style="width:1.7667in;height:0.6534in" /> ………………………… (1) 本文是学习GB-T 30243-2013 封闭管道中流体流量的测量 V形内锥流量测量节流装置. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了安装在充满流体的圆形截面管道中测量流体流量的 V
形内锥流量测量节流装置(以
下简称 V
锥)的术语、产品分类、基本参数、要求、试验方法、检验规则、标志、包装及储存。
本标准适用于测量单相流的 V 锥。
本标准不适用于测量脉动流的 V 锥。
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 191 包装储运图示标志
GB/T 2624. 1—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
GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件
GB/T 17611— 1998 封闭管道中流体流量的测量 术语和符号
GB/T 22133—2008 流体流量测量 流量计性能表述方法
ISO/TR 3313:1998 封闭管道中流体流量的测量
脉动流对流量测量仪表的影响(Measurement of fluid flow in closed
conduits—Guidelines on the effects of flow pulsations on
flow-measurement in-
struments)
GB/T 2624. 1—2006 、GB/T 17611— 1998 和 GB/T 22133—2008
界定的以及下列术语和定义适用
于本文件。
3.1
V 形内锥流量测量节流装置 V-cone pressure differential flow measuring
device
由测量圆管、V 形锥体组成的节流装置。在测量圆管内，V
形锥体同轴固定安装在测量圆管的中
心轴线上。 V 形锥体由具有同一圆形底面的两个平截头圆锥体构成。
3.2
等效直径比 equivalent diameter ratio
β
V 锥锥体最大直径处的环隙流通面积相等的圆面积的直径与V
锥上游测量管道的内径之比，可表
示为式(1):
style="width:1.7667in;height:0.6534in" /> ………………………… (1)
GB/T 30243—2013
式中：
D— 上游测量管道的内径，单位为米(m);
d— V 锥最大横截面的直径，单位为米(m)。
3.3
永久压力损失 permanent pressure loss
压力损失或压损 pressure loss
流体为克服阻力(例如流体流过各种节流装置、流量计、阻流件、或流动调整器时)所引发的不可恢
复的压力降低值。
充满管道的流体流经管道内的V 锥，流束将在节流件(V
形锥体)与测量圆管的内壁之间形成局部
收缩，从而使流速增加，静压力降低，于是在节流件前后产生静压力差(或称差压)。流体的流速愈大，在
节流件前后产生的差压也愈大，所以可通过测量差压来测量流体流经 V
锥时的流量大小，这种测量方
法是以能量守恒定律和流动连续性方程为基础的。原理结构如图1所示。
style="width:5.92659in;height:2.20682in" />
图 1 原理结构示意图
质量流量与差压的关系可用式(2)确定：
体积流量可用式(3)确定：
其中：
式中：
style="width:3.66004in;height:0.73912in" />
style="width:0.98664in;height:0.62678in" />
△p=pi-p₂
……………………… (2)
(3)
(4)
9m—— 流体的质量流量，单位为千克每秒(kg/s);
qv—— 流体体积流量，单位为立方米每秒(m³/s);
C — 流出系数，无量纲；
△p— V 锥上、下游侧的差压，单位为帕(Pa);
pi——V 锥上游侧压力，单位为帕(Pa);
p₂—V 锥下游侧压力，单位为帕(Pa);
p — 工作状况下，节流件上游处流体的密度，单位为千克每立方米(kg/m³);
e — 被测介质的可膨胀性系数，无量纲(不可压缩流体ε=1,可压缩流体e\<1),ε
的确定请参照
附录 A。
GB/T 30243—2013
V 锥与管道连接方式分为：
a) 法兰式；
b) 夹持式；
c) 焊接式。
V 锥的适用管道通径范围为25 mm～3000 mm。
V 锥的适用雷诺数大于5000,经过锥形芯体产生的差压应不大于表1的差压上限。
表 1 差压上限值
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V 锥的等效直径比β在0.35～0.85之间。
V 锥锥形芯体的前锥角为35°~60°,后锥角为60°~135°。
注：后锥角在120°~135°之间为宜。
V 锥取压方式分为管壁取压、尾部取压。
