factor (3.6.3) is always unity
ISO 9300:2022(E)
3.6.2
real gas
actual gas whose isentropic exponent (3.6.6) and compressibility factor (3.6.3) depend on its pressure
and temperature
3.6.3
compressibility factor
Z
correction factor for the deviation of the real gas constant from the universal one (see Annex J)
3.6.4
critical flow function
C *
dimensionless function that relates the thermodynamic properties of the gas at the throat of CFN (3.3.6)
to its inlet stagnation condition assuming one-dimensional isentropic flow (3.4.1)
3.6.5
critical flow function for the flow rate equation using density

C **= CZ
D0
alternative critical flow function (3.6.4) to be used in the equation of mass flow rate (3.5.1) that uses
density
3.6.6
isentropic exponent
κ
ratio of the relative variation in pressure to the corresponding relative variation in density under
isentropic process
4 Symbols and abbreviations
Symbol Description Dimension SI unit
a, b, c, d, e, f, n Coefficients for Formula (17) Dimensionless —
2 2
A Flowing area L m
2 2
A* Flowing area at the critical point L m
2 2
A Cross-sectional area of nozzle exit L m
Cross-sectional area at the critical point at the operating CFN
2 2
A L m
nt
temperature
−1
-1
c Local acoustic velocity LT m·s
−1
-1
Local acoustic velocity at the critical point LT m·s
c*
−1
-1
Local acoustic velocity at the critical point of perfect gas LT m·s
c*
P
C Parameter for the equation of C* Dimensionless —
c*
C Parameter for the equation of µ Dimensionless —
μ
C Discharge coefficient Dimensionless —
d
target
C Target discharge coefficient obtained when applying the DCM Dimensionless —
d
ISO
C Discharge coefficient calculated by using Formula (17) Dimensionless —
d
Critical flow function Dimensionless —
C *
Critical flow function for the flow rate equation using density Dimensionless —
C *
D
Critical flow function of perfect gas Dimensionless —
C *
P
Critical flow function of dry air Dimensionless —
C *
DA
Critical flow function of humid air Dimensionless —
C *
HA
6 © ISO 2022 – All rights reserved

ISO 9300:2022(E)
Symbol Description Dimension SI unit
b b
Coefficient to calculate C*
C
ij,
Covariance Dimensionless —
c
v
D Diameter of the inlet conduit L m
d Throat diameter corrected by the DCM L m
DCM
d Throat diameter at the operating CFN temperature L m
nt
d Measured throat diameter (at temperature T ) L m
nt0 nt0
d Throat diameter used at the calibration for the DCM L m
ORI
d Diameter of the wall pressure tapping breakthrough into the conduit L m
p
H Relative humidity % —
R
k Coverage factor Dimensionless —
l Diffuser length L m
l1 Distance between Etoile straightener outlet and nozzle inlet plane L m
l2 Length of Etoile straightener L m
−1
M Molar mass M kg mol
M Local Mach number Dimensionless —
a
Local Mach number at the CFN exit assuming the fully subsonic flow in —
M Dimensionless
a2
the diffuser
M Local Mach number at the location of the inlet pressure tapping Dimensionless —
aC
−1 −2
p Static pressure of the gas ML T Pa
−1 −2
p Stagnation pressure of the gas at the CFN inlet ML T Pa
Static pressure of the gas measured through the upstream wall
−1 −2
p ML T Pa
pressure tapping
−1 −2
p Static pressure of the gas at the diffuser exit ML T Pa
Theoretical static pressure of the gas at the diffuser exit when the
−1 −2
p ML T Pa
2i
nozzle is choked but the flow in the diffuser is fully subsonic
−1 −2
p Static pressure in the gas at densitometer ML T Pa
den
P The Prandtl number Dimensionless —
r
−1 −2
p* Static pressure at the critical point ML T Pa
−1 −2
Theoretical static pressure at the critical point of perfect gas ML T Pa
p *
P
−1 −1
q Mass flow rate (True mass flow rate) MT kg·s
m
−1 −1
Theoretical mass flow rate of perfect gas MT kg·s
qth,P
−1 −1
Theoretical mass flow rate of real gas MT kg·s
qth,R
−1 −1
q Volume flow rate MT kg·s
V
2 −2 −1 −1 −1
R Universal gas constant (8,314 5 J/(mol·K)) M L T Θ J·mol K
R Arithmetic average roughness L m
a
Re Reynolds number Dimensionless —
ORI
Re The Reynolds number at the calibration for the DCM Dimensionless —
R Recovery factor Dimensionless —
f
r Radius of inlet contraction L m
c
r Critical back-pressure ratio Dimensionless —
CBP
r Radius in the vicinity of throat inlet in cylindrical-throat CFN L m
nt
T Static temperature of the gas Θ K
T Stagnation temperature of the gas at the CFN inlet Θ K
T Measured temperature of the gas at the CFN inlet Θ K
T Static temperature at densitometer Θ K
den
T Measured temperature Θ K
m
ISO 9300:2022(E)
Symbol Description Dimension SI unit
T Temperature when throat diameter was measured Θ K
nt0
T* Static temperature at the critical point Θ K
Theoretical static temperature at the critical point of perfect gas Θ K
T *
P
T Parameter for the equation of C* Θ K
c*
T Parameter for the equation of μ Θ K
μ
b
𝑢𝑢 Standard uncertainty (k = 1) —
b
𝑢𝑢 Combined standard uncertainty (k = 1) —
𝑐𝑐
b
U Expanded uncertainty (with specified coverage factor, k) U
b
V Coefficient to calculate viscosity U
i,j
b
U Expanded uncertainty (with specified coverage factor, k) U
xi Mole fraction of the i-th component Dimensionless —
Z Compressibility factor Dimensionless —
Ζ0 Compressibility factor at upstream stagnation condition Dimensionless —
Ζden Compressibility factor at densitometer Dimensionless —
−1 −1
α Linear expansion coefficient of the nozzle material Θ K
β Diameter ratio of the throat and conduit (dnt/D) Dimensionless —
a a
δ Absolute uncertainty
γ Heat capacity ratio Dimensionless —
κ Isentropic exponent Dimensionless —
−1 −1
µ Dynamic viscosity of the gas at the inlet stagnation conditions ML T Pa·s
−1 −1
µ Dynamic viscosity of the gas ML T Pa·s
θ Angle of the frustum diffuser wall against the nozzle AOS Dimensionless rad
-3
ρ Density of the gas ML kg
−3 −3
ρ Gas density at the inlet stagnation conditions at nozzle inlet ML kg·m
−3 −3
ρ Gas density measured by a densitometer ML kg·m
den
−3 −3
ρ∗ Theoretical density of the gas at the critical point ML kg·m
−3 −3
Theoretical density of the gas at the critical point of perfect gas ML kg·m
ρ *
P
M = mass
L = length
T = time
Θ = temperature
a
Same as the corresponding quantity.
b
Depending on each terms of the equation.

