【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3部分:喷嘴和文丘里喷嘴

ICS17.120.10
中华人民共和国国家标准
GB/T2624.3—2006/IS05167-3:2003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3部分：喷嘴和文丘里喷嘴
Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted incircular cross-section conduits running full--Part 3:Nozzles and Venturi nozzles(ISO5167-3:2003,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数码防伪
中国国家标准化管理委员会
2007-07-01实施
规范性引用文件
术语和定义
测量原理和计算方法
喷嘴和文丘里喷嘴
5.1ISA1932喷嘴..
长径喷嘴
5.3文丘里喷嘴
6安装要求
GB/T2624.3-2006/ISO5167-3:200313
安装在各种管件和一次装置之间的最短上游和下游直管段·6.3
流动调整器·
管道的圆度和圆柱度
6.5一次装置和夹持环的位置，
6.6固定方法和垫圈
附录A（资料性附录）
参考文献
流出系数和可膨胀性（膨胀）系数表16
GB/T2624.3-2006/IS05167-3：2003GB/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；
一第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3部分。
本部分等同采用ISO5167-3：2003《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3部分：喷嘴和文丘里喷嘴》（英文版）。本部分等同翻译ISO5167-3：2003。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—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：
原引用标准的引导语按GB/T1.1一2000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“，”；-ISO5167-3：2003的图3中“截尾的扩散段”和“不截尾的扩散段”长度儿乎看不出差异，本部分在制定时对图做了修改，加长了右侧不截尾的扩散段；-ISO5167-3：2003的5.1.8的式（7)中的符号U按2624，1并不代表流速，原文有错，本部分将U更正为V：
-6.4.3的第3段中，原“台阶两侧管道的直径应在0.98D～1.06D之间。”有误，现更正为台阶两侧管道的直径应在0.94D~1.06D之间。”。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，分别阐述孔板、喷嘴和文丘里管的加工制造技术要求以及在使用时的安装要求。
b）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，不再使用同一表格。
c）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。本部分与GB/T2624—1993的主要技术差异如下所示：1.ISA1932喷嘴、长径喷嘴和文丘里喷嘴的圆弧C半径本部分：当<0.5时，R，一d/3士0.033dGB/T2624-1993：当<0.5时，R，=d/3±0.03d2.ISA1932喷嘴、长径喷嘴和文丘里喷嘴的压力损失VI-(1-C)-8
本部分：△=
V-*(1-C-)+C32
GB/T2624.3—2006/ISO5167-3：2003GB/T2624—1993：Aw=
本部分的附录A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。引言
GB/T2624.3—2006/1SO5167-3:2003GB/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）考虑的是一次装置，偶而也提到二次装置\）。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a）