流体可以是可压缩的或者被认为是不可压缩的。
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。
本标准不适用于脉动流的测量。流体的流量应该恒定，或实际上只随着时间发生微小和缓慢的
变化。
符合式(5)条件的流动被认为不是脉动流：
GB/T 30243—2013
style="width:1.70675in;height:0.7733in" /> ………………………… (5)
式 中 ：
△p — 差压的时间平均值；
△pm,—— 差压波动分量的均方根值。
△p, 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/TR 3313:1998
规定的设计建议。但通常并不要求检查是否满足此条件。
只有当一次装置内流体没有相变时，本标准相应部分规定的误差才是有效的。
如果流体是气体，下游与上游的压力比(pz/p₁)
应足够大，否则可膨胀性系数会有较大的不确定度
(参见附录 A)。
V 锥的安装应符合下列要求：
a) V 锥应安装在与上、下游通径一致的相应管道上；
b) 流量调节阀应设置在V 锥的下游处；
c) V
锥上、下游的最小直管段长度由锥形芯体的几何结构决定，即受节流比、前后锥角等影响，具
体应由制造厂根据自行设计的结构通过实流试验给出。附录 B
为某一特定结构下的上、下游 最小直管段长度参考值。
每 一 台 V
锥在出厂前都应经过实流标定(校准)来确定它的流出系数和基本误差。
经实流标定后 V
锥的基本误差应不超过表2中的规定，重复性误差应不超过其基本误差限绝对值
的三分之 一。
表 2 基本误差限
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V 锥应能承受1 . 5倍公称压力保持5 min 的耐压强度试验，无损坏、无渗漏。
应提供 V 锥的压力损失测试数据，并提供所测试 V
锥的口径、β值、流量值等所需信息。
V
锥的表面应光洁完整，金属零件应无锈蚀损伤，零部件、紧固件无松动。铭牌上的所有文字、数
字、符号及流向标记应正确清晰。
GB/T 30243—2013
液体流量标准装置：
a) 流量标准装置的基本误差限应不超过 V 锥基本误差限的二分之一；
b) 装置累积时间内的流量稳定性应优于0.2%。
试验条件如下所示：
a) 一般试验大气条件
环境温度：5℃~35℃;
相对湿度：35%～85%;
大气压力：86 kPa～106 kPa。
b) 其他环境条件
机械振动应小到忽略不计。
c) 试验介质
水或其他液体。
当标定用介质的密度、黏度不同于工况下的介质密度、黏度时，应按等雷诺数原则，对标定用流量进
行换算。
V 锥安装在流量标准装置水平试验管段上，在流量上限值下预运行一段时间(>5
min), 使管道介 质温度均匀，流场稳定，然后开始进行试验，按
qmin、0.2qmax、0.4qmax、0.7qmax、9max5 个标定点进行标定，
分别测出标准流量值、与之对应的差压值及密度值，计算流出系数。
9mi 和 qx 分别为V 锥的流量测量下限和上限，经计算如果0.2qmx
等标定点小于流量测量下限
9min,则该点可以取消。对口径大于等于300 mm 的 V 锥 ，qx
允许设在上限值的80%左右。
用液体流量装置标定时，流出系数按式(6)计算：
style="width:2.73996in;height:0.78672in" /> (6)
式中：
i — 标定点数，1,2,3,4,5;
j — 每个标定点的标定次数1,2, … ,n,n≥3。
qvq ——第 i 个标定点上第j
次标定测得的流体体积流量，单位为立方米每秒(m³/s);
△p₁— 第 i 个标定点上第j 次标定测得的差压值，单位为帕(Pa);
C,— 第 i 个标定点上第j 次标定测得的流出系数，无量纲。
第 i 个标定点的平均流出系数C, 按式(7)计算：
GB/T 30243—2013
style="width:1.69338in;height:0.69322in" />
V 锥的平均流出系数 C 按式(8)计算：
style="width:2.06012in;height:0.62656in" />
式 中 ：
Cmx— 第 i 个标定点上测得的最大流出系数；
Cimin—— 第 i 个标定点上测得的最小流出系数。
第 i 个标定点的流出系数线性度误差 按式(9)计算：
style="width:2.55321in;height:0.63338in" />
V 锥的流出系数线性度误差
style="width:3.71338in;height:0.66in" />
(7)
(8)
(9)
(10)
第 i 个标定点的流出系数重复性误差 按式(11)计算：
style="width:4.27994in;height:1.12662in" />
式 中 ：
n—— 每一标定点的测量次数。
V 锥的重复性误差δ,按式(12)计算：
δ,=max(δn)
V 锥的基本误差 按式(13)计算：
δ=± √0/+0?
