ISO 5167-3:2022
(Main)Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full — Part 3: Nozzles and Venturi nozzles
Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full — Part 3: Nozzles and Venturi nozzles
This document specifies the geometry and method of use (installation and operating conditions) of nozzles and Venturi nozzles when they are inserted in a conduit running full to determine the flowrate of the fluid flowing in the conduit. This document also provides background information for calculating the flowrate and is applicable in conjunction with the requirements given in ISO 5167‑1. This document is applicable to nozzles and Venturi nozzles in which the flow remains subsonic throughout the measuring section and where the fluid can be considered as single-phase. In addition, each of the devices can only be used within specified limits of pipe size and Reynolds number. It is not applicable to the measurement of pulsating flow. It does not cover the use of nozzles and Venturi nozzles in pipe sizes less than 50 mm or more than 630 mm, or where the pipe Reynolds numbers are below 10 000. This document deals with a) three types of standard nozzles: 1) ISA 1932[1] nozzle; 2) the long radius nozzle[2]; 3) the throat-tapped nozzle b) the Venturi nozzle. The three types of standard nozzle are fundamentally different and are described separately in this document. The Venturi nozzle has the same upstream face as the ISA 1932 nozzle, but has a divergent section and, therefore, a different location for the downstream pressure tappings, and is described separately. This design has a lower pressure loss than a similar nozzle. For all of these nozzles and for the Venturi nozzle direct calibration experiments have been made, sufficient in number, spread and quality to enable coherent systems of application to be based on their results and coefficients to be given with certain predictable limits of uncertainty. [1] ISA is the abbreviation for the International Federation of the National Standardizing Associations, which was superseded by ISO in 1946. [2] The long radius nozzle differs from the ISA 1932 nozzle in shape and in the position of the pressure tappings.
Mesurage du débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des conduites en charge de section circulaire — Partie 3: Tuyères et Venturi-tuyères
Le présent document spécifie la géométrie et le mode d'emploi (conditions d'installation et d'utilisation) de tuyères et de Venturi-tuyères insérés dans une conduite en charge dans le but de déterminer le débit du fluide s'écoulant dans cette conduite. Le présent document fournit également des informations de fond nécessaires au calcul de ce débit, et il convient de l'utiliser conjointement avec les exigences stipulées dans l’ISO 5167‑1. Le présent document est applicable aux tuyères et aux Venturi-tuyères dans lesquels l'écoulement reste subsonique dans tout le tronçon de mesurage et dans lesquels un fluide peut être considéré comme monophasique. De plus, chacun de ces appareils ne peut être utilisé que dans des limites spécifiées de diamètre de conduite et de nombre de Reynolds. Il n'est pas applicable au mesurage d'un écoulement pulsé. Il ne couvre pas l'utilisation de tuyères et de Venturi-tuyères dans des conduites de diamètre inférieur à 50 mm ou supérieur à 630 mm, ni les cas où les nombres de Reynolds rapportés à la tuyauterie sont inférieurs à 10 000. Le présent document traite a) de trois types de tuyères normalisées: la tuyère ISA 1932[1]; la tuyère à long rayon[2]; la tuyère avec prises de pression au col; b) du Venturi-tuyère. Les trois types de tuyères normalisées sont fondamentalement différents et sont décrits séparément dans le présent document. Le Venturi-tuyère a la même face amont que la tuyère ISA 1932, mais, étant donné qu'il comporte un divergent et, par conséquent, un emplacement différent pour les prises de pression aval, il est décrit séparément. Ce modèle présente une perte de pression plus basse qu’une tuyère similaire. Pour toutes ces tuyères et pour le Venturi-tuyère, des étalonnages directs ont été réalisés, en nombre suffisant, sur une gamme suffisante et avec une qualité suffisante pour permettre à des systèmes d'application cohérents de se baser sur leurs résultats et coefficients dans certaines limites prévisibles d'incertitude. [1] ISA est le sigle de la Fédération internationale des associations nationales de normalisation, organisme remplacé par l’ISO en 1946. [2] La tuyère à long rayon se distingue de la tuyère ISA 1932 par sa forme et par la position des prises de pression.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 5167-3