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ISO 9300:2022(E)
Abbreviation Description
AOS axis of symmetry
CFN critical flow nozzle
CL center line
DCM diameter correction method
HPN high precision nozzle
NPN normal precision nozzle
IP inlet plane
PUP premature unchoking phenomenon
TLS tangential line of surface
5 Basic equations
5.1 Gas behaviour
5.1.1 Isentropic process
The pressure, temperature, and density of gas in the isentropic process are related by Formulae (1) and
(2);
γ−1
p
=const. (1)
γ
T
p
= const. (2)
γ
ρ
5.1.2 State equation
The behaviour of real gas is described by Formula (3);
p RZ

= T (3)

ρ M
5.2 Isentropic flow of a perfect gas
5.2.1 Flowing area
The flowing area is related to the local Mach number by Formula (4);
11γ+
 2γ−1
1 (γ−12) M +
a
(4)
AA=

nt
M γ+ 1
a

5.2.2 Static pressure
The static pressure is related to the local Mach number by Formula (5);
γ

γ−1
 γ−1
(5)
p 1+ Mp

a0
2
=
ISO 9300:2022(E)
5.2.3 Static temperature
The static temperature is related to the local Mach number by Formula (6);
(6)
T= T
21+−(γ ) M
a
5.3 Theoretical variables at the critical point
5.3.1 General
The theoretical variables at the critical point are derived assuming the isentropic flow of perfect gas.
5.3.2 Critical pressure
The theoretical static pressure at the critical point is given by Formula (7);
γ
2 γ−1
(7)
pp* =
P  0
γ+ 1

5.3.3 Critical temperature
The theoretical static temperature at the critical point is given by Formula (8);
(8)
TT* =
P0
γ+1
5.3.4 Critical density
The theoretical density at the critical point is given by Formula (9);
γ−1
(9)
ρρ* =
P0
γ+ 1

5.3.5 Critical velocity
The theoretical flow velocity at the critical point is given by Formula (10);
R
(10)
cT**= γ
P P
M
5.4 Theoretical mass flow rates
5.4.1 General
The theoretical mass flow rates are derived assuming one-dimensional isentropic flow of perfect or real
gas.
5.4.2 Theoretical mass flow rate of a perfect gas
The theoretical mass flow rate of a perfect gas is defined by the product of flowing area, local acoustic
velocity, and density at the critical point assuming one-dimensional isentropic flow of a perfect gas, i.e.
Z = 1 and k = γ, which is given by Formula (11);
10 © ISO 2022 – All rights reserved

ISO 9300:2022(E)
p
(11)
q ≡=A **c ρ * A *C *
th,P P P P
R

T

M

5.4.3 Theoretical mass flow rate of real gas
The theoretical mass flow rate of real gas is defined by the product of flowing area, local acoustic
velocity, and density at the critical point assuming one-dimensional isentropic flow of real gas, which is
given by Formula (12);
p
(12)
q ≡=A **c ρ * A *C *
th,R
R

T

M
5.5 Mass flow rate
The mass flow rate of CFN is given by Formulae (13) or (14);
(13)
q = C q
m d th,R
or
(14)
q = C A **C p ρ
( )
m d D 0 0
6 General requirements
a) The flow shall be steady-state and single-phase with no condensation to the critical point (throat).
b) A sufficiently low back-pressure ratio shall be applied on the CFN to maintain the critical flow.
NOTE The typical pressure ratio required to operate the CFN with a sufficiently long diffuser can be about 0,8 at high
5 3
Reynolds numbers, e.g., greater than 2×10 (corresponding to ca. 50 m /h CFN at the atmospheric pressure); however, it
is often necessary to keep the ratio lower than 0,5 at low Reynolds numbers or sometimes 0,25 at very low Reynolds
numbers (see Clause 11 and Annex H).
c) The thermodynamic properties of the gas, C * and M (or and ρ when a densitometer is used),
C *
D
are required at low uncertainties (see 10.4).
NOTE For a gas mixture, accurate gas composition is required to calculate C * at sufficiently low uncertainty.
If the following requirements cannot be achieved, the CFN will have to be flow calibrated at the same
condition as in its application.
d) The gas should have no significant relaxation effect (see B.5).
e) The temperatures of the gas and CFN should be stable (see Annex J).
f) The form and surface in the contraction and throat should be accurately machined as specified in
Clause 8 (see Annex G).
g) The form of the CFN will be verified periodically, especially in the contraction and throat (see
Annex G).
NOTE The contraction and throat can be deformed over time by the impact of any solids contained in the gas.
ISO 9300:2022(E)
The contraction and throat shall retain their cleanliness and hence surface finish. If this cannot be
guaranteed, the measurement shall not be claimed to conform to this document, and flow calibration is
recommended.
7 Applications for which the method is suitable
Each application should be evaluated to determine whether a CFN or some other device is the most
suitable.
The most common applications for CFNs are to act as working or reference standards to calibrate other
flowmeters, as check or transfer standards to verify or compare calibration facilities, as controllers of
flow rates, and so on.
Important considerations are:
a) The mass and volume flow rates through the CFN are independent of the downstream condition.
b) The volume flow rate through the conduit where the CFN is installed is almost constant at any
upstream pressure if the temperature is stable.
NOTE Multiple CFNs installed in parallel (e.g. the chamber configuration) are required to vary the volume flow rate
through the CFN system for a fixed upstream pressure (see 9.3 and Annex J).
Some other considerations are:
c) Accurate measurements of the pressure and temperature (or density when using a densitometer)
are required only at the upstream location of the
...