式 中 ：
………………………… (11)
………………………… (12)
………………………… (13)
— — 流出系数线性度误差；
δ、— 流量标准装置的基本误差限，当其值不超过 V 锥基本误差限的三分之一
时，可以忽略不计，
则得出式(14):
δ=1811 ………………………… (14)
给 V 锥通入1 .5倍公称压力的液压，历时5 min,
观察外壳及密封面处有无损坏和渗漏现象。
利 用 V 锥上游的高压取压孔和下游侧(从 V 形锥体的尾端算起的下游侧)6D
处设置的低压取压
孔，在最大流量下测取两处的压差，即为其最大压力损失值。记录被试 V
锥的口径、β值、测试流量等信
息，可以给出压力损失数据。
GB/T 30243—2013
采用目测法和相应的工具检验V 锥的外观。
每台V 锥须经本厂质量检验部门检验合格，并出具产品合格证后方可出厂。
出厂检验如有项目不合格，允许修复后重新检测。
V 锥的出厂检验项目见表3。
表 3 出厂检验和型式检验项目
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在下列情况之一时，V 锥应按本标准全部技术要求进行型式检验：
a) 试制产品的定型鉴定或样机试验；
b) 正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改进，可能影响产品性能时；
c) 产品停产一年以上再恢复生产时；
d) 国家质量监督机构提出型式检验要求时。
9.2.2 型式检验的样本抽取和判定规则
检验的样品从出厂检验合格品中抽取，每次抽取3台，全部通过为检验合格，若有一台一项不合格，
则加倍抽取样品，对不合格项进行复检，全部通过为检验合格，否则为检验不合格。
10.1.1 铭牌
V 锥外壳的适当位置上应有铭牌，铭牌上标明：
a) 制造厂名；
b) CMC 标志和许可证编号；
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c) 产品名称；
d) 产品型号；
e) 制造日期和编号；
f) 公称通径；
g) 公称压力；
h) 准确度等级；
i) 平均流出系数；
j) 等效直径比。
10.1.2 外壳标志
在V 锥外壳的明显部位应有表示流体流动方向的永久性标志。
10.1.3 包装标志
包装箱外应有包装储运图示标志，标志应符合GB/T 191 的规定。
V 锥的包装应符合GB/T13384
的规定。随机文件装入资料袋，资料应有以下内容：
a) 产品合格证；
b) 使用说明书；
c) 装箱单。
包装后的 V
锥可用常规运输工具运输，应避免雨雪直接淋浸，并要防止剧烈的撞击和振动。
V 锥应储存在环境温度为-40℃~+55℃,清洁、干燥、无腐蚀性气体和物质的场所。
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(资料性附录)
可膨胀性系数ε的计算
A. 1 可膨胀性系数ε的计算公式
可膨胀性系数ε是考虑到流体的压缩性所使用的系数。气体流量测量与校准中的关键问题是可膨
胀系数ε如何确定。根据V 锥的流量计算公式，可按式(A. 1) 确定ε值。
style="width:2.50003in;height:0.80674in" />
…… …………
…… (A.1)
可膨胀性系数ε应由制造厂根据自行设计的结构，通过实流实验和研究给出。
A.2 可膨胀性系数ε估算公式
可膨胀性系数e 的估算见式(A.2):
式中：
style="width:5.59996in;height:0.65904in" />
… … … … … … … …(A.2)
k- 等熵指数，无量纲。
注：估算公式(A.2)
依托现有实验装置，利用正压法和负压法五套气体流量标准装置，在不同上游侧压力下，对天津
大学设计9]~[]的不同等效直径比的DN 50 和 DN 100 口 径 V
锥流量计进行73组实验，每组实验包含不同标
定点10个以上。对全部实验数据进行有效性判别之后，利用有效数据拟合得到的。其适用范围见表
A. 1。
表 A. 1 可膨胀系数计算模型适用范围
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GB/T 30243—2013
(资料性附录)
V 锥最小上、下游直管段
当锥形芯体的前后锥角分别为45°和120°时，不同等效直径比下 V
锥与阻流件间所需的最小上、下
更多内容 可以 GB-T 30243-2013 封闭管道中流体流量的测量 V形内锥流量测量节流装置. 进一步学习