Third edition
2022-10
Measurement of fluid flow by means of
pressure differential devices inserted
in circular cross-section conduits
running full —
Part 3:
Nozzles and Venturi nozzles
Mesurage du débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes
insérés dans des conduites en charge de section circulaire —
Partie 3: Tuyères et Venturi-tuyères
Reference number
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Published in Switzerland
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ISO 5167-3:2022(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Principles of the method of measurement and computation . 2
5 Nozzles and Venturi nozzles . 3
5.1 ISA 1932 nozzle . 3
5.1.1 General shape . 3
5.1.2 Nozzle profile . 3
5.1.3 Downstream face . 5
5.1.4 Material and manufacture . 5
5.1.5 Pressure tappings . 5
5.1.6 Coefficients of ISA 1932 nozzles . 7
5.1.7 Uncertainties . 8
5.1.8 Pressure loss, Δϖ . 8
5.2 Long radius nozzles . 9
5.2.1 General . 9
5.2.2 Profile of high-ratio nozzle . 9
5.2.3 Profile of low-ratio nozzle . 11
5.2.4 Material and manufacture .12
5.2.5 Pressure tappings .12
5.2.6 Coefficients of long radius nozzles .12
5.2.7 Uncertainties .13
5.2.8 Pressure loss, Δϖ .13
5.3 Throat-tapped nozzles . 13
5.3.1 General .13
5.3.2 Profile of throat-tapped nozzle. 14
5.3.3 Material and manufacturing . 15
5.3.4 Pressure tappings . 15
5.3.5 Coefficients . 16
5.3.6 Uncertainties . 16
5.3.7 Calibration and extrapolation . 17
5.3.8 Pressure Loss . 17
5.4 Venturi nozzles . 18
5.4.1 General shape . 18
5.4.2 Material and manufacture . 20
5.4.3 Pressure tappings . 20
5.4.4 Coefficients . 21
5.4.5 Uncertainties .22
5.4.6 Pressure loss .22
6 Installation requirements .23
6.1 General .23
6.2 Minimum upstream and downstream straight lengths for installation between
various fittings and the primary device . 23
6.3 Flow conditioners . 29
6.4 Circularity and cylindricality of the pipe .29
6.5 Location of primary device and carrier rings .30
6.6 Method of fixing and gaskets . 31
7 Flow calibration of nozzles .31
7.1 General . 31
7.2 Test facility . 32
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ISO 5167-3:2022(E)
7.3 Meter installation . . 32
7.4 Design of the test programme . 32
7.5 Reporting the calibration results . 32
7.6 Uncertainty analysis of the calibration . 32
7.6.1 General . 32
7.6.2 Uncertainty of the test facility . 33
7.6.3 Uncertainty of the nozzle . 33
Annex A (informative) Tables of discharge coefficients and expansibility [expansion]
factors .34
Annex B (informative) Akashi type (Mitsubishi type) flow conditioner .41
Bibliography .42
iv
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ISO 5167-3:2022(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 30, Measurement of fluid flow in closed
conduits, Subcommittee SC 2, Pressure differential devices, in collaboration with the European Committee
for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/SS F05, Measuring instruments, in accordance with
the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 5167-3:2020), of which it constitutes a
minor revision. The main changes are as follows:.
— harmonization with ISO/IEC Guide 98-3;
— minor changes to give harmonization with the other parts of ISO 5167.
A list of all parts in the ISO 5167 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
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ISO 5167-3:2022(E)
Introduction
ISO 5167, consisting of six parts, covers the geometry and method of use (installation and operating
conditions) of orifice plates, nozzles, Venturi tubes, cone meters and wedge meters when they are
inserted in a conduit running full to determine the flowrate of the fluid flowing in the conduit. It also
gives necessary information for calculating the flowrate and its associated uncertainty.