SLOVENSKI STANDARD
oSIST prEN ISO 9300:2021
01-september-2021
Merjenje pretoka plina na podlagi kritičnega toka v Venturijevi šobi (ISO/DIS
9300:2021)
Measurement of gas flow by means of critical flow nozzles (ISO/DIS 9300:2021)
Durchflussmessung von Gasen mit Venturidüsen bei kritischer Strömung (ISO/DIS
9300:2021)
Mesure de débit de gaz au moyen de Venturi-tuyères en régime critique (ISO/DIS
9300:2021)
Ta slovenski standard je istoveten z: prEN ISO 9300
ICS:
17.120.10 Pretok v zaprtih vodih Flow in closed conduits
oSIST prEN ISO 9300:2021 de
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.

oSIST prEN ISO 9300:2021
oSIST prEN ISO 9300:2021
ENTWURF
EUROPÄISCHE NORM
prEN ISO 9300
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
Juli 2021
ICS 17.120.10 Vorgesehen als Ersatz für EN ISO 9300:2005
Deutsche Fassung
Durchflussmessung von Gasen mit Venturidüsen bei
kritischer Strömung (ISO/DIS 9300:2021)
Measurement of gas flow by means of critical flow Mesure de débit de gaz au moyen de Venturi-tuyères en
nozzles (ISO/DIS 9300:2021) régime critique (ISO/DIS 9300:2021)
Dieser Europäische Norm-Entwurf wird den CEN-Mitgliedern zur parallelen Umfrage vorgelegt. Er wurde vom Technischen
Komitee CEN/SS F05 erstellt.
Wenn aus diesem Norm-Entwurf eine Europäische Norm wird, sind die CEN-Mitglieder gehalten, die CEN-Geschäftsordnung zu
erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer
nationalen Norm zu geben ist.
Dieser Europäische Norm-Entwurf wurde von CEN in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch) erstellt. Eine
Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine
Landessprache gemacht und dem CEN-CENELEC-Management-Zentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die
offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland,
Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen,
Österreich, Polen, Portugal, der Republik Nordmazedonien, Rumänien, Schweden, der Schweiz, Serbien, der Slowakei, Slowenien,
Spanien, der Tschechischen Republik, der Türkei, Ungarn, dem Vereinigten Königreich und Zypern.

Die Empfänger dieses Norm-Entwurfs werden gebeten, mit ihren Kommentaren jegliche relevante Patentrechte, die sie kennen,
mitzuteilen und unterstützende Dokumentationen zur Verfügung zu stellen.

Warnvermerk : Dieses Schriftstück hat noch nicht den Status einer Europäischen Norm. Es wird zur Prüfung und Stellungnahme
vorgelegt. Es kann sich noch ohne Ankündigung ändern und darf nicht als Europäischen Norm in Bezug genommen werden.

EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION

COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION

CEN-CENELEC Management-Zentrum: Rue de la Science 23, B-1040 Brüssel
© 2021 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Ref. Nr. prEN ISO 9300:2021 D
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN
vorbehalten.
oSIST prEN ISO 9300:2021
prEN ISO 9300:2021 (D)
Inhalt
Seite
Europäisches Vorwort. 5
Vorwort . 6
1 Anwendungsbereich . 7
2 Normative Verweisungen . 7
3 Begriffe . 7
4 Symbole und Abkürzungen . 12
5 Grundgleichungen . 15
5.1 Gasverhalten. 15
5.1.1 Isentroper Prozess . 15
5.1.2 Zustandsgleichung. 16
5.2 Isentrope Strömung eines idealen Gases . 16
5.2.1 Strömungsquerschnitt . 16
5.2.2 Statischer Druck . 16
5.2.3 Statische Temperatur. 16
5.3 Theoretische Variablen am kritischen Punkt . 16
5.3.1 Allgemeines. 16
5.3.2 Kritischer Druck. 16
5.3.3 Kritische Temperatur . 16
5.3.4 Kritische Dichte . 17
5.3.5 Kritische Geschwindigkeit. 17
5.4 Theoretischer Massendurchfluss . 17
5.4.1 Allgemeines. 17
5.4.2 Theoretischer Massendurchfluss eines idealen Gases . 17
5.4.3 Theoretischer Massendurchfluss eines realen Gases . 17
5.5 Massendurchfluss . 17
6 Allgemeine Anforderungen. 18
7 Anwendungen, für die das Messverfahren geeignet ist . 18
8 CFN . 19
8.1 Allgemeine Anforderungen an beide Standardausführungen . 19
8.1.1 Allgemeines. 19
8.1.2 Werkstoffe . 19
8.1.3 Engstelle und Halsteil. 19
8.1.4 Diffusor . 20
8.2 Anforderungen an die Standardausführungen. 20
8.2.1 Standard-CFNs. 20
8.2.2 CFN mit Toroidhals. 21
8.2.3 CFN mit Zylinderhals . 22
9 Einbauanforderungen . 24
9.1 Allgemeine Anforderungen an beide Standardkonfigurationen . 24
9.1.1 Standardkonfigurationen . 24
9.1.2 Druckentnahmestelle im Einlaufrohr . 24
9.1.3 Druckentnahmestelle am Auslaufrohr . 25
9.1.4 Messung der Temperatur . 25
oSIST prEN ISO 9300:2021
prEN ISO 9300:2021 (D)
9.1.5 Messung der Dichte.26
9.1.6 Entleerungsbohrung .26
9.1.7 Bedingungen im Nachlaufrohr .26
9.2 Rohrkonfiguration .26
9.2.1 Allgemeines .26
9.2.2 Einlaufrohr.26
9.2.3 Messung des Drucks .27
9.2.4 Messung der Temperatur .28
9.3 Kammerkonfiguration.28
9.3.1 Allgemeines .28
9.3.2 Einlaufkammer.28
9.3.3 Messung des Drucks .28
9.3.4 Messung der Temperatur .28
9.3.5 Ausgangsdruckverhältnis.28
10 Berechnungen.29
10.1 Allgemeines .29
10.2 Berechnung des Massendurchflusses, q .29
m
10.3 Berechnung des Durchflusskoeffizienten, C .29
d
10.4 Berechnung der kritischen Durchflussfunktion, C* oder C* .30
D
10.5 Umrechnung des gemessenen Drucks in Ruhedruck.31
10.6 Umrechnung der gemessenen Temperatur in Ruhetemperatur .31
10.7 Berechnung der Viskosität.31
11 Abschätzung des kritischen Ausgangsdruckverhältnisses .31
11.1 Für herkömmlichen Diffusor bei Reynolds-Zahlen höher als 2 × 10 .31
11.2 Für alle Diffusoren bei niedrigen Reynolds-Zahlen.32
11.3 Für CFNs ohne Diffusor oder mit sehr kurzem Diffusor.33
12 Unsicherheiten bei der Durchflussmessung .33
12.1 Allgemeines .33
12.2 Praktische Berechnung der Messunsicherheit.34
12.3 Korrelierte Unsicherheitskomponenten .35
Anhang A (informativ) Werte der Durchflusskoeffizienten .37
Anhang B (informativ) Kritische Durchflussfunktion .39
B.1 Allgemeines .39
B.2 Kritische Durchflussfunktion eines idealen Gases.39
B.3 Kritische Durchflussfunktion eines realen Gases .40
B.4 Kritische Durchflussfunktion zur Verwendung bei Durchflusskalibrierung der CFN .40
B.4.1 Allgemeines .40
B.4.2 Verwendung im gleichen Gas bei gleichen Ruhebedingungen .40
B.4.3 Verwendung im gleichen Gas im gleichen Bereich der Ruhebedingungen.41
B.4.4 Bei Notwendig von genauen Werten .41
B.5 Gase mit signifikantem Schwingungsrelaxationseffekt .41
Anhang C (normativ) Werte der kritischen Durchflussfunktion — Reingase und Luft.42
C.1 Allgemeines .42
C.2 Stickstoff .43
C.3 Argon.45
C.4 Trockene Luft mit Kohlenstoffdioxid (CIPM 2007-Zusammensetzung + CO /0,04 %) .47
C.5 Trockene Luft ohne Kohlenstoffdioxid (CIPM 2007-Zusammensetzung ohne CO ).49
C.6 Luftfeuchtekorrektur für Luft mit einer typischen Zusammensetzung .51
C.7 Methan.52
C.8 Kohlenstoffdioxid .56
C.9 Sauerstoff.59
oSIST prEN ISO 9300:2021
prEN ISO 9300:2021 (D)
C.10 Dampf (Einphasengas). 62
Anhang D (informativ) Berechnung des kritischen Massenstroms für Düsen bei kritischer
Strömung mit einem großen Durchmesserverhältnis Düsenhals/Einlaufrohr, β > 0,25 65
D.1 Allgemeines. 65
D.2 Korrektionsfaktoren . 65
Anhang E (informativ) Durchmesserkorrekturmethode . 69
E.1 Allgemeines. 69
E.2 Durchführung. 69
E.2.1 Visuelles Verfahren. 70
E.2.2 Grobes Verfahren. 70
E.2.3 Feines Verfahren. 71
Anhang F (informativ) Anpassung der Durchflusskoeffizienten-Kurve an einen Datensatz . 74
F.1 Allgemeines. 74
F.2 Anpassungsverfahren . 75
Anhang G (informativ) Durchflusskoeffizient. 82
G.1 Allgemeines. 82
G.2 Strömungsfeldverteilung entlang eines Durchmessers am kritischen Punkt . 82
G.3 Abhängigkeit des Durchflusskoeffizienten von der Reynolds-Zahl . 83
G.4 Grenzschichtenübergang . 84
G.5 Kurven der Durchflusskoeffizienten . 85
G.6 Ermitteln der Kurven der Durchflusskoeffizienten . 86
Anhang H (informativ) Kritisches Ausgangsdruckverhältnis . 87
H.1 Allgemeines. 87
H.2 Theoretisches kritisches Ausgangsdruckverhältnis . 88
H.3 Beispiele für die typischen Drosselungsmuster mit dem Phänomen der vorzeitigen
Entdrosselung (PUP) . 89
H.4 Drosselungsprüfung . 92
H.4.1 Gegen eine Referenz-CFN . 92
H.4.2 Gegen ein Referenz-Durchflussmessgerät. 93
Anhang I (informativ) Werte der Viskosität — Reingas und Luft . 94
I.1 Allgemeines. 94
I.2 Stickstoff. 96
I.3 Argon . 96
I.4 Trockene Luft . 98
I.5 Methan . 99
I.5 Kohlenstoffdioxid .104
I.6 Sauerstoff .107
I.7 Dampf (Einphasengas).108
Anhang J (informativ) Begründung.110
J.1 Allgemeines.110
J.2 Ergänzungen zum Hauptteil .110
Literaturhinweise .116

