この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
3 用語と定義
このドキュメントの目的のために、ISO 4006 および以下に記載されている用語、定義、および記号が適用されます。
ISO および IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。
3.1 圧力測定
3.1.1
壁圧タッピング
穴の縁が導管の内面と面一になるように導管の壁に開けられた環状のスロットまたは円形の穴。
注記 1:圧力タッピングは通常円形の穴ですが、場合によっては環状のスロットになることもあります。
3.1.2
静圧
p
圧力測定装置を 壁圧力タップ（3.1.1） に接続することによって測定できる圧力。
注記 1 ISO 5167 (すべての部品) では絶対静圧の値のみが考慮されます。
3.1.3
差圧
DP
p
一次装置の上流側と下流側にある壁圧力 タッピング で測定された（静的）圧力の差。 ノズル（3.2.4） または ベンチュリ管（3.2.5） ], 上流と下流のタップ間の高さの違いが考慮された場合、流れが発生する直管に挿入されます
注記 1: ISO 5167 (すべての部品) では、「差圧」という用語は、圧力タップが各標準一次装置に指定された位置にある場合にのみ使用されます。
3.1.4
圧力比
τ
上流圧力取出しにおける絶対（静）圧力に対する下流圧力取出しにおける絶対（静）圧力の比率。
3.1.5
収縮大静脈
流れの直径が最小である流体の流れの位置
3.2 プライマリ デバイス
3.2.1
オリフィス
一次装置の最小断面積のスロート開口部
3.2.2
オリフィスプレート
円形の開口部が機械加工された薄板
注記1標準的なオリフィスプレートは，測定部の直径に比べて板の厚みが小さく， オリフィスの上流側の端部（3.2. 1) シャープで四角い。
3.2.3
ノズル
一般に「スロート」と呼ばれる円筒形のセクションに接続された収束入口からなるデバイス
3.2.4
ベンチュリノズル
標準化された ISA 1932 ノズルである収束入口からなる装置で、「スロート」と呼ばれる円筒形の部分に接続され、それ自体が「発散」と呼ばれる円錐形の拡張セクションに接続されています。
3.2.5
ベンチュリ管
このデバイスは、「スロート」と呼ばれる円筒形の部分に接続された円錐形の収束入口から構成され、それ自体が円錐形の「発散」と呼ばれる拡張部分に接続されています。
3.2.6
コーンメーター
パイプの中央に保持された円錐形の制限からなり、円錐の先端が上流にある装置
3.2.7
ウェッジメーター
くさび形の制限からなる装置
3.2.8
直径比
β
<特定のパイプで使用される一次デバイスの> 一次デバイスのスロートの面積と一次デバイスの上流の測定パイプの内部面積の比の平方根
注記 1: ISO 5167-2 および ISO 5167-3 では、直径比は、一次装置のスロートの直径と、一次装置の上流にある測定パイプの内径との比です。
注記 2: ISO 5167-4 では、一次装置の上流にパイプの直径と同じ直径を持つ円筒形セクションがあり、直径比は、パイプの直径に対するスロート直径の比です。上流の圧力タップの平面。
3.2.9
キャリアリング
一次要素をパイプの中心に保持するために使用され、圧力タップを組み込むことができる装置。
3.3 フロー
3.3.1
流量
流速
q
単位時間当たりに一次装置を通過する流体の質量または体積
3.3.1.1
質量流量
質量流量
平方m
単位時間あたりに一次装置を通過する流体の質量
3.3.1.2
体積流量
体積流量
V
単位時間あたりに一次装置を通過する流体の量
注記 1:体積流量の場合、体積が参照される圧力と温度を述べる必要があります。
3.3.2
レイノルズ数
再
慣性力と粘性力の比を表す無次元パラメータ
3.3.2.1
パイプレイノルズ数
再D
3.3.2.2
喉のレイノルズ数
d
注記1オリフィスプレートを使用する場合，スロートレイノルズ数はオリフィスレイノルズ数と呼ばれることがある。
3.3.3
等エントロピー指数
k
基本的な可逆断熱（等エントロピー）変態条件下での圧力の相対変動と対応する密度の相対変動の比
注記 1等エントロピー指数κは、膨張性 [膨張] 係数εのさまざまな式に現れ、ガスの性質およびその温度と圧力によって変化します。
注記 2:κの値がこれまでに公開されていない多くのガスと蒸気があり、特に圧力と温度の広い範囲にわたっています。このような場合、ISO 5167 (すべての部分) の目的で、等エントロピー指数の代わりに、理想気体の定体積での比熱容量に対する定圧での比熱容量の比率を使用できます。
3.3.4
ジュールトムソン係数
等エンタルピー温度圧力係数
注記 1:ジュールトムソン係数は、ガスの性質、温度および圧力によって変化し、計算することができます。
注記2一部の天然ガスのジュールトムソン係数の近似値は、ISO/TR 9464:2008, 5.1.5.4.4 に示されています。
3.3.5
排出係数
C
個々の差圧計のCの数値は、そのような設備が幾何学的に類似しており、流れが同一のレイノルズ数によって特徴付けられる場合はいつでも、異なる設備で同じです。
ISO 5167 (すべての部分) で指定されているCの数値の式は、実験的に決定されたデータに基づいています。
Cの値の不確かさは、適切な実験室で流量校正を行うことによって減らすことができます。
注記2この量を「接近速度係数」と呼び、「流量係数」と呼ぶ。
3.3.6
拡張性 [拡張] 係数
e
膨張係数εは、流体が非圧縮性 (液体) であると見なされる場合は 1 に等しく、流体が圧縮性 (気体) である場合は 1 未満です。