ISO 5167 (all parts) is applicable only to pressure differential devices in which the flow remains
subsonic throughout the measuring section and where the fluid can be considered as single-phase, but
is not applicable to the measurement of pulsating flow. Furthermore, each of these devices can only be
used within specified limits of pipe size and Reynolds number.
ISO 5167 (all parts) deals with devices for which direct calibration experiments have been made,
sufficient in number, spread and quality to enable coherent systems of application to be based on
their results and coefficients to be given with certain predictable limits of uncertainty. ISO 5167 also
provides methdology for bespoke calibration of differential pressure meters.
The devices introduced into the pipe are called primary devices. The term primary device also includes
the pressure tappings. All other instruments or devices required to facilitate the instrument readings
are known as secondary devices, and the flow computer that receives these readings and performs
the algorithms is known as a tertiary device. ISO 5167 (all parts) covers primary devices; secondary
devices (ISO 2186) and tertiary devices will be mentioned only occasionally.
Aspects of safety are not dealt within ISO 5167-1 to ISO 5167-6. It is the responsibility of the user to
ensure that the system meets applicable safety regulations.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 5167-3:2022(E)
Measurement of fluid flow by means of pressure
differential devices inserted in circular cross-section
conduits running full —
Part 3:
Nozzles and Venturi nozzles
1 Scope
This document specifies the geometry and method of use (installation and operating conditions) of
nozzles and Venturi nozzles when they are inserted in a conduit running full to determine the flowrate
of the fluid flowing in the conduit.
This document also provides background information for calculating the flowrate and is applicable in
conjunction with the requirements given in ISO 5167-1.
This document is applicable to nozzles and Venturi nozzles in which the flow remains subsonic
throughout the measuring section and where the fluid can be considered as single-phase. In addition,
each of the devices can only be used within specified limits of pipe size and Reynolds number. It is
not applicable to the measurement of pulsating flow. It does not cover the use of nozzles and Venturi
nozzles in pipe sizes less than 50 mm or more than 630 mm, or where the pipe Reynolds numbers are
below 10 000.
This document deals with
a) three types of standard nozzles:
1)
1) ISA 1932 nozzle;
2)
2) the long radius nozzle ;
3) the throat-tapped nozzle
b) the Venturi nozzle.
The three types of standard nozzle are fundamentally different and are described separately in this
document. The Venturi nozzle has the same upstream face as the ISA 1932 nozzle, but has a divergent
section and, therefore, a different location for the downstream pressure tappings, and is described
separately. This design has a lower pressure loss than a similar nozzle. For all of these nozzles and for
the Venturi nozzle direct calibration experiments have been made, sufficient in number, spread and
quality to enable coherent systems of application to be based on their results and coefficients to be
given with certain predictable limits of uncertainty.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
1) ISA is the abbreviation for the International Federation of the National Standardizing Associations, which was
superseded by ISO in 1946.
2) The long radius nozzle differs from the ISA 1932 nozzle in shape and in the position of the pressure tappings.
1
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ISO 5167-3:2022(E)
ISO 4006, Measurement of fluid flow in closed conduits — Vocabulary and symbols
ISO 5167-1, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-
section conduits running full — Part 1: General principles and requirements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4006 and ISO 5167-1 apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
4 Principles of the method of measurement and computation
The principle of the method of measurement is based on the installation of a nozzle or a Venturi nozzle
into a pipeline in which a fluid is running full. The installation of the primary device causes a static
pressure difference between the upstream side and the throat. The flowrate can be determined from
the measured value of this pressure difference and from the knowledge of the characteristics of the
flowing fluid as well as the circumstances under which the device is being used. It is assumed that the
device is geometrically similar to one on which calibration has been carried out and that the conditions
of use are the same, i.e. that it is in accordance with this document.