oSIST prEN ISO 9300:2021
prEN ISO 9300:2021 (D)
Europäisches Vorwort
Dieses Dokument (prEN ISO 9300:2021) wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 30 „Measurement of fluid
flow in closed conduits“ in Zusammenarbeit mit dem Technischen Komitee CEN/SS F05 „Messinstrumente“
erarbeitet, dessen Sekretariat von CCMC gehalten wird.
Dieses Dokument ist derzeit zur parallelen Umfrage vorgelegt.
Dieses Dokument wird EN ISO 9300:2005 ersetzen.
Anerkennungsnotiz
Der Text von ISO/DIS 9300:2021 wurde von CEN als prEN ISO 9300:2021 ohne irgendeine Abänderung
genehmigt.
Rückmeldungen oder Fragen zu diesem Dokument sollten an das jeweilige nationale Normungsinstitut des
Anwenders gerichtet werden. Eine vollständige Liste dieser Institute ist auf den Internetseiten von CEN
abrufbar.
oSIST prEN ISO 9300:2021
prEN ISO 9300:2021 (D)
Vorwort
ISO (die Internationale Organisation für Normung) ist eine weltweite Vereinigung nationaler Normungs-
institute (ISO-Mitgliedsorganisationen). Die Erstellung von Internationalen Normen wird üblicherweise von
Technischen Komitees von ISO durchgeführt. Jede Mitgliedsorganisation, die Interesse an einem Thema hat,
für welches ein Technisches Komitee gegründet wurde, hat das Recht, in diesem Komitee vertreten zu sein.
Internationale staatliche und nichtstaatliche Organisationen, die in engem Kontakt mit ISO stehen, nehmen
ebenfalls an der Arbeit teil. ISO arbeitet bei allen elektrotechnischen Normungsthemen eng mit der
Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) zusammen.
Die Verfahren, die bei der Entwicklung dieses Dokuments angewendet wurden und die für die weitere Pflege
vorgesehen sind, werden in den ISO/IEC-Direktiven, Teil 1 beschrieben. Es sollten insbesondere die
unterschiedlichen Annahmekriterien für die verschiedenen ISO-Dokumentenarten beachtet werden. Dieses
Dokument wurde in Übereinstimmung mit den Gestaltungsregeln der ISO/IEC-Direktiven, Teil 2 erarbeitet
(siehe www.iso.org/directives).
Es wird auf die Möglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berühren
können. ISO ist nicht dafür verantwortlich, einige oder alle diesbezüglichen Patentrechte zu identifizieren.
Details zu allen während der Entwicklung des Dokuments identifizierten Patentrechten finden sich in der
Einleitung und/oder in der ISO-Liste der erhaltenen Patenterklärungen (siehe www.iso.org/patents).
Jeder in diesem Dokument verwendete Handelsname dient nur zur Unterrichtung der Anwender und bedeutet
keine Anerkennung.
Für eine Erläuterung des freiwilligen Charakters von Normen, der Bedeutung ISO-spezifischer Begriffe und
Ausdrücke in Bezug auf Konformitätsbewertungen sowie Informationen darüber, wie ISO die Grundsätze der
Welthandelsorganisation (WTO, en: World Trade Organization) hinsichtlich technischer Handelshemmnisse
(TBT, en: Technical Barriers to Trade) berücksichtigt, siehe www.iso.org/iso/foreword.html.
ISO 9300 wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 30, Measurement of fluid flow in closed conduits,
Unterkomitee SC 2, Pressure differential devices, erarbeitet.
Diese dritte Ausgabe ersetzt die zweite Ausgabe (ISO 9300:2005), die technisch überarbeitet wurde.
Die in dieser Norm enthaltenen Informationen wurden aus vielen veröffentlichten Dokumenten und basierend
auf der Erfahrung der Mitglieder des Technischen Komitees und anderer sachkundiger Ingenieure
zusammengetragen. Diese Norm vereint verfügbare technische Informationen und bewährte Praktiken und
soll ein praktischer Leitfaden für die ordnungsgemäße Verwendung von Düsen bei kritischer Strömung sein.
Rückmeldungen oder Fragen zu diesem Dokument sollten an das jeweilige nationale Normungsinstitut des
Anwenders gerichtet werden. Eine vollständige Auflistung dieser Institute ist unter
www.iso.org/members.html zu finden.
oSIST prEN ISO 9300:2021
prEN ISO 9300:2021 (D)
1 Anwendungsbereich
Diese Internationale Norm legt die geometrische Gestalt und die Betriebsweise (Einbau in ein System und
Betriebsbedingungen) von Düsen bei kritischer Strömung (CFNs, en: critical flow nozzles) fest, die den
Massendurchfluss eines durch ein System strömenden Gases bestimmen, ohne die CFN grundsätzlich zu
kalibrieren. Sie enthält außerdem die notwendigen Angaben für die Berechnung des Durchflusses und der
zugehörigen Unsicherheit.
Muss der Durchfluss CFN kalibriert werden, müssen alle Anschlüsse, Betriebsbedingungen und Berechnungen
den Vorgaben der Kalibriereinrichtung entsprechen, was in dieser Internationalen Norm nicht abgedeckt
wird. Für einige Bedingungen, wie z. B. kleine CFNs oder Gas mit signifikantem Schwingungsrelaxationseffekt
usw., wird die Durchflusskalibrierung empfohlen.
Diese Internationale Norm gilt für Düsen, in denen das Gas im kleinsten Strömungsquerschnitt auf die
kritische Strömungsgeschwindigkeit beschleunigt wird und eine gleichbleibende Strömung nur für
einphasiges Gas vorliegt. Bei Erreichen der kritischen Geschwindigkeit in der Düse hat der Massendurchfluss
des durch die Düse strömenden Gases unter den auf der Einlaufseite vorhandenen Bedingungen sein
Maximum, wobei die CFN nur innerhalb festgelegter Grenzen eingesetzt werden kann, z. B. das Verhältnis von
Halsteil der CFN zum Durchmesser des Einlaufrohrs und Reynolds-Zahl. Diese Internationale Norm behandelt
CFNs mit Toroid- und Zylinderhals, die in ausreichend häufigen Versuchen direkt kalibriert wurden, wodurch
die sich draus ergebenden Koeffizienten mit vorhersagbaren Grenzwerten für die Unsicherheit angewendet
werden können.
Sie enthält Angaben für Fälle, in denen die Rohrleitung vor der CFN einen kreisrunden Querschnitt aufweist,
oder in denen ein großes Volumen (eine Kammer) vor der CFN oder vor einer Reihe von CFNs vorhanden ist.
Die Raumkonfiguration bietet die Möglichkeit, CFNs in Parallelschaltung einzubauen, um damit große
Durchflüsse und/oder veränderliche Volumendurchflüsse zu erzielen.
Zu Informationszwecken wird die Durchmesserkorrekturmethode (DCM, en: diameter correction method)
beschrieben, die das Ergebnis einer Durchflusskalibrierung bei einer einzelnen Reynolds-Zahl nutzt, um die
Kurve der Durchflusskoeffizienten an eine Referenzkurve anzupassen, indem der Düsenhalsdurchmesser
verändert wird, ohne das Berechnungsergebnis des Durchflusses zu beeinflussen. Die DCM ersetzt die Rolle
des Halsdurchmessers durch das Kalibrierergebnis; daher ist es nicht notwendig, den Halsdurchmesser bei
Anwendung der DCM genau zu messen.
Die CFNs eignen sich besonders als Transferstandards, Referenz-Durchflussmesser für Kalibrier- und
Prüfzwecke sowie für präzise Durchflussregelungsanwendungen. Unter der Voraussetzung, dass die
Bedingungen im Einlaufrohr stabil sind, erzeugt eine CFN sofort eine stabile Gasströmung mit bekanntem
Durchfluss, ohne dass irgendeine Einstellung vorgenommen werden muss, außer einer ausreichenden
Absenkung des Drucks auf der Auslaufseite. Den CFNs sollte eine genaue Angabe der Unsicherheit für den
gemessenen Durchfluss beigefügt sein.
2 Normative Verweisungen
Es gibt keine normativen Verweisungen in diesem Dokument.
3 Begriffe
Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. In Zusammenhang mit Druck und
Temperatur werden in dieser Internationalen Norm nur der absolute Druck bzw. die absolute Temperatur
verwendet.
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ISO und IEC stellen terminologische Datenbanken für die Verwendung in der Normung unter den folgenden
Adressen bereit:
— ISO Online Browsing Platform: verfügbar unter https://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: verfügbar unter https://www.electropedia.org/
3.1 Druck
3.1.1
statischer Druck
Druck des Gasstroms
Anmerkung zum Begriff: Der statische Druck kann durch Wand-Druckentnahmestellen gemessen werden.
3.1.2
Ruhedruck
Druck, der in einem Gasstrom vorhanden sein würde, wenn die Geschwindigkeit isentrop auf null verzögert
wird
3.1.3
Wand-Druckentnahmestelle
in die Wand einer Rohrleitung gebohrtes Loch, durch das der statische Druck des Gasstroms in der Leitung
gemessen wird
3.2 Temperatur
3.2.1
statische Temperatur
Temperatur des Gasstroms
Anmerkung zum Begriff: Die statische Temperatur kann nicht durch einen in der Rohrleitung befestigten
Temperaturfühler gemessen werden (siehe J.3.2.1).
3.2.2
Ruhetemperatur
Temperatur, die in einem Gasstrom vorliegen würde, wenn die Geschwindigkeit isentrop auf null verzögert
wird
3.2.3
Rückgewinnungstemperatur (Wandtemperatur, gemessene Temperatur)
Temperatur des Gases, das die Rohrwand berührt
Anmerkung zum Begriff: Der an einer Rohrleitung befestigte Temperaturfühler misst die Rückgewinnungstemperatur.
3.3 Düse
3.3.1
Engstelle
Teil der Düse vor dem Halsteil zur Beschleunigung des Durchflusses und zum Erreichen des geplanten
Strömungsfelds am kritischen Punkt
3.3.2
Halsteil
Teil der Düse mit dem geringsten Querschnitt
Anmerkung zum Begriff: Diese Internationale Norm behandelt Düsen mit Toroid- und Zylinderhals.
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3.3.3
Diffusor
auseinanderlaufender Teil der Düse hinter dem Halsteil zur Druckerholung
3.3.4
herkömmlicher Diffusor
Kegelstumpfdiffusor, aus einem Stück gefertigt
3.3.5
Düse
Vorrichtung, die in ein System eingesetzt wird und zur Messung des Durchflusses durch das System
vorgesehen ist und aus Engstelle und Halsteil bzw. Engstelle, Halsteil und Diffusor besteht
3.3.6
Düse bei kritischer Strömung
CFN, en: critical flow nozzle
gedrosselte Düse
Düse, in der der kritische Durchfluss erreicht wird
3.3.7
normale Präzisionsdüse
NPN, en: normal precision nozzle
Düse, die auf einer Drehmaschine bearbeitet wurde, mit polierter Oberfläche, um die gewünschte Rauigkeit zu
erzielen
3.3.8
Hochpräzisionsdüse
HPN, en: high precision nozzle
Düse, die auf einer Drehmaschine bearbeitet wurde, wodurch eine Hochglanzpolitur ohne Polieren der
Oberfläche erreicht werden kann, so dass sie genau die Form hat, die für sie entworfen wurde
3.4 Strömung
3.4.1
isentrope Strömung
theoretische Strömung, bei welcher der thermodynamische Prozess adiabat und reversibel ist (siehe J.3.4.1)
3.4.2
kritische Strömung
Strömung durch eine Düse, die den maximalen Durchfluss der Düse für einen gegebenen Satz von Einlauf-
bedingungen erreicht hat
3.4.3
Drosseln
Erreichen der kritischen Strömung in einer Düse
3.4.4
kritischer Punkt
Punkt in der CFN, an dem die Strömung die kritische Geschwindigkeit erreicht
3.4.5
kritischer Druck
p*
statischer Druck am kritischen Punkt
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3.4.6
kritischer Druck eines idealen Gases