この方法が可能なのは、 εがレイノルズ数と実質的に無関係であり、特定のプライマリ デバイスの特定の直径比に対して、 εが圧力比と等エントロピー指数にのみ依存することが実験で示されているためです。
ISO 5167-2 で与えられたオリフィス プレートと ISO 5167-5 で与えられたコーン メーターのεの数値は、実験的に決定されたデータに基づいています。ノズル (ISO 5167-3 を参照)、ベンチュリ チューブ (ISO 5167-4 を参照)、ウェッジ メーター (ISO 5167-6 を参照) については、等エントロピー膨張に適用される熱力学的一般式に基づいています。
3.3.7
粗さプロファイルの算術平均偏差
ラー
測定中のプロファイルの平均線からの算術平均偏差
注記1平均線は，有効面と平均線との間の距離の二乗和が最小になるようなものである。実際には、 Raは機械加工された表面の標準的な機器で測定できますが、パイプの粗い表面についてのみ推定できます。 ISO 21920-3 も参照してください。
注記 2管については，一様等価粗さk aを使用することもできる。この値は、実験的に決定するか (7.1.5 を参照)、表から取得することができます (附属書 B を参照)
参考文献
| [1] | ISO 2186, 閉じた導管内の流体の流れ — 一次エレメントと二次エレメント間の圧力信号伝送用の接続 |
| [2] | ISO/TR 3313, 閉鎖導管内の流体の流れの測定 — 流量測定機器に対する流れの脈動の影響に関するガイドライン |
| [3] | ISO/TR 9464:2008, ISO 5167:2003 の使用に関するガイドライン |
| [4] | ISO/TR 12767, 差圧装置による流体流量の測定 — ISO 5167 で指定された仕様および動作条件からの逸脱の影響に関するガイドライン |
| [5] | ISO/TR 15377, 差圧装置による流体の流れの測定 — ISO 5167 の範囲を超えるオリフィス プレート、ノズル、およびベンチュリ管の仕様に関するガイドライン |
| [6] | ISO 21920-3, 幾何学的製品仕様 (GPS) — 表面テクスチャ: プロファイル — 仕様演算子 |
| [7] | ISO 80000-2, 数量および単位 — 2: 数学 |
| [8] | Niazi A, Thalayasingam S, オリフィス メーター全体の温度変化。手続き中。第 19 回北海流量測定ワークショップ、ノルウェー、論文 13, 2001 年 10 月 |
| [9] | シュリヒティング H 境界層理論。ニューヨーク、マグロウヒル、1960年 |
| [10] | Studzinski W, Bowen J, オリフィス測定の動的効果に関する白書、ワシントン DC, American Petroleum Institute, 1997 年 |
| [11] | Reader-Harris MJ, オリフィス プレートの流量係数式のパイプの粗さとレイノルズ数の制限。手続き中。 2nd Intの。 Symp. on Fluid Flow Measurement 、カナダ、カルガリー、バージニア州アーリントン: 米国ガス協会、1990 年 6 月、29 ～ 43 ページ |
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| [13] | Reader-Harris MJ, オリフィス プレート、ベンチュリ管。スプリンガー、2015 |
| [14] | Studzinski W, Karnik U, Lanasa P, Morrow T, Goodson D, Husain Z 他、フロー コンディショナーを使用する場合と使用しない場合のオリフィス メーターの設置構成に関するホワイト ペーパー、ワシントン DC, American Petroleum Institute, 1997 年 |
| [15] | Shen JJS, 旋回流の特徴付けとオリフィス計測への影響。 SPE 22865. テキサス州リチャードソン: 石油技術者協会、1991 年 |
| [16] | Crane Co o 「バルブ、継手、およびパイプを通る流体の流れ – テクニカル ペーパーNo.410 」、Crane, 2018 |
| [17] | スティーブン R, ブリットン C, キニー J 差圧メーター - 好奇心のキャビネット (および受け入れられている DP メーター公理に関するいくつかの代替ビュー)手続き中。 th国際北海流量測定ワークショップ 2012 、英国、論文 5.1, 2001 年 10 月 |
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms, definitions and symbols given in ISO 4006 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
3.1 Pressure measurement
3.1.1
wall pressure tapping
annular slot or circular hole drilled in the wall of a conduit in such a way that the edge of the hole is flush with the internal surface of the conduit
Note 1 to entry: The pressure tapping is usually a circular hole but in certain cases may be an annular slot.
3.1.2
static pressure
p
pressure which can be measured by connecting a pressure-measuring device to a wall pressure tapping (3.1.1)
Note 1 to entry: Only the value of the absolute static pressure is considered in ISO 5167 (all parts).
3.1.3
differential pressure
DP
Δp
difference between the (static) pressures measured at the wall pressure tappings, one of which is on the upstream side and the other of which is on the downstream side of a primary device [or in the throat for a throat-tapped nozzle, a Venturi nozzle (3.2.4) or a Venturi tube (3.2.5) ], inserted in a straight pipe through which flow occurs, when any difference in height between the upstream and downstream tappings has been taken into account
Note 1 to entry: In ISO 5167 (all parts) the term “differential pressure” is used only if the pressure tappings are in the positions specified for each standard primary device.
3.1.4
pressure ratio
τ
ratio of the absolute (static) pressure at the downstream pressure tapping to the absolute (static) pressure at the upstream pressure tapping
3.1.5
vena contracta
location in a fluid stream where the diameter of the stream is smallest
3.2 Primary devices
3.2.1
orifice
throat opening of minimum cross-sectional area of a primary device
3.2.2
orifice plate
thin plate in which a circular opening has been machined
Note 1 to entry: Standard orifice plates are described as “thin plate” and “with sharp square edge”, because the thickness of the plate is small compared with the diameter of the measuring section and because the upstream edge of the orifice (3.2.1) is sharp and square.
3.2.3
nozzle
device which consists of a convergent inlet connected to a cylindrical section generally called the “throat”
3.2.4
Venturi nozzle
device which consists of a convergent inlet which is a standardized ISA 1932 nozzle connected to a cylindrical part called the “throat”, which is itself connected to an expanding section called the “divergent” which is conical
3.2.5
Venturi tube
device which consists of a convergent inlet which is conical connected to a cylindrical part called the “throat”, which is itself connected to an expanding section called the “divergent” which is conical
3.2.6
cone meter
device which consists of a cone-shaped restriction held in the centre of the pipe with the nose of the cone upstream
3.2.7
wedge meter
device which consists of a wedge-shaped restriction
3.2.8
diameter ratio
β
<of a primary device used in a given pipe> square root of the ratio of the area of the throat of the primary device to the internal area of the measuring pipe upstream of the primary device
Note 1 to entry: In ISO 5167-2 and ISO 5167-3 the diameter ratio is the ratio of the diameter of the throat of the primary device to the internal diameter of the measuring pipe upstream of the primary device.
Note 2 to entry: In ISO 5167-4, where the primary device has a cylindrical section upstream, having the same diameter as that of the pipe, the diameter ratio is the ratio of the throat diameter to the diameter of this cylindrical section at the plane of the upstream pressure tappings.
3.2.9
carrier ring
device which is used to hold the primary element in the centre of the pipe and may incorporate the pressure tappings
3.3 Flow
3.3.1
flow rate
rate of flow
q
mass or volume of fluid passing through the primary device per unit time
3.3.1.1
mass flow rate
rate of mass flow
qm
mass of fluid passing through the primary device per unit time
3.3.1.2
volume flow rate
rate of volume flow
qV
volume of fluid passing through the primary device per unit time
Note 1 to entry: In the case of volume flow rate, it is necessary to state the pressure and temperature at which the volume is referenced.
3.3.2
Reynolds number
Re
dimensionless parameter expressing the ratio between the inertia and viscous forces
3.3.2.1
pipe Reynolds number
ReD
3.3.2.2
throat Reynolds number
Red
Note 1 to entry: When an orifice plate is used the throat Reynolds number is sometimes called the orifice Reynolds number.
3.3.3
isentropic exponent
κ
ratio of the relative variation in pressure to the corresponding relative variation in density under elementary reversible adiabatic (isentropic) transformation conditions
Note 1 to entry: The isentropic exponent κ appears in the different formulae for the expansibility [expansion] factor ε and varies with the nature of the gas and with its temperature and pressure.
Note 2 to entry: There are many gases and vapours for which no values for κ have been published so far, particularly over a wide range of pressure and temperature. In such a case, for the purposes of ISO 5167 (all parts), the ratio of the specific heat capacity at constant pressure to the specific heat capacity at constant volume of ideal gases can be used in place of the isentropic exponent.