The mass flowrate can be determined by Formula (1):
C π
2
q = ερdp2Δ (1)
m 1
4 4
1−β
The uncertainty limits can be calculated using the procedure given in ISO 5167-1:2022, Clause 8.
Similarly, the value of the volume flowrate can be calculated by Formula (2) since
q
m
q = (2)
V
ρ
where
ρ is the fluid density at the temperature and pressure for which the volume is stated;
q is the volume flowrate.
V
Computation of the flowrate, which is a purely arithmetic process, is performed by replacing the
different items on the right-hand side of Formula (1) by their numerical values. Tables A.1 to A.5 are
given for convenience. Tables A.1, A.2 and A.4 give the values of C as a function of β. Table A.3 gives
the values of C as a function of Re . Table A.5 gives expansibility (expansion) factors, ε. They are not
d
intended for precise interpolation. Extrapolation is not permitted.
The discharge coefficient C may be dependent on Re or Re which is itself dependent on q and has to
D d m
be obtained by iteration. (See ISO 5167-1 for guidance regarding the choice of the iteration procedure
and initial estimates.)
The diameters d and D mentioned in Formula (1) are the values of the diameters at working conditions.
Measurements taken at any other conditions should be corrected for any possible expansion or
contraction of the primary device and the pipe due to the values of the temperature and pressure of the
fluid during the measurement.
2
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ISO 5167-3:2022(E)
It is necessary to know the density and the viscosity of the fluid at working conditions. In the case
of a compressible fluid, it is also necessary to know the isentropic exponent of the fluid at working
conditions.
5 Nozzles and Venturi nozzles
5.1 ISA 1932 nozzle
5.1.1 General shape
The part of the nozzle inside the pipe is circular. The nozzle consists of a convergent section with a
rounded profile, and a cylindrical throat.
Figure 1 shows the cross-section of an ISA 1932 nozzle at a plane passing through the centreline of the
throat.
The letters in the following text refer to those shown on Figure 1.
5.1.2 Nozzle profile
5.1.2.1 The profile of the nozzle may be characterized by distinguishing:
— a flat inlet part A, perpendicular to the centreline;
— a convergent section defined by two arcs of circumference B and C;
— a cylindrical throat E;
— a recess F which is optional (it is required only if damage to the edge G is feared).
5.1.2.2 The flat inlet part A is limited by a circumference centred on the axis of revolution, with a
diameter of 1,5d, and by the inside circumference of the pipe, of diameter D.
When d = (2/3)D, the radial width of this flat part is zero.
When d is greater than (2/3)D, the upstream face of the nozzle does not include a flat inlet part within
the pipe. In this case, the nozzle is manufactured as if D were greater than 1,5d, and the inlet flat part
is then faced off so that the largest diameter of the convergent profile is just equal to D [see 5.1.2.7 and
Figure 1 b)].
5.1.2.3 The arc of circumference B is tangential to the flat inlet part A when d < (2/3)D while its
radius R is equal to 0,2d ± 0,02d for β < 0,5 and to 0,2d ± 0,006d for β ≥ 0,5. Its centre is at 0,2d from the
1
inlet plane and at 0,75d from the axial centreline.
5.1.2.4 The arc of circumference C is tangential to the arc of circumference B and to the throat E.
Its radius R is equal to d/3 ± 0,033d for β < 0,5 and to d/3 ± 0,01d for β ≥ 0,5. Its centre is at
2
d/2 + d/3 = (5/6)d from the axial centreline and as given by Formula (3), at
12+ 39
ad= =0,3041d (3)
n
60
from the flat inlet part A.
3
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a) d ≤ (2/3)D b) d > (2/3)D
Key
1 portion to be cut off
a
See 5.1.2.7.
b
Direction of flow.