𝑝𝑝
P
theoretischer statischer Druck am kritischen Punkt unter der Annahme einer isentropen Strömung eines
idealen Gases
3.4.7
kritische Temperatur
T*
statische Temperatur am kritischen Punkt
3.4.8
kritische Temperatur eines idealen Gases

𝑇𝑇
P
theoretische statische Temperatur am kritischen Punkt unter der Annahme einer isentropen Strömung eines
idealen Gases
3.4.9
kritische Dichte
ρ*
Dichte am kritischen Punkt
3.4.10
kritische Dichte eines idealen Gases

𝜌𝜌
P
theoretische Dichte am kritischen Punkt unter der Annahme einer isentropen Strömung eines idealen Gases
3.4.11
kritische Geschwindigkeit
c*
Strömungsgeschwindigkeit am kritischen Punkt
3.4.12
kritische Geschwindigkeit eines idealen Gases

𝑐𝑐
P
theoretische Strömungsgeschwindigkeit am kritischen Punkt unter der Annahme einer isentropen Strömung
eines idealen Gases
3.5 Durchfluss
3.5.1
Massendurchfluss
q
m
durch die CFN durchgeflossene Masse eines Gases, dividiert durch die Zeit
Anmerkung zum Begriff: In dieser Internationalen Norm bezieht sich die Benennung „Massendurchfluss“ ohne irgendein
Adjektiv immer auf den wahren Massendurchfluss durch eine CFN.
3.5.2
theoretischer Massendurchfluss eines idealen Gases
q
thP
theoretischer Massendurchfluss durch die CFN unter der Annahme einer eindimensionalen isentropen
Strömung eines idealen Gases
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3.5.3
theoretischer Massendurchfluss eines realen Gases
q
thR
theoretischer Massendurchfluss durch die CFN unter der Annahme einer eindimensionalen isentropen
Strömung eines realen Gases
3.5.4
Volumendurchfluss
q
v
Volumen des Gases, das durch die Leitung, in der die CFN installiert ist, je Zeiteinheit an einer bestimmten
Stelle strömt
Anmerkung zum Begriff: Der Volumendurchfluss an der bestimmten Stelle, an der die Dichte r vorhanden ist, ergibt sich
aus:
𝑞𝑞
m
𝑞𝑞 =
v
𝜌𝜌
3.5.5
Reynolds-Zahl
4 𝑞𝑞
m
𝑅𝑅 =
e
𝜋𝜋𝜋𝜋𝜇𝜇
dimensionsloser Parameter, berechnet aus dem Halsdurchmesser, dem Massendurchfluss und der
dynamischen Viskosität des Gases im Ruhezustand im Einlaufrohr der CFN
3.5.6
Durchflusskoeffizient
𝑞𝑞
m
𝐶𝐶 =
d
𝑞𝑞
thR
Verhältnis von Massendurchfluss zum theoretischen Durchfluss eines realen Gases bei gleichen Bedingungen
im Ruhezustand im Einlaufrohr
3.5.7
kritisches Druckverhältnis
Verhältnis von kritischem Druck eines idealen Gases zum Ruhedruck im Einlaufrohr
3.5.8
Ausgangsdruckverhältnis
Verhältnis von statischem Druck am Diffusorausgang zum Ruhedruck im Einlaufrohr
3.5.9
Mach-Zahl einer Leitung
M
a
Verhältnis der mittleren axialen Strömungsgeschwindigkeit über den Querschnitt der Einlaufleitung zur
Schallgeschwindigkeit an der gleichen Stelle
Anmerkung zum Begriff: M braucht kein genauer Wert zu sein und darf wie folgt angenähert werden:
a
𝑞𝑞 1
m
𝑀𝑀 =
a 2
𝜋𝜋𝐷𝐷
𝑅𝑅
𝜌𝜌

0 𝛾𝛾 𝑇𝑇
4 0
𝑀𝑀
3.5.10
Messunsicherheit
Parameter für die Messergebnisse, der den Streubereich der Messwerte charakterisiert, der der Messgröße
vernünftigerweise zugeordnet werden könnte
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3.6 Gas
3.6.1
ideales Gas
theoretisches Gas, dessen Isentropenexponent der Wärmekapazität entspricht, die in jedem Zustand des Gases
konstant ist, und bei dem auch der Realgasfaktor immer gleich eins ist
3.6.2
Realgas
tatsächliches Gas, dessen Isentropenexponent und Realgasfaktor von dessen Druck und Temperatur abhängig
sind
3.6.3
Realgasfaktor
Z
Korrekturfaktor für die Abweichung der Realgaskonstanten von der universellen Gaskonstanten
3.6.4
kritische Durchflussfunktion
C*
dimensionslose Funktion, die die thermodynamischen Eigenschaften des Gases am Halsteil der CFN mit
seinem Ruhezustand im Einlaufrohr in Beziehung setzt, wobei eine eindimensionale isentrope Strömung
angenommen wird
3.6.5
kritische Durchflussfunktion für die Durchflussgleichung mit Dichte
∗ ∗
𝐶𝐶 =𝐶𝐶 �𝑍𝑍
D 0
alternative kritische Durchflussfunktion zur Verwendung in der Gleichung für den Massendurchfluss mit
Dichte
3.6.6
Isentropenexponent
κ
Verhältnis der relativen Druckschwankungen zur entsprechenden relativen Schwankung der Dichte während
des isentropen Prozesses
4 Symbole und Abkürzungen
Symbol Bedeutung Dimension SI-Einheit
a, b, c, d, e, f, n Koeffizienten für Gleichung (17) dimensionslos —
2 2
A
Querschnittsfläche des Düsenausgangs L m
Querschnittsfläche am kritischen Punkt bei Betriebstemperatur der
2 2
A
L m
nt
CFN
−1 −1
c lokale Schallgeschwindigkeit LT m·s
−1 −1
c* lokale Schallgeschwindigkeit am kritischen Punkt LT m·s
lokale Schallgeschwindigkeit am kritischen Punkt eines idealen
∗ −1 −1
𝑐𝑐 LT m·s
P
Gases
C
Parameter für die Gleichung von C* dimensionslos —
c*
C
Parameter für die Gleichung von µ dimensionslos —
μ
C Durchflusskoeffizient dimensionslos —
d
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Symbol Bedeutung Dimension SI-Einheit
Sollwert des Durchflusskoeffizienten, der durch Anwendung der
target
𝐶𝐶
dimensionslos —
d
DCM erhalten wird
ISO
𝐶𝐶 Durchflusskoeffizient, der mit Gleichung (17) berechnet wird dimensionslos —
d
C* kritische Durchflussfunktion dimensionslos —

𝐶𝐶 kritische Durchflussfunktion für die Durchflussgleichung mit Dichte dimensionslos —
D

𝐶𝐶 kritische Durchflussfunktion eines idealen Gases dimensionslos —
P
*DA
𝐶𝐶 kritische Durchflussfunktion von trockener Luft dimensionslos —
*HA
𝐶𝐶 kritische Durchflussfunktion von feuchter Luft dimensionslos —
C b b
Koeffizient zur Berechnung von C*
i,j
c
Kovarianz dimensionslos —
v
D Durchmesser der Einlaufleitung L m
d
Halsdurchmesser, korrigiert mit der DCM L m
DCM
d
Halsdurchmesser bei Betriebstemperatur der CFN L m
nt
d gemessener Halsdurchmesser (bei Temperatur T )
L m
nt0 nt0
d
Halsdurchmesser zur Kalibrierung für die DCM L m
ORI
d
Durchmesser der Wand-Druckentnahmestelle in der Leitung L m
p
H
relative Luftfeuchte % —
R
k Erweiterungsfaktor dimensionslos —
l Diffusorlänge L m
Abstand zwischen dem Etoile-Gleichrichterausgang und der
l
L m
Eintrittsebene der Düse
l
Länge des Etoile-Gleichrichters L m
−1
M molare Masse M
kg mol
M lokale Mach-Zahl an der Druckentnahmestelle im Einlaufrohr dimensionslos —
a
lokale Mach-Zahl am CFN-Ausgang unter der Annahme einer
M
dimensionslos —
a2
vollkommen subsonischen Strömung im Diffusor
−1 −2
p Gasdruck Pa
ML T
−1 −2
p Ruhedruck des Gases im CFN-Einlauf ML T Pa
statischer Druck des Gases, gemessen durch die
−1 −2
p
ML T Pa
Wand-Druckentnahmestelle in der Einlaufleitung
−1 −2
p
statischer Druck des Gases am Diffusorausgang Pa
ML T
theoretischer statischer Druck des Gases am Diffusorausgang, wenn
−1 −2
p
die Düse gedrosselt ist, aber die Strömung im Diffusor vollkommen ML T Pa
2i
subsonisch ist
−1 −2
p statischer Druck im Gas am Dichtemessgerät Pa
ML T
den
P
Prandtl-Zahl dimensionslos —
r
−1 −2
p* statischer Druck am kritischen Punkt ML T Pa
theoretischer statischer Druck am kritischen Punkt eines idealen

