JIS B 2005-2-3:2004 工業プロセス用調節弁―第２部：流れの容量―第３節：試験手順

まえがき

  この規格は,工業標準化法第12条第1項の規定に基づき,日本バルブ工業会(JVMA)から,工業標準原
案を具して日本工業規格(日本産業規格)を制定すべきとの申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣
が制定した日本工業規格(日本産業規格)である。
  制定に当たっては,日本工業規格(日本産業規格)と国際規格との対比,国際規格に一致した日本工業規格(日本産業規格)の作成及び日
本工業規格を基礎にした国際規格原案の提案を容易にするために,IEC 60534-2-3:1997,Industrial-process
control valves−Part 2-3: Flow capacity−Test proceduresを基礎として用いた。
  JIS B 2005-2-3には,次に示す附属書がある。
    附属書A(規定)適切な圧力タップ位置を示す供試品の代表例

――――― [JIS B 2005-2-3 pdf 1] ―――――

2
B 2005-2-3 : 0000 (IEC 60534-2-3 : 1997)
                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                        B 2005-2-3 : 2004
                                                                        (IEC 60534-2-3 : 1997)

工業プロセス用調節弁−第2部 : 流れの容量−第3節 : 試験手順

Industrial-process control valves−Part 2-3: Flow capacity−Test procedures

序文 この規格は,1997年に第2版として発行されたIEC 60534-2-3:1997,Industrial-process control valves
−Part 2-3: Flow capacity−Test proceduresを翻訳し,技術的内容及び規格票の様式を変更することなく作成
した日本工業規格(日本産業規格)である。
  なお,この規格で点線の下線を施してある“参考”は,原国際規格にはない事項である。
1. 適用範囲 この規格は,工業プロセス用調節弁に適用し,JIS B 2005-2-1の諸式に使用する次の変数
を決定するための流れの容量の試験手順について規定する。
a) 容量係数 C
b) 継手を接続しない場合の調節弁の液体圧力回復係数 FL
c) 継手を接続する場合の調節弁の液体圧力回復係数と配管形状係数との組合せ係数 FLP
d) 配管形状係数 Fp
e) 差圧比係数 xTとxTP
f)  バルブ形状修正係数 Fd
g) レイノルズ数係数 FR
    備考 この規格の対応国際規格を,次に示す。
            なお,対応の程度を表す記号は,ISO/IEC Guide21に基づき,IDT(一致している),MOD(修
          正している),NEQ(同等でない)とする。
          IEC 60534-2-3:1997,Industrial-process control valves−Part 2-3: Flow capacity−Test procedures (IDT)
2. 引用規格 次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す
る。これらの引用規格のうちで,発効年を付記してあるものは,記載の年の版だけがこの規格の規定を構
成するものであって,その後の改正版・追補には適用しない。発効年を付記していない引用規格は,その
最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS B 2005-1 工業プロセス用調節弁−第1部 : 調節弁用語及び一般的必要条件
      備考 IEC 60534-1:1987,Industrial-process control valves−Part 1: Control valve terminology and general
             considerationsが,この規格と一致している。
    JIS B 2005-2-1  工業プロセス用調節弁−第2部 : 流れの容量 第1節 : 取付け状態における流れのサ
        イジング式
      備考 IEC 60534-2-1:1998,Industrial-process control valves−Part 2: Flow capacity  Section 1: Sizing
            equations for fluid flow under installed conditionsが,この規格と一致している。