Figure 1 — ISA 1932 nozzle
5.1.2.5 The throat E has a diameter d and a length b = 0,3d.
n
The value d of the diameter of the throat shall be taken as the mean of the measurements of at least four
diameters distributed in axial planes and at approximately equal angles to each other.
The throat shall be cylindrical. No diameter of any cross-section shall differ by more than 0,05 % from
the value of the mean diameter. This requirement is considered to be satisfied when the deviations in
the length of any of the measured diameters comply with the said requirement in respect of deviation
from the mean.
4
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ISO 5167-3:2022(E)
5.1.2.6 The recess F has a diameter c equal to at least 1,06d and a length less than or equal to 0,03d.
n
The ratio of the depth (c − d)/2 of the recess to its axial length shall not be greater than 1,2.
n
The outlet edge G shall be sharp.
5.1.2.7 The total length of the nozzle, excluding the recess F, as a function of β is equal to
2
0,604 1d for 0,3 ≤ β ≤
3
and
07,,50 25 2
0,404 1+− −0,,522 5 d for <≤β 08.
2
β 3
β
5.1.2.8 The profile of the convergent inlet shall be checked by means of a template.
Two diameters of the convergent inlet in the same plane perpendicular to the axial centreline shall not
differ from each other by more than 0,1 % of their mean value.
5.1.2.9 The surface of the upstream face and the throat shall be such that they have a roughness
−4
criterion Ra ≤ 10 d.
5.1.3 Downstream face
5.1.3.1 The thickness, H shall not exceed 0,1D.
5.1.3.2 Apart from the condition given in 5.1.3.1, the profile and the surface finish of the downstream
face are not specified (see 5.1.1).
5.1.4 Material and manufacture
The ISA 1932 nozzle may be manufactured from any material and in any way, provided that it remains
in accordance with the foregoing description during flow measurement.
5.1.5 Pressure tappings
5.1.5.1 Corner pressure tappings shall be used upstream of the nozzle.
The upstream pressure tappings may be either single tappings or annular slots. Both types of tappings
may be located either in the pipe or its flanges or in carrier rings as shown in Figure 1.
The spacing between the centrelines of individual upstream tappings and face A is equal to half the
diameter or to half the width of the tappings themselves, so that the tapping holes break through the
wall flush with face A. The centreline of individual upstream tappings shall meet the centreline of the
primary device at an angle of as near 90° as possible.
The diameter δ of a single upstream tapping and the width a of annular slots are specified below. The
1
minimum diameter is determined in practice by the need to prevent accidental blockage and to give
satisfactory dynamic performance.
For clean fluids and vapours:
— for β ≤ 0,65: 0,005D ≤ a or δ ≤ 0,03D
1
— for β > 0,65: 0,01D ≤ a or δ ≤ 0,02D.
1
5
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For any value of β:
— for clean fluids: 1 mm ≤ a or δ ≤ 10 mm
1
— for vapours, in the case of annular chambers: 1 mm ≤ a ≤ 10 mm
— for vapours and for liquefied gases, in the case of single tappings: 4 mm ≤ δ ≤ 10 mm.
1
NOTE The requirements on size as a fraction of pipe diameter are based on geometrical similarity to the
original nozzle runs on which the discharge coefficient is based. For vapours and for liquefied gases, there are
pipe diameters for which it is not possible to manufacture a system using single tappings that is in accordance
with this document.
The annular slots usually break through the pipe over the entire perimeter, with no break in continuity.
If not, each annular chamber shall connect with the inside of the pipe by at least four openings, the axes
2
of which are at equal angles to one another and the individual opening area of which is at least 12 mm .
The internal diameter b of the carrier rings shall be greater than or equal to the
...