3.3.4
Joule Thomson coefficient
isenthalpic temperature-pressure coefficient
Note 1 to entry: The Joule Thomson coefficient varies with the nature of the gas and with its temperature and pressure and can be calculated.
Note 2 to entry: An approximation for the Joule Thomson coefficient for some natural gases is given in ISO/TR 9464:2008, 5.1.5.4.4.
3.3.5
discharge coefficient
C
The numerical value of C for any individual differential pressure meter is the same for different installations whenever such installations are geometrically similar and the flows are characterised by identical Reynolds numbers.
The formulae for the numerical values of C given in ISO 5167 (all parts) are based on data determined experimentally.
The uncertainty in the value of C can be reduced by flow calibration in a suitable laboratory.
Note 2 to entry: The quantity is called the “velocity of approach factor”, and is called the “flow coefficient”.
3.3.6
expansibility [expansion] factor
ε
The expansibility factor, ε, is equal to unity when the fluid is considered incompressible (liquid) and is less than unity when the fluid is compressible (gaseous).
This method is possible because experiments show that ε is practically independent of the Reynolds number and, for a given diameter ratio of a given primary device, ε only depends on the pressure ratio and the isentropic exponent.
The numerical values of ε for orifice plates given in ISO 5167-2 and for cone meters given in ISO 5167-5 are based on data determined experimentally. For nozzles (see ISO 5167-3), Venturi tubes (see ISO 5167-4) and wedge meters (see ISO 5167-6) they are based on the thermodynamic general formula applied to isentropic expansion.
3.3.7
arithmetical mean deviation of the roughness profile
Ra
arithmetical mean deviation from the mean line of the profile being measured
Note 1 to entry: The mean line is such that the sum of the squares of the distances between the effective surface and the mean line is a minimum. In practice, Ra can be measured with standard equipment for machined surfaces but can only be estimated for rougher surfaces of pipes. See also ISO 21920-3.
Note 2 to entry: For pipes, the uniform equivalent roughness ka may also be used. This value can be determined experimentally (see 7.1.5) or taken from tables (see Annex B).
Bibliography
| [1] | ISO 2186, Fluid flow in closed conduits — Connections for pressure signal transmissions between primary and secondary elements |
| [2] | ISO/TR 3313, Measurement of fluid flow in closed conduits — Guidelines on the effects of flow pulsations on flow-measurement instruments |
| [3] | ISO/TR 9464:2008, Guidelines for the use of ISO 5167:2003 |
| [4] | ISO/TR 12767, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices — Guidelines on the effect of departure from the specifications and operating conditions given in ISO 5167 |
| [5] | ISO/TR 15377, 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 |
| [6] | ISO 21920-3, Geometrical product specification (GPS) — Surface texture: Profile — Specification operators |
| [7] | ISO 80000-2, Quantities and units — 2: Mathematics |
| [8] | Niazi A., Thalayasingam S., Temperature changes across orifice meters. In Proc. of 19th North Sea Flow Measurement Workshop, Norway, Paper 13, October 2001 |
| [9] | Schlichting H., Boundary layer theory. New York, McGraw-Hill, 1960 |
| [10] | Studzinski W., Bowen J., White Paper on Dynamic Effects on Orifice Measurement, Washington D.C., American Petroleum Institute, 1997 |
| [11] | Reader-Harris M.J., Pipe roughness and Reynolds number limits for the orifice plate discharge coefficient equation. In Proc. of 2nd Int. Symp. on Fluid Flow Measurement, Calgary, Canada, Arlington, Virginia: American Gas Association, June 1990, pp. 29-43 |
| [12] | Reader-Harris M.J., Sattary J.A., Spearman E. P., The orifice plate discharge coefficient equation. Progress Report No PR14: EUEC/17 (EEC005). East Kilbride, Glasgow: National Engineering Laboratory Executive Agency, May 1992 |
| [13] | Reader-Harris M. J., Orifice plates and Venturi tubes. Springer, 2015 |
| [14] | Studzinski W., Karnik U., Lanasa P., Morrow T., Goodson D., Husain Z. et al., White Paper on Orifice Meter Installation Configurations with and without Flow Conditioners, Washington D.C., American Petroleum Institute, 1997 |
| [15] | Shen J.J.S., Characterization of Swirling Flow and its Effects on Orifice Metering. SPE 22865. Richardson, Texas: Society of Petroleum Engineers, 1991 |
| [16] | Crane Co, “Flow of Fluids through Valves, Fittings and Pipe – Technical Paper No.410”, Crane, 2018 |
| [17] | Steven R., Britton C., Kinney J., Differential Pressure Meters–A Cabinet of Curiosities (and Some Alternative Views on Accepted DP Meter Axioms). In Proc. of 30th International North Sea Flow Measurement Workshop 2012, UK, Paper 5.1, October 2001 |