――――― [JIS B 2005-2-3 pdf 2] ―――――

                                                                                              3
                                                             B 2005-2-3 : 0000 (IEC 60534-2-3 : 1997)
    参考 IEC60534-2:1978及びIEC 60534-2-2:1980は廃止され,IEC60534-2-1:1998に統合されており,
          JIS B 2005-2-1が一致している。
    JIS C 1805-1:2001,プロセス計測制御機器−性能評価の一般的方法及び手順−第1部 : 一般的考察
      備考 IEC 61298-1:1995,Process measurement and control devices−General methods and procedures for
            evaluating performance−Part 1: General considerationsが,この規格と一致している。
    JIS C 1805-2:2001,プロセス計測制御機器−性能評価の一般的方法及び手順−第2部 : 基準状態にお
        ける試験
      備考 IEC 61298-2:1995,Process measurement and control devices−General methods and procedures for
            evaluating performance−Part 2: Tests under reference conditionsが,この規格と一致している。
    IEC 60534-8-2:1991,Industrial-process control valves−Part 8: Noise considerations −Section 2: Laboratory
        measurement of noise generated by hydrodynamic flow through control valves
3. 定義 この規格で用いる主な用語の定義は,JIS B 2005-1,JIS B 2005-2-1,JIS C 1805-1及びJIS C
1805-2による。
4. 記号 この規格で用いる記号は次による。
    記号                            説明                                     単位
      C      容量係数(KV,CV)                                     多種(JIS B 2005-1を参照)
     CR      定格トラベルの容量係数                                 多種(JIS B 2005-1を参照)
      d      バルブの呼び径(DN)                                             mm
     Fd      バルブ形状修正係数                                            無名数の1
     FF      液体臨界圧力比係数                                            無名数の1
     FL      継手を接続しない場合の調節弁の液体圧力回復係数                無名数の1
     FLP     継手を接続する場合の調節弁の液体圧力回復係数と配管形状係数    無名数の1
             との組合せ係数
      Fp     配管形状係数                                                  無名数の1
     FR      レイノルズ数係数                                              無名数の1
      Fγ    比熱比係数                                                    無名数の1
      M      流れにおける流体のモル質量                                     kg/kmol
      N      数値定数(表3参照)                                        多種(注1.参照)
      pc     熱力学的臨界圧力                                        kPa又はbar(注2.参照)
      pv     入口圧力温度における液体の蒸気圧力                           kPa又はbar
      p1     上流側圧力タップにおいて測定される入口側絶対静圧力           kPa又はbar
      p2     下流側圧力タップにおいて測定される出口側絶対静圧力           kPa又はbar
     Δp     上流側圧力タップと下流側圧力タップ間との差圧(p1−p2)       kPa又はbar
    Δpmax   最大差圧                                                     kPa又はbar
   Δpmax (L)継手を接続しない場合の最大有効Δp                            kPa又はbar
   Δpmax (LP) 継手を接続する場合の最大有効Δp                            kPa又はbar
      Q      体積流量                                                   m3/h(注3.参照)
     Q max   最大体積流量(閉そく状態)                                      m3/h
    Q max (L)非圧縮性流体における最大体積流量                                m3/h
            (継手を接続しない場合の閉そく状態)
   Q max (LP)
            非圧縮性流体における最大体積流量                                  m3/h
            (継手を接続する場合の閉そく状態)
   Q max (T)圧縮性流体における最大体積流量                                    m3/h
            (継手を接続しない場合の閉そく状態)

――――― [JIS B 2005-2-3 pdf 3] ―――――

4
B 2005-2-3 : 0000 (IEC 60534-2-3 : 1997)
   記号 (続き)
    記号                            説明                                     単位
   Q max (TP)
            圧縮性流体における最大体積流量                                    m3/h
            (継手を接続する場合の閉そく状態)
     Rev    バルブレイノルズ数                                             無名数の1
     T1     入口側絶対温度                                                     K
      ts    標準状態における参照温度                                          ℃
      x     入口側絶対圧力に対する差圧比(Δp / p1)                       無名数の1
     xT     継手を接続しない場合の調節弁の閉そく流における差圧比係数       無名数の1
     xTP    継手を接続する場合の調節弁の閉そく流における差圧比係数         無名数の1
      Y     膨張係数                                                       無名数の1
      Z     圧縮係数                                                       無名数の1
            (理想気体の状態を示す気体に対してはZ = 1)
      γ    比熱比                                                          無名数の1
     ν     動粘度                                                       m2/s(注4.参照)
      ζ    調節弁にレジューサ,エキスパンダ又はその他の継手が取り付け      無名数の1
            られた場合の速度水頭の損失係数
    ρ1/ρ0 相対密度(15.5 ℃の水はρ1/ρ0 = 1)                           無名数の1
   注1. 数値定数の単位を決定づけるための次元解析は,表3に示す単位を用い,適切な式によって行う。
      2. 1 bar = 102 kPa = 105 Pa
      3. 圧縮性流体に対しては,体積流量をm3/hとし,記号Qで表し,絶対圧力は101.325 kPa (1.013 25 bar),
         温度は0 ℃か15 ℃のいずれかでの標準状態を示している(表3参照)。
      4. 1 cSt=10-6 m2/s
5. 試験システム 基本的な流量試験システムを図1に示す。
                                                                    供試品 (5.1参照)
               温度測定装置
                                                                       試験区間
                                                                                     下流側
                                                                                     絞り弁
                                流れ
  上流側絞り弁
                    流量測定装置                                         圧力タップ
                                図 1 基本的な流量試験システム
5.1   供試品 供試品とは,データを必要とするバルブ又はレデューサ,エキスパンダ,その他の継手を
組み合わせたものである。
  実物大の供試品又はモデルによる試験が望ましいが,供試品を縮小化したモデルにもこの規格を適用す
ることができる。モデル化に際しては,完全に充満した管路を通過する流体の流れのレイノルズ数及び,
圧縮性が重要となるマッハ数及び幾何学的形状の相似性の重要な関連性に対して注意をする必要がある。