ISO 5167-3:2022(F)
Style Definition: Heading 1: Indent: Left: 0 pt, First
line: 0 pt
ISO/TC 30/SC 2
Style Definition: Heading 2: Font: Bold, Tab stops: Not
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Date: 2022-11-2510
Style Definition: Heading 3: Font: Bold
ISO/FDIS 5167-3:2022(F)
Style Definition: Heading 4: Font: Bold
Style Definition: Heading 5: Font: Bold
ISO/TC 30/SC 2
Style Definition: Heading 6: Font: Bold
Secrétariat: BSI
Style Definition: ANNEX
Style Definition: RefNorm
Mesurage de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des
Style Definition: Body Text_Center
conduites en charge de section circulaire — Partie 3 : Tuyères et Venturi-tuyères
Style Definition: Dimension_100
Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-
Style Definition: Figure Graphic
section conduits running full — Part 3: Nozzles and Venturi nozzles
Style Definition: Figure subtitle
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Style Definition: AMEND Heading 1 Unnumbered:
Font: Bold
Formatted: Font: Not Bold, Italic
Type du document: Norme internationale
Sous-type du document:
Stade du document: (50) Approbation60) Publication
Langue du document: F
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Sommaire Page
Avant-propos . vv
Introduction . vivi
1 Domaine d’application . 7
2 Références normatives . 7
3 Termes et définitions . 8
4 Principes de la méthode de mesure et mode de calcul . 8
5 Tuyères et Venturi-tuyères . 9
5.1 Tuyère ISA 1932 . 9
5.1.1 Forme générale . 9
5.1.2 Profil de la tuyère . 9
5.1.3 Face aval . 11
5.1.4 Matériau et fabrication . 11
5.1.5 Prises de pression . 12
5.1.6 Coefficients des tuyères ISA 1932 . 14
5.1.7 Incertitudes . 15
5.1.8 Perte de pression, Δϖ . 15
5.2 Tuyères à long rayon . 16
5.2.1 Généralités . 16
5.2.2 Profil de la tuyère à grand rapport d’ouverture . 16
5.2.3 Profil de la tuyère à petit rapport d'ouverture . 18
5.2.4 Matériau et fabrication . 19
5.2.5 Prises de pression . 19
5.2.6 Coefficients des tuyères à long rayon . 19
5.2.7 Incertitudes . 20
5.2.8 Perte de pression, Δϖ . 21
5.3 Tuyères avec prises de pression au col . 21
5.3.1 Généralités . 21
5.3.2 Profil de la tuyère avec prises de pression au col . 21
5.3.3 Matériau et fabrication . 22
5.3.4 Prises de pression . 22
5.3.5 Coefficients . 23
5.3.6 Incertitudes . 24
5.3.7 Étalonnage et extrapolation . 24
5.3.8 Perte de pression . 25
5.4 Venturi-tuyères . 25
5.4.1 Forme générale . 25
5.4.2 Matériau et fabrication . 27
5.4.3 Prises de pression . 27
5.4.4 Coefficients . 28
5.4.5 Incertitudes . 29
5.4.6 Perte de pression . 30
6 Exigences d’installation . 30
6.1 Généralités . 30
6.2 Longueurs droites minimales amont et aval à installer entre différents accessoires
et l'élément primaire . 31
6.3 Conditionneurs d’écoulement . 39
© ISO 2022 – Tous droits réservés
iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(F)
6.4 Circularité et cylindricité de la conduite . 39
6.5 Emplacement de l'élément primaire et des bagues porteuses . 41
6.6 Mode de fixation et joints . 42
7 Étalonnage des tuyères . 42
7.1 Généralités . 42
7.2 Banc d’essai . 42
7.3 Installation de la tuyère . 42
7.4 Conception du programme d’essai . 43
7.5 Compte-rendu des résultats d’étalonnage . 43
7.6 Analyse de l’incertitude d’étalonnage . 43
7.6.1 Généralités . 43
7.6.2 Incertitude du banc d’essai . 43
7.6.3 Incertitude de la tuyère . 44
Annexe A (informative) Tableaux des coefficients de décharge et des coefficients de détente . 45
Annexe B (informative) Conditionneur d’écoulement de type Akashi (de type Mitsubishi) . 53
Bibliographie . 54
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iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en
général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit
de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales
et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la
normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).www.iso.org/directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets rédigées
par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, de la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute autre information au sujet de
l’adhésion de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les
obstacles techniques au commerce (OTC) voir le lien suivant : www.iso.org/iso/fr/avant-propos.html.:
www.iso.org/iso/fr/avant-propos.html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 30, Mesure de débit des fluides dans les
conduites fermées, sous-comité SC 2, Appareils déprimogènes, en collaboration avec le comité technique
CEN/SS F05, Instruments de mesure, du Comité européen de normalisation, conformément à l’Accord de
coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 5167-3:2020), dont elle constitue
Formatted: Pattern: Clear
une révision mineure. Les principales modifications sont les suivantes :
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
— harmonisation avec l’ISO/IEC Guide 98-3 ;
Formatted: Pattern: Clear
— apport de modifications mineures pour une harmonisation avec les autres parties de l’ISO 5167.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 5167 se trouve sur le site web de l’ISO.