−1 −2
𝑝𝑝 ML T Pa
P
Gases
−1 −1
q
Massendurchfluss (wahrer Massendurchfluss) MT kg·s
m
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Symbol Bedeutung Dimension SI-Einheit
−1 −1
q theoretischer Massendurchfluss eines idealen Gases
MT kg·s
thP
−1 −1
q
theoretischer Massendurchfluss eines realen Gases MT kg·s
thR
−1 −1
q
Volumendurchfluss MT kg·s
v
2 −2 −1 −1 −1
R universelle Gaskonstante (8,314 5 J/(mol·K))
M L T Θ J mol K
R
arithmetischer Mittelwert der Rauigkeit L m
a
R
Reynolds-Zahl dimensionslos —
e
ORI
R
Reynolds-Zahl zur Kalibrierung für die DCM dimensionslos —
e
R
Rückgewinnungsfaktor dimensionslos —
f
r
Radius der Engstelle in der Einlaufleitung L m
c
r
kritisches Ausgangsdruckverhältnis dimensionslos —
CBP
r
Radius in der Nähe des Halsteileinlaufs einer CFN mit Zylinderhals L m
nt
T Temperatur des Gases Θ K
T
Ruhetemperatur des Gases am CFN-Einlauf Θ K
T
gemessene Temperatur des Gases am CFN-Einlauf Θ K
T
statische Temperatur am Dichtemessgerät Θ K
den
T
gemessene Temperatur Θ K
m
T Temperatur bei Messung des Halsdurchmessers Θ K
nt0
T* statische Temperatur am kritischen Punkt Θ K
theoretische statische Temperatur am kritischen Punkt eines

𝑇𝑇 Θ K
P
idealen Gases
T
Parameter für die Gleichung von C* Θ K
c*
T
Parameter für die Gleichung von µ Θ K
μ
b
u Standardunsicherheit (k = 1) —
u b
kombinierte Standardunsicherheit (k = 1) —
c
b
U erweiterte Unsicherheit (mit festgelegtem Erweiterungsfaktor, k) U
V b
Koeffizient zur Berechnung der Viskosität U
i,j
b
U erweiterte Unsicherheit (mit festgelegtem Erweiterungsfaktor, k) U
x Stoffmengenanteil des i-ten Bestandteils dimensionslos —
i
Z Realgasfaktor dimensionslos —
Z
Realgasfaktor bei Ruhezustand in der Einlaufleitung dimensionslos —
Z
Realgasfaktor am Dichtemessgerät dimensionslos —
den
−1 −1
α Längenausdehnungskoeffizient des Düsenwerkstoffs Θ K
Verhältnis von Halsdurchmesser zu Leitungsdurchmesser (d /D)
β dimensionslos —
nt
a a
δ absolute Messunsicherheit
γ Verhältnis der Wärmekapazitäten dimensionslos —
κ Isentropenexponent dimensionslos —
oSIST prEN ISO 9300:2021
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Symbol Bedeutung Dimension SI-Einheit
dynamische Viskosität des Gases im Ruhezustand an der
−1 −1
μ
ML T Pa·s
Einlaufleitung
−1 −1
μ dynamische Viskosität des Gases ML T Pa·s
Winkel zwischen Kegelstumpfdiffusor-Wand und Düsen-
θ dimensionslos rad
Symmetrieachse
−3
ρ Dichte des Gases ML kg
−3 −3
ρ
Dichte des Gases im Ruhezustand am Einlauf der Düse ML kg·m
−3 −3
ρ
Dichte des Gases, gemessen mit einem Dichtemessgerät
ML kg·m
den
−3 −3
ρ* theoretische Dichte des Gases am kritischen Punkt ML kg·m
theoretische Dichte des Gases am kritischen Punkt eines idealen

−3 −3
𝜌𝜌
ML kg·m
P
Gases
M = Masse;
L = Länge;
T = Zeit;
Θ = Temperatur
a
Die Dimension dieses Parameters ist die der Größe, auf die er sich bezieht.
b
Abhängig von jedem Ausdr
...

Questions, Comments and Discussion

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Frequently Asked Questions

SIST EN ISO 9300:2022 is a standard published by the Slovenian Institute for Standardization (SIST). Its full title is "Measurement of gas flow by means of critical flow nozzles (ISO 9300:2022)". This standard covers: This document specifies the geometry and method of use (installation in a system and operating conditions) of critical flow nozzles (CFNs) used to determine the mass flow rate of a gas flowing through a system basically without the need to calibrate the CFN. It also gives the information necessary for calculating the flow rate and its associated uncertainty. This document is applicable to nozzles in which the gas flow accelerates to the critical velocity at the minimum flowing section, and only where there is steady flow of single-phase gas. When the critical velocity is attained in the nozzle, the mass flow rate of the gas flowing through the nozzle is the maximum possible for the existing inlet condition, while the CFN can only be used within specified limits, e.g. the CFN throat to inlet diameter ratio and Reynolds number. This document deals with the toroidal- and cylindrical-throat CFNs for which direct calibration experiments have been made in sufficient number to enable the resulting coefficients to be used with certain predictable limits of uncertainty.

This document specifies the geometry and method of use (installation in a system and operating conditions) of critical flow nozzles (CFNs) used to determine the mass flow rate of a gas flowing through a system basically without the need to calibrate the CFN. It also gives the information necessary for calculating the flow rate and its associated uncertainty. This document is applicable to nozzles in which the gas flow accelerates to the critical velocity at the minimum flowing section, and only where there is steady flow of single-phase gas. When the critical velocity is attained in the nozzle, the mass flow rate of the gas flowing through the nozzle is the maximum possible for the existing inlet condition, while the CFN can only be used within specified limits, e.g. the CFN throat to inlet diameter ratio and Reynolds number. This document deals with the toroidal- and cylindrical-throat CFNs for which direct calibration experiments have been made in sufficient number to enable the resulting coefficients to be used with certain predictable limits of uncertainty.

SIST EN ISO 9300:2022 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.

SIST EN ISO 9300:2022 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to SIST EN ISO 9300:2005, SIST EN ISO 9300:2005. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.

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