――――― [JIS B 2005-2-3 pdf 4] ―――――

                                                                                              5
                                                             B 2005-2-3 : 0000 (IEC 60534-2-3 : 1997)
5.2   試験区間 試験区間は,表1に示すように2本の直管で構成する。供試品に隣接した上流及び下流
の配管は,供試品の接続端の呼び径に合わせなければならない。
  呼び径DN 250以下で呼び圧力PN 100以下のバルブに対する管の内径は,供試品の実内径の±2 %とす
る。呼び径DN 250を超える又は呼び圧力PN 100を超えるバルブに対して,供試品の入口側と出口側の内
径は隣接する配管内径と同一でなければならない。
  内面は,さび,スケール又は極端な乱れが生じるような他の障害物を除去しておかなければならない。
5.3   絞り弁 上流側絞り弁は,試験区間の入口側圧力を調節するために使用する。下流側絞り弁は,試
験中の調整に使用する。同時に両絞り弁は,試験区間の圧力タップでの差圧を調節し,所要の下流圧力を
保持するために用いる。絞り弁の形式については限定しない。ただし,上流側の絞り弁は流量測定の精度
に影響を及ぼさないように選定し,設置することが望ましい。閉そく現象が供試品で起こるように,下流
側の絞り弁は供試品の呼び径より大きなものにする。液体で試験するときは,上流側絞り弁の気化現象を
避ける。
                                   表 1 試験区間の配管条件
               l1                   l2                     l3                      l4
          呼び径の2倍           呼び径の6倍        最小で呼び径の18倍      最小で呼び径の1倍
                         圧力タップ      標準試験区間の構成
                                                                                 圧力タップ
            l3            l1             流れ                    l2               l4
                  l1+l3                                       l2+l4
                                        供試品
      備考1. 有効ならば整流ベーンを用いてもよい。用いるならば,l3の長さは,呼び径の8倍未満より短くしては
            ならない。
         2. 圧力タップの位置は,供試品の上流及び下流とする。供試品は,調節弁単品又は継手を接続した調節弁
            とする(附属書A参照)。
         3. 整流板がなく2個のエルボが直列で,かつ,異なる平面配列で上流側流れに乱れが生じる場合には,寸
            法l3は呼び径の18倍以上とすることが望ましい。
5.4   流量測定 流量計は試験区間の上流又は下流に設置し,規定の精度をもつものとする。流量計は,
必要に応じて校正を行い,この精度を保たなければならない。この測定装置は,実流量の±2 %の精度で
実時間平均流量を測定するために使用する。
5.5   圧力タップ 圧力タップは,表1の要求に従って試験区間の配管上に取り付け,図2の構成とする。
配管断面の流れの様相が不均一であるならば,要求どおりの測定精度を得るために複数のタップが必要で
ある。圧力タップの直径bは,最小3 mmとし,最大12 mm又は配管の呼び径の1/10のいずれか小さい方
を使用しなければならない。上流及び下流タップは,同一直径のものとする。
  圧力タップの孔は,円形でその縁はきれいな仕上がりとし,鋭角又は少々の丸みをおびたものであり,
かえり,まくれ,又は不ぞろいがあってはならない。

――――― [JIS B 2005-2-3 pdf 5] ―――――

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