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.htmlwww.iso.org/fr/members.html.
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v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(F)
Introduction
L’ISO 5167, qui comprend six parties, a pour objet la géométrie et le mode d'emploi (conditions
Commented [eXtyles1]: The reference is to a withdrawn
standard which has been replaced
d'installation et d'utilisation) des diaphragmes, tuyères, tubes de Venturi, cônes de mesure et débitmètres
à coin insérés dans une conduite en charge dans le but de déterminer le débit du fluide s'écoulant dans
ISO 5167-1, Mesurage de débit des fluides au moyen
cette conduite. Elle fournit également les informations nécessaires au calcul de ce débit et de son
d'appareils déprimogènes insérés dans des conduites en
incertitude associée.
charge de section circulaire — Partie 1: Principes généraux
et exigences générales
L’ISO 5167 (toutes les parties) est applicable uniquement aux appareils déprimogènes dans lesquels
Formatted: Pattern: Clear
l'écoulement reste subsonique dans tout le tronçon de mesurage et où le fluide peut être considéré
Formatted: Pattern: Clear
comme monophasique ; elle n'est pas applicable au mesurage d'un écoulement pulsé. De plus, chacun de
ces appareils ne peut être utilisé que dans des limites spécifiées de diamètre de conduite et de nombre Commented [eXtyles2]: Invalid reference: "ISO 5167
(toutes les parties)"
de Reynolds.
Formatted: Pattern: Clear
L'ISO 5167 (toutes les parties) traite d'appareils pour lesquels des expériences d'étalonnage direct ont
Formatted: Pattern: Clear
été effectuées en nombre, étendue et qualité suffisants pour que l'on ait pu baser, sur leurs résultats, des
Formatted: Pattern: Clear
systèmes cohérents d'utilisation et pour permettre que les coefficients soient donnés avec une marge
d'incertitude prévisible. L’ISO 5167 fournit également une méthodologie pour l’étalonnage personnalisé
Commented [eXtyles3]: Invalid reference: "ISO 5167
des manomètres différentiels.
(toutes les parties)"
Formatted: Pattern: Clear
Les appareils interposés dans la conduite sont appelés éléments primaires, en comprenant dans ce terme
Formatted: Pattern: Clear
les prises de pression, tandis que tous les autres instruments ou dispositifs nécessaires à
l'accomplissement du mesurage sont appelés éléments secondaires, et le calculateur de débit qui reçoit
Formatted: Pattern: Clear
ces mesures et effectue les algorithmes est appelé élément tertiaire. L’ISO 5167 (toutes les parties)
Commented [eXtyles4]: The reference is to a withdrawn
concerne les éléments primaires ; les éléments secondaires (ISO 2186) et tertiaires ne seront mentionnés
standard which has been replaced
qu’exceptionnellement.
ISO 5167-1, Mesurage de débit des fluides au moyen
d'appareils déprimogènes insérés dans des conduites en
Les aspects de sécurité ne sont pas traités dans l’ISO 5167-1 à l’ISO 5167-6. Il incombe à l'utilisateur de
charge de section circulaire — Partie 1: Principes généraux
s'assurer que le système est conforme aux réglementations applicables en matière de sécurité.
et exigences générales
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Commented [eXtyles5]: Invalid reference: "ISO 5167
(toutes les parties)"
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ISO/FDIS 5167-3:2022(F)
Mesurage de débit des fluides au moyen d'appareils
déprimogènes insérés dans des conduites en charge de section
circulaire — Partie 3 : Tuyères et Venturi-tuyères
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie la géométrie et le mode d'emploi (conditions d'installation et d'utilisation)
de tuyères et de Venturi-tuyères insérés dans une conduite en charge dans le but de déterminer le débit
du fluide s'écoulant dans cette conduite.
Le présent document fournit également des informations de fond nécessaires au calcul de ce débit, et il
convient de l'utiliser conjointement avec les exigences stipulées dans l’ISO 5167-1.
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Le présent document est applicable aux tuyères et aux Venturi-tuyères dans lesquels l'écoulement reste
Formatted: Pattern: Clear
subsonique dans tout le tronçon de mesurage et dans lesquels un fluide peut être considéré comme
monophasique. De plus, chacun de ces appareils ne peut être utilisé que dans des limites spécifiées de
diamètre de conduite et de nombre de Reynolds. Il n'est pas applicable au mesurage d'un écoulement
pulsé. Il ne couvre pas l'utilisation de tuyères et de Venturi-tuyères dans des conduites de diamètre
inférieur à 50 mm ou supérieur à 630 mm, ni les cas où les nombres de Reynolds rapportés à la tuyauterie
sont inférieurs à 10 000.
Le présent document traite
a) de trois types de tuyères normalisées :
1
1) la tuyère ISA 1932 ;
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
2
2) la tuyère à long rayon ;
3) la tuyère avec prises de pression au col ;
b) du Venturi-tuyère.
Les trois types de tuyères normalisées sont fondamentalement différents et sont décrits séparément dans
le présent document. Le Venturi-tuyère a la même face amont que la tuyère ISA 1932, mais, étant donné
Formatted: Pattern: Clear
qu'il comporte un divergent et, par conséquent, un emplacement différent pour les prises de pression
Formatted: Pattern: Clear
aval, il est décrit séparément. Ce modèle présente une perte de pression plus basse qu’une tuyère
similaire. Pour toutes ces tuyères et pour le Venturi-tuyère, des étalonnages directs ont été réalisés, en
nombre suffisant, sur une gamme suffisante et avec une qualité suffisante pour permettre à des systèmes
d'application cohérents de se baser sur leurs résultats et coefficients dans certaines limites prévisibles
d'incertitude.
2 Références normatives
Formatted: French (Switzerland)
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Formatted: French (Switzerland)
Formatted: French (Switzerland), Pattern: Clear
1
ISA est le sigle de la Fédération internationale des associations nationales de normalisation, organisme remplacé par l’ISO Formatted: French (Switzerland)
en 1946.
Formatted: French (Switzerland), Pattern: Clear
2
La tuyère à long rayon se distingue de la tuyère ISA 1932 par sa forme et par la position des prises de pression.
Formatted: French (Switzerland)
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7
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(F)
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 4006, Mesure de débit des fluides dans les conduites fermées — Vocabulaire et symboles
ISO 4006, Mesure de débit des fluides dans les conduites fermées — Vocabulaire et symboles
ISO 5167-1, Mesurage de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des conduites
en charge de section circulaire — Partie 1: Principes généraux et exigences générales
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes, définitions et symboles donnés dans l’ISO 4006 et
Formatted: Pattern: Clear
dans l’ISO 5167-1 s’appliquent.
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes