【国家标准(GB)】 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量 第1部分:一般原理和要求

ICS17.120.10
中华人民共和国国家标准
GB/T2624.1—2006/IS05167-1:2003代替GB/T2624—1993
用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量
第1部分：一般原理和要求
Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted incircular cross-section conduits running full-Part 1:General principles andrequirements
(ISO5167-1:2003,IDT)
2006-12-13发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
码防伪
：2007-07-01实施
GB/T 2624.1—2006/ISO 5167-1:2003前言
2规范性引用文件
3术语和定义
3.1压力测量
一次装置
3.3流量
4符号和下角标
下角标
5测量原理和计算方法
5.1测量原理
5.2标准一次装置直径比的确定方法流量的计算
5.4密度、压力和温度的确定
6测量的一般要求
一次装置
流体的性质
6.3流动状态
7安装要求
7.1总则
7.2最短上游和下游直管段·
一次装置处流动状态的一般要求7.3
7.4流动调整器(参见附录C)
8流量测量的不确定度
8.1不确定度的定义
8.2不确定度的实际计算
选代计算
附录A（资料性附录）
附录B(资料性附录)
附录C(资料性附录)
参考文献
管壁等效均匀粗糙度<值的实例
流动调整器和流动整直器
GB/T2624.1—2006/IS05167-1:2003GB/T2624《用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量》由以下部分组成：-第1部分：一般原理和要求；
一第2部分：孔板；
第3部分：喷嘴和文丘里喷嘴；
第4部分：文丘里管。
本部分为GB/T2624的第1部分。
本部分等同采用ISO5167-1：2003《用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第1部分：一般原理和要求》（英文版）。本部分等同翻译ISO5167-1：2003。本部分在制定时按GB/T1.1一2000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》和GB/T20000.2一2001《标准化工作指南第2部分：采用国际标准的规则》的有关规定做了如下编辑性修改：
删除了ISO国际标准的前言；
-将“ISO5167的本部分”改成“GB/T2624的本部分”；一原引用标准的引导语按GB/T1.1-—2000的规定改成规范性引用文件的引导语；用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”。本部分更正了ISO5167-1：2003的编辑性错误：-表A.1中第四行第三栏的“A一Re(D)\更正为\A.=D21
uReD”
附录A第7行中的“基本流量方程（3)”更正为“基本流量方程（1)”-C.2.2.1的公式下补充了“p\的说明；图C.8的标题“Sprenkle整直器”更正为“Sprenkle流动调整器”；图C.9中e孔径0.077D，节圆直径0.90D，4个孔”更正为“e孔径0.077D，节圆直径0.90D，8个孔”。免费标准下载网bzxz
本部分替代GB/T2624--1993《流量测量节流装置用孔板，喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》。
本部分与GB/T2624—1993相比主要变化如下：a）新标准分成4个部分，分别闲述孔板、喷嘴和文丘里管的加工技术要求以及使用时的安装要求。
安装时节流件前的直管段长度较GB/T2624一1993有明显变化，标准中列举的节流件前的阻b）
流件形式也比GB/T2624一1993多。孔板与喷嘴的直管段长度分别阐述，不再使用同表格。
特别强调流动调整器要进行配合性试验，并具体给出了配合性试验的方法。c）
本部分的附录A、附录B和附录C为资料性附录。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会第一分技术委员会归口。本部分负责起草单位：上海工业自动化仪表研究所。本部分参加起草单位：上海仪器仪表及自控系统检验测试所、上海仪昌节流装置制造有限公司、上海光华仪表有限公司、余姚市银环流量仪表有限公司、天津市润泰自动化仪表有限公司。本部分主要起草人：李明华、彭淑琴、龙竹霖、叶斌、朱家顺、童复来、包国祥、吴国静。本部分所替代标准的历次版本发布情况：GB2624—1981；GB/T2624—1993。GB/T2624.1—2006/ISO5167-1:2003引言
GB/T2624规定了孔板、喷嘴和文丘里管的几何形状及其安装在充满流体的管道中测量管道内流体流量的使用方法（安装和工作条件）。同时也给出了用于计算流量和其相应不确定度的必要资料。GB/T2624（所有部分）仅适用于在整个测量段内流体保持亚音速流动，并可认为是单相流的差压装置。本部分不适用于脉动流的测量。此外，每一种装置都只能在规定的管道尺寸和雷诺数极限范围内使用。
GB/T2624（所有部分）对所涉及的装置做过大量直接校准实验，实验的数量、分布范围和质量足以使所取得的实验结果和系数能作为相关应用系统的依据，使其具有确定的可预测不确定度限值。装人管道的装置称为“一次装置”。一次装置这个术语还包括取压口。测量所需的其他所有仪表或装置称为“二次装置”。GB/T2624（所有部分）考虑的是这些一次装置，偶而也提到二次装置1。GB/T2624由下列4个部分组成：
a）GB/T2624的第1部分给出了一般术语和定义、符号、原理和要求，以及GB/T2624的第2部分、第3部分和第4部分使用的测量方法和不确定度。GB/T2624的第2部分详细说明孔板。孔板可以同角接取压口、D和D/2取压口2和法兰取b)
压口配合使用。
GB/T2624的第3部分详细说明形状和取压口位置各不相同的ISA1932喷嘴”、长径喷嘴和c）
文丘里喷嘴：
d）GB/T2624的第4部分详细说明经典文丘里管。GB/T2624的第1到第4部分并未涉及安全方面的问题。用户有责任确保系统符合适用的安全规范。
1）见ISO2186：1973《封闭管道中的流体流量用于一次和二次装置之间压力信号传输的连接法》。2）GB/T2624不考虑具有缩流取压口的孔板。3）ISA是\国家标准化协会国际联合会”（InternationalFederationoftheNational StandardizingAssociations）的简称，该组织于1946年由ISO替代。4）在美国，经典文丘里管有时称为Herschel文丘里管。1范围
GB/T2624.1—2006/ISO5167-1:2003用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量
第1部分：一般原理和要求
GB/T2624的本部分定义了术语和符号，确定了用安装在圆形截面管道中的差压装置（孔板、喷嘴和文丘里管）测量满管流体流量的一般原理和计算方法。本部分也规定了测量、安装和确定流量测量不确定度方法的一般要求。本部分还确定了这些差压装置所适用的管道尺寸和雷诺数的范围。GB/T2624（所有部分）仅适用于在整个测量段内保持亚音速的单相流。它不适用于脉动流的测量。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T2624的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
GB/T2624.2—2006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第2部分：孔板(ISO5167-2:2003,IDT)
GB/T2624.3-2006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第3部分：喷嘴和文丘里喷嘴（ISO5167-3：2003，IDT）GB/T2624.4一2006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第4部分：文丘里管（ISO5167-4：2003，IDT)
GB/T17611-1998封闭管道中流体流量的测量术语和符号（idtISO4006：1991)3术语和定义
GB/T17611确立的以及下列术语和定义适用于GB/T2624的本部分。注：以下定义的术语仅限于有特定意义或有必要强调其涵义的术语。3.1压力测盘
管壁取压口wallpressuretapping管壁上钻出的环状缝隙或圆孔，其边缘与管道内表面平齐。注：取压口常是圆孔，但在某些情况下也可以是环状缝隙。3.1.2
流经管线的流体静压
Estaticpressureof afluid flowingthroughapipelinep
由联接到管壁取压口的压力测量装置测得的压力。注：GB/T2624(所有部分）中只考虑绝对静压值。3.1.3
差压differential pressure
GB/T2624.1-2006/ISO5167-12003当业已考虑上、下游取压口之间任何高度差时，在两个管壁取压口处测得的（静）压差。管壁取压口一个位于一次装置的上游侧，另一个位于一次装置的下游侧（或文丘里喷嘴或文丘里管的喉部内）。注，在GB/T2624(所有部分）中，只有当取压日位于各种标准一次装置的规定位暨时才使用“差压”这个术语。3.1.4
压力比pressureratio
下游取压口处的绝对静压与上游取压口处的绝对静压之比。3.2一次装置
节流孔orifice
喉部throat
一次装置中横截面积最小的开孔。注：标准一次装置的节流孔是圆形的，并与管线同轴。3.2.2
孔板orificeplate
机械加工出圆形穿孔的薄板。
注，把标准孔板描述成具有“锐利直角边缘”的“薄板”，是因为与测盘段的直径相比板的厚度小，节流孔的上游边缘锐利且成直角。
喷嘴nozzle
由收缩人口联接通常称为“喉部”的圆筒部分所组成的装置。3.2.4
文丘里喷嘴
Venturi nozzle
由标准ISA1932喷嘴作为收缩入口联接称为“喉部”的圆简部分和称为“扩散段”的圆锥形扩展部分组成的装置。
文丘里管Venturitube
由圆锥形收缩入口联接称为“喉部”的圆筒部分和称为“扩散段”的圆锥形扩展部分组成的装置。3.2.6
直径比diameterratio
次装置节流孔(或喉部)的直径与一次装置上游测量管道的内径之比。注：当一次装置上游圆简段的内径与管道内径等值时（如经典文丘里管），直径比是喉部直径与上游取压口平面处圆简段的内径之比。
3.3流盘
流量flowrate
rateofflow
单位时间内流过节流孔（或喉部）的流体质量或体积。3.3.1.1
mass flowrate
质最流量
rateofmassflow
质量流率
单位时间内流过节流孔(或喉部）)的流体质量。3.3.1.2
体积流盘
volumeflowrate
rateofyolumeflow
体积流率
单位时间内流过节流孔（或喉部）的流体体积。注：在体积流量情况下，必需说明取得该体积流量时的压力和温度。3.3.2
Reynoldsnumber
雷诺数
表示惯性力与粘性力之比的无量纲参数。3.3.2.1
管道雷诺数
pipeReynoldsnumber
表示上游管道中惯性力与粘性力之比的无量纲参数。Rep:
节流孔或喉部雷诺数orificeorthroatReynoldsnumberRea
GB/T2624.1-2006/IS05167-1:2003表示一次装置节流孔或喉部中惯性力与粘性力之比的无量纲参数，Rea
等炳指数isentropic exponent
在基本可逆绝热(等摘)转换条件下，压力的相对变化与密度的相对变化之比。注1：等境指数出现在可膨胀性[膨胀］系数的不同公式中，随气体的性质以及随其温度和压力的变化而变化。注2：到目前为止，尚有许多气体和蒸汽的<值未发表过，尤其是在很宽的压力和温度范田内。在这种情况下，GB/T2624(所有部分)用理想气体的定压比热容与定容比热容之比代替等摘指数。3.3.4
焦耳一汤姆逊系数JouleThomsoncoefficient等烩温度一压力系数isenthalpic temperature-pressure coefficientpT
等焰下相对于压力的温度变化速率：aT
式中：
T——绝对(热力学)温度：
力流经管线的流体静压；
H-焰；
GB/T2624.1—2006/IS05167-1:2003R.
通用气体常数；
定压摩尔比热容；
一压缩系数。
注：焦耳一汤姆逊系数随气体的性质以及随其温度与压力的变化而变化，并可计算。3.3.5
discharge coefficient
流出系数
为不可压缩流体确定的表示通过装置的实际流量与理论流量之间关系的系数。它由下式表示：C=nV-
注1：利用不可压缩流体（液体）对标准一次装置进行校准表明，对于给定安装条件下的给定一次装置，流出系数仪与雷诺数有关。
对于不同的一次装置，只要这些装置几何相似，并且流体的雷诺数相同，则C的数值都是相同的。GB/T2624(所有部分）以实验确定的数据为依据给出求C值的方程式。在适宜的实验室条件下校准流量，可以降低C值的不确定度。注2：1/V1-β称为“渐近速度系数”，而乘积C3.3.6
可膨胀性系数expansibilityfactor文expansionfactor
膨胀系数
考虑到流体的可压缩性所使用的系数：称为“流量系数”
ac2Ap1
注：用可压缩流体(气体)对给定一次装置进行校准表明，比值9-B
取决于雷诺数值，也取决于气体的压力比和等嫡指数值表示这些变化的方法是以可膨胀性（膨胀）系数e乘一次装置的流出系数C。流出系数C利用雷诺数值相同的液体直接校准后确定。
当流体不可压缩时（液体），e等于1，当流体可压缩时（气体），e小于1。实验表明e实际上与雷诺数无关。对于给定一次装置的给定直径比，e只取决于压力比和等熵指数。因此本方法是可行的。
GB/T2624.2给出的孔板的=值是以实验确定的数据为依据。对于喷嘴（见GB/T2624.3)和文丘里管（见GB/T2624.4)，e值是以适用于等摘膨胀的热力学通用方程为依据的。3.3.7
粗糙度廓形的算术平均偏差arithmatical meandeviationoftheroughness profileRa
偏离被测廊形平均线的算术平均偏差。注1：平均线为有效表面与平均线之间的距离的平方和为最小。实际上，对于机械加工表面，Ra可用标准设备测量，但只能判断管道较粗糙的表面。参见ISO4288。注2：管道也可采用等效均匀粗糙度k。该值可由实验确定（见7.1.5)或查表而得（见附录B)。4
符号和下角标
流出系数
定压摩尔比热容
表1符号
工作条件下一次装置节流孔或喉部的直径工作条件下上游管道内径（或经典文丘里管上游直径）焰
等效均勾粗糙度
压力损失系数（压力损失与动压pV/2之比）取压口间距
相对取压口间距：L=1/D
流体的绝对静压
质量流盘
体积流量
(粗糙度)廊形的算术平均偏差
通用气体常数
雷诺数
与D有关的雷诺数
与d有关的雷诺数
流体温度
流体的绝对（热力学）温度
相对不确定度
管道中流体的平均轴向速度
压缩系数
直径比：β=d/D
比热容比
绝对不确定度
流动调整器两端之间的压力损失一次装置两端之间的压力损失
可膨胀性[膨胀]系数
等摘指数
率擦系数
GB/T2624.1—2006/ISO5167-1:2003量纲
无量纲
ML\T-18-\mol-1
ML-T-\mol-1
无量纲
无量纲
ML'T-\@-mol-1
无量纲
无量纲
无量纲
无量纲
无量纲
无量纲
无量纲
ML-T-2
ML-1T-2
ML-IT-2
无量纲
无量纲
无量纲
SI单位
J/(mol·K)
J/(mol·K)
GB/T2624.1—2006/ISO5167-1:2003符号
流体的动力粘度
焦耳一汤姆逊系数
流体的运动粘度：v=pμ/p
相对压力损失(压力损失与差压之比）流体的密度
压力比：t=p/pl
扩散段的总的角度
M=质量，L=长度，T=时间，一温度。表（续）
量纲?
ML-IT-1
无量纲
无盘纲
无量纲
SI单位
是定压比热容与定容比热容之比。对于理想气体，比热容比与等摘指数具有相同的值（见3.3.3）。这些值b
取决于气体的性质。
量纲和单位是相应量的盘纲和单位。4.2下角标
下角标
在上游取压口平面
在下游取压口平面
5测盘原理和计算方法
5.1测量原理
测量原理是以一次装置（如孔板、喷嘴、文丘里管）安装在充满流体的管线中为依据确立的。装入一次装置后装置的上游侧与喉部或下游侧之间产生一个静压差。根据该压差的实测值和流动流体的特性以及装置的使用环境，并假设该装置与经过校准的一个装置几何相似且使用条件相同（见GB/T2624.2、GB/T2624.3或GB/T2624.4)就可以确定流量。质量流量与差压的关系符合GB/T2624规定的不确定度限值，因此质量流量可用公式（1）确定：qm
同样，体积流量可用公式（2)确定：式中：
9V =9m
β一测定体积流量时的温度和压力下的流体密度。5.2标准一次装置直径比的确定方法C1
·（2）
实际上，在确定安装在给定管道中的一次装置的直径比时，基本公式（1)中的C和e一般是未知的。因此事先应选择：
所要采用的一次装置的型式；
流量和相应的差压值。
然后将qm和△的相关值引入公式(1)并改写成：Cep?
元D22pi
式中所选一次装置的直径比可用代法确定（见附录A)。6
5.3流量的计算
GB/T2624.1-—2006/IS05167-1:2003流量计算纯粹是一个算术运算过程，是将数值代入基本公式（1)右边的各个不同的项来实现的。除了文丘里管的情况以外，C与Re有关，而Re本身与q㎡有关。在这种情况下，C和g的最终值都必须利用选代法获得。关于选代法程序和初始估计的选择见附录A。公式中提到的直径d和D是工作条件下的直径值。任何在其他条件下进行的测量，都必须对测量期间由于流体的温度和压力值变化所引起一次装置和管道任何可能的膨胀或收缩进行修正。必须知道工作条件下流体的密度和粘度。对于可压缩流体，还必须知道工作条件下流体的等摘指数。
5.4密度、压力和温度的确定
5.4.1总则
只要不以任何形式干扰测量横截面处的流动分布，可以采用任何方法确定流体的实际密度、静压和温度值。
5.4.2密度
必须知道上游取压口处的流体密度。它可以直接测得，亦可根据该处流体的绝对静压、绝对（热力学)温度和流体成分构成相应的状态方程计算出来。5.4.3静压
流体的静压应利用一个单独的管壁取压口或多个互相连接的此类取压口进行测量。对于特定一次装置，如果允许在取压平面内用夹持环测量差压，亦可采用夹持环测量静压。（见GB/T2624.2一2006的5.2,GB/T2624.3—2006的5.1.5、5.2.5或5.3.3，或GB/T2624.4—2006的5.4。）当把4个取压口互相连接取得一次装置的上游、下游或喉部的压力时，最好把它们互相连接成一个“三重T型\结构（见图1)。“三重T型”结构经常用于文丘里管的测量中。静压取压口宜与测量差压的取压口分开。允许一个取压口同时联接差压测量装置和静压测量装置，但要保证这种双重联接不会导致差压测量出现任何差错。
a流向。
b断面A—A(上游)与断面BB(下游）相。图1“三重T型”结构
5.4.4温度
5.4.4.1流体温度最好在一次装置下游测量。测最时需特别小心。温度计套管或插套所占空间应尽7
GB/T2624.1—2006/ISO5167-1:2003可能小。如果插套位于下游，其与一次装置之问的距离应至少为5D（当流体是气体时，最大为15D），（对于文丘里管，这个距离从喉部取压口平面处量起，而插套应离扩散段末端至少2D）。如果套管位于上游，则根据一次装置的形式，分别采用GB/T2624.2.GB/T2624.3或GB/T2624.4中规定的值。在GB/T2624的本部分的适用范围内，一般可以假设差压取压口上游和下游处的流体温度是相同的。然而，如果流体是非理想气体，而又需要最高的精确度，且上游取压口和一次装置下游测温处又存在较大压力损失，则假设两点之间是等恰膨胀，必须根据下游温度（距一次装置5D～15D处测量）计算上游温度。计算时，应根据一次装置相应地按照GB/T2624.2—2006的5.4，GB/T2624.3--2006的5.1.8、5.2.8或5.3.6，或GB/T2624.4-2006的5.9计算压力损失△凸。然后，可以采用3.3.4所述的焦耳-汤姆系数r计算上游取压口到下游测温处的相应的温度下降△T：AT=TA
注1：实验工作们已表明这种方法适用于孔板。需要做进一步的工作来检验这种方法用于其他一次装置的正确性。注2：虽然假设上游取压口与下游温度测量点之间是等焙膨胀，但这同上游取压口与缩流取压口或喉部之间是等摘膨胀并不矛盾。
注3：测量温度时，若管道内气体的流速高于约50m/s，可导致与温度恢复系数有关的附加不确定度。5.4.4.2一次装置的温度和一次装置上游流体的温度假定是相同的（见7.1.7）。6测盘的一般要求
6.1一次装置
6.1.1一次装置应根据GB/T2624相应部分的规定制造、安装和使用。当一次装置的制造特性或使用条件超出了GB/T2624相应部分给出的极限时，一次装置可在实际使用条件下单独校准。
6.1.2在每次测量或每一系列测量之后，或每隔一段时间，应检查一次装置的状况，使之与GB/T2624相应部分的规定保持一致。
应注意到，即使明显是中性流体也可能在一次装置上形成沉淀或结壳。一段时间可能发生的流出系数变化可能导致其值超出GB/T2624相应部分给出的不确定度。6.1.3次装置应采用已知热膨胀系数的材料制造。6.2流体的性质
6.2.1流体可以是可压缩的或者被认为是不可压缩的。6.2.2流体在物理学和热力学上可被认为是均匀的和单相的。高分散度的胶质溶液（例如牛奶），也只有这类溶液，被认为相当于单相流体。6.3流动状态
6.3.1GB/T2624（所有部分）不用于脉动流的测量，脉动流的测量是ISO/TR3313的主题。流体的流量应该恒定，或者实际上只随着时间发生微小和缓慢的变化。符合下列条件的流动被认为不是脉动流[②：Ap'rms
式中：
Ab一差压的时间平均值；
p'—差压的波动分量；
Apm△p的均方根值。
Ap只能采用快速响应差压传感器进行精确测量而且整个二次系统要符合ISO/TR3313规定的设计建议。但通常并不要求检查是否满足此条件。6.3.2只有当一次装置内没有相变时，GB/T2624相应部分规定的不确定度才是有效的。增大一次8
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