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4)。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ISO21861973《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”（InternationalFederation of theNational 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。V
1范围
GB/T2624.3—2006/ISO5167-3:2003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3部分：喷嘴和文丘里喷嘴
GB/T2624的本部分规定了喷嘴和文丘里喷嘴的几何尺寸和安装在管道中测量满管流体流量的使用方法（安装和工作条件）。GB/T2624的本部分亦提供了用于计算流量并可配合GB/T2624.1规定要求一起使用的相关资料。
GB/T2624的本部分适用于在整个测量段内流体保持亚音速流动，且可被认为是单相流的喷嘴和文丘里喷嘴。此外，每种装置只能用于规定的管道尺寸和雷诺数。本部分不适用于脉动流的测量。本部分不涉及喷嘴和文丘里喷嘴在尺寸小于50mm或大于630mm，或管道雷诺数低于10000的管道中的使用。
GB/T2624的本部分涉及
a）两种型式的标准喷嘴：
1）ISA1932喷嘴；
2）长径喷嘴5。
b）文丘里喷嘴。
这两种型式的标准喷嘴有着很大的差别，所以本部分分别予以叙述。文丘里喷嘴的上游端面与ISA1932喷嘴相同，但它有一个扩散段，所以下游取压口的位置不同，因此单独予以叙述。这种结构的压力损失比类似的喷嘴低。两种标准喷嘴和文丘里喷嘴都做过直接校准实验，实验的数量、分布范围和质量足以保证相关应用系统能以具有一定的可预测不确定度限值的校准实验结果和系数作为依据。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/T2624.1一2006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1部分：一般原理和要求（ISO5167-1:2003IDT）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—1998和GB/T2624.1—2006确立的术语和定义适用于GB/T2624的本部分。4测量原理和计算方法
测量原理是以喷嘴和文丘里喷嘴安装在充满流体的管线中为依据。一次装置的安装使上游侧与喉5）长径喷嘴的形状和取压口位置与ISA1932喷嘴不同。1
GB/T2624.3—2006/ISO5167-3:2003部之间产生一个静压差。根据该差压的实测值和对流体特性的了解以及装置使用情况就可以确定流量。假设该装置与已经过校准的装置几何相似且使用条件相同，即为符合GB/T2624的本部分。质量流量可用公式(1)）确定：
不确定度的极限值可按GB/T2624.1一2006的第8章给出的程序进行计算。同样，体积流量可用公式(2)计算：9v=9m
式中：
p—测定体积流量时的温度和压力下的流体密度。·（1)
（2）
流量计算纯粹是一个算术运算过程，可以用数值替换公式（1)右边各个不同的项来实现。给出表A.1～表A.4是为了提供方便。表A,1给出了对应于β的C值。表A.4给出了可膨胀性（膨胀）系数e。它们不供精确内插，不允许外推。流出系数C取决于Rep，而Rep又取决于gm，C必须用选代法获得（见GB/T2624.1-—2006的附录A中有关选代法程序和初始估计选择的说明）。公式（1）提及的d和D是工作条件下的直径值。在任何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改变引起一次装置和管道任何可能的膨胀或收缩进行修正。必须了解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炳指数。
5喷嘴和文丘里喷嘴
5.1ISA1932喷嘴
5.1.1一般形状
喷嘴在管道内的部分是圆形的。喷嘴由圆弧廓形的收缩部分和圆筒形喉部组成。图1所示为ISA1932喷嘴喉部轴线平面的截面图。下文提到的字母参见图1。
5.1.2喷嘴廓形
5.1.2.1喷嘴形的特征：
个垂直于中心线的平面人口部分A；个由B和C两段圆弧构成的收缩段；个圆筒形喉部E；
个任选的护槽F（只用于防止边缘G受损）。5.1.2.2平面入口部分A是由直径为1.5d且与旋转轴同心的圆周和直径为D的管道内部圆周限定的。
当d一2D/3时，此平面部分的径向宽度为零。当d>2D/3时，在管道内的喷嘴上游端面就不包括平面人口部分。在此情况下，喷嘴将按照D>1.5d那样进行加工，然后将人口平面部分切平，使收缩廊形的最大直径恰好等于D[见5.1.2.7和图1b)]。5.1.2.3当d<2D/3.同时圆弧B的半径R等于0.2d士0.02d（对于β<0.5）和0.2d士0.006d（对于β≥0.5)时，圆弧B与平面人口部分A相切。圆心距入口平面0.2d，距轴线0.75d。2
GB/T2624.3—2006/ISO5167-3:20035.1.2.4圆弧C与圆弧B及喉部E相切。其半径R，等于d/3士0.033d（对于β<0.5)和d/3士0.01d（对于β≥0.5）。其圆心距轴线d/2+d/3=5d/6。距平面人口部分A：39
a)d≤(2/3)D
1——应切除的部分。
a见5.1.2.7。
b流动方向。
b)d>(2/3)D
图1ISA1932喷嘴
5.1.2.5喉部E的直径为d，长度b=0.3d。喉部直径d值应取至少4个直径测量值的平均值，各个直径之间彼此以近似相等的角度分布在轴向平面上。
喉部应为圆简形。任何一个横截面直径与平均直径值之差不得大于0.05%。当任何一个被测直径的长度偏差均符合上述偏离平均值的要求时，即认为已满足此要求。5.1.2.6护槽F的直径c.至少等于1.06d，长度小于或等于0.03d。护槽高度（cd)/2与其轴向长度之比不得大于1.2。
GB/T2624.3-2006/IS05167-3:2003出口边缘G应是锐边。
5.1.2.7喷嘴的总长度（不包括护槽F)取决于β,等于：0.6041d（对于0.3≤β≤号
0.75_0.25-0.5225)d
5.1.2.8收缩段入口的廊形应利用样板进行检验。（对于β≤0.8)
在垂直于轴线的同一平面上，收缩段人口的两个直径彼此相差不得超过平均值的0.1%。5.1.2.9上游端面和喉部应拖光，使粗糙度Ra≤10=d。5.1.3下游端面
5.1.3.1厚度H不得超0.1D。
5.1.3.2除5.1.3.1的条件外，下游端面的廊形和表面粗糙度不作规定（见5.1.1）。5.1.4材料和制造
只要ISA1932喷嘴符合前述要求并在流量测量期间仍保持不变，它就可以用任何材料和任何方法制造。
5.1.5取压口
5.1.5.1喷嘴上游应采用角接取压口。上游取压口可以是单个取压口或者是环隙。如图1所示，这两种取压口可位于管道上、管道法兰上或夹持环上。
各个上游取压口的轴线与上游端面A的间距等于取压口本身直径的二分之一或宽度的二分之一。这样，取压口穿透管壁处就与端面A齐平。各个上游取压口的轴线应尽可能以90°的角度与一次装置的轴线相交。
单个上游取压口的直径8，和环隙的宽度α规定如下。最小直径实际上是根据防止偶然阻塞及取得良好动态特性的需要确定的。对于清洁流体和蒸汽：
对于β≤0.65:0.005D≤a或8,≤0.03D；对于>0.65：0.01D≤a或≤0.02D。对于任何β值：
一对于清洁流体：1mm≤a或9≤10mmz对于蒸汽，用环室时：1mm号×100≤0.1+2.3β
上游环（见图1)的长度c不得大于0.5D。环隙厚度于应大于或等于环隙宽度α的两倍。环室的横截面积gh应大于或等于环室连通管道内部的开孔总面积的二分之一。
环室接触被测流体的表面应清洁，并有良好的加工粗糙度。连接环室与二次装置的取压口是管壁取压口，在贯穿处是圆形的，其直径j在4mm～10mm4
之间。
GB/T2624.3—2006/ISO5167-3:2003上游夹持环和下游夹持环不必彼此对称，但均应符合前述规定。管道直径应按6.4.2的规定测量，夹持环可看作是一次装置的一部分。这亦适用于6.4.4给出的距离要求，因而长度s应从夹持环形成的凹槽的上游边缘处测量起。5.1.5.2下游取压口可以是如5.1.5.1所述的角接取压口，也可以是如本条款下述的取压口。取压口轴线与喷嘴上游端面之间的距离应为：≤0.15D（对于β≤0.67)
≤0.20D(对于β>0.67)。
设置取压口时，应预先考虑垫圈和（或）密封材料的厚度。取压口轴线应尽可能以90°角度与管道轴线相交，但在任何情况下都应在垂直线的3°以内。穿透处孔应为圆形，边缘应与管壁内表面齐平并尽可能锐利。为确保去除内部边缘上的一切毛边或卷口，充许倒圆但应尽可能小，若能测量，倒圆的半径应小于取压口的1/10。在连接孔内、管壁上钻孔的边缘或靠近取压口的管壁上不应呈现不规则性。可目测检查，判断取压口是否符合本段的要求。取压口直径应小于0.13D和小于13mm。取压口的最小直径不受限制，在实际应用中它是根据防止偶然阻塞及取得良好的动态特性的需要而确定的。上游和下游取压口的直径应相同。从管道内壁量起，在至少2.5倍于取压口直径的长度内，取压口应为圆形和圆筒形。取压口的轴线可位于管道的任一轴向平面上。上游取压口和下游取压口的轴线可位于不同的轴向平面上。5.1.6ISA1932喷嘴的系数
5.1.6.1使用限制
这种型式的喷嘴应按GB/T2624的本部分的规定只使用在下列条件下：50mm≤D≤500mm；免费标准bzxz.net
-0.3≤β0.8。
同时Rep在下述限值范围内：
当0.30≤β<0.44时，7×10≤Rep≤10；当0.44<≤0.80时，2×10≤Ren≤10°。此外，管道相对粗糙度应符合表1给出的值。表1ISA1932喷嘴上游管道的相对粗糙度上限值≤0.350.36
10*Ra/D
注：本表所依据的数据多半是在Rep≤10°范围内收集到的；在较高雷诺数下，可能需要更为严格的管道粗糙度限值。
GB/T2624的本部分给出流出系数C值所依据的实验，大部分是在相对粗糙度为Ra/D≤1.2X10-的管道中进行的。如果喷嘴上游至少10D长度范围内的粗糙度在表1给出的范围之内，也可使用较高相对粗糙度的管道。至于如何确定Ra的资料由GB/T2624.1给出。5.1.6.2流出系数C
流出系数C按公式（3)计算：
C=0.9900-0.2262B4.1（0.00175B2_0.0033β4.15)Rep
为方便使用，表A.1给出了对应于β和ReD的C值。这些值不供精确内插，不允许外推。5.1.6.3可膨胀性（膨胀）系数8可膨胀性（膨胀）系数e按公式（4)计算：（3）
GB/T2624.3—2006/ISO5167-3:2003)
（4）
公式（4)仅适用于5.1.6.1规定的β、D和Rep值。确定e.的试验结果已知仅有空气、蒸汽和天然气的。但是将同一公式用于已知等摘指数的其他气体和蒸汽，尚未知有任何异议。然而，只有当Pz/≥0.75时此公式才适用。为方便起见，表A.4给出了一系列等嫡指数、压力比和直径比的可膨胀性（膨胀）系数值。这些值不供精确内插，不允许外推。
5.1.7不确定度
5.1.7.1流出系数C的不确定度
假定β、D、Rep和Ra/D已知且无误差，C值的相对不确定度等于：-0.8%（对于β≤0.6)；
(2β-0.4)%(对于β>0.6)。
5.1.7.2可膨胀性（膨胀）系数ε的不确定度的相对不确定度等于：
5.1.8压力损失4m
公式(5)近似地显示出ISA1932喷嘴的压力损失△与差压的关系：A
V1-B（1-C)-32
V-*(1-C)+C32
·（5）
此压力损失是邻近一次装置的上游侧（大约在一次装置上游1D处，此处的接近冲击压力影响可忽略不计）测得的管壁压力与一次装置下游侧（大约在一次装置下游6D处。一般认为，由于流束膨胀的缘故静压恰好在此处完全恢复)测得的管壁压力之间的静压差。ISA1932喷嘴的压力损失系数K为[V-B(1-C-
式中K由公式(7)确定：
5.2长径喷嘴
5.2.1总则
长径喷嘴有两种型式，称为：
高比值喷嘴（0.25<0.8）；
-低比值喷嘴（0.20≤0.5）。
当β值介于0.25～0.50之间时，可采用任意一种喷嘴。图2所示为长径喷嘴的几何形状，图中显示的是喉部轴线的横截面。下文提到的字母指的是图2中的字母。这两种喷嘴都由四分之一椭圆状收缩入口部分和圆筒形喉部组成的。喷嘴在管道内的部分应为圆形，但取压口的洞孔处可能例外。6
（6）
a流动方向。
GB/T2624.3-2006/ISO5167-3:20030.6d
a）高比值0.25≤β≤0.8
b）低比值0.20≤≤0.5
图2长径喷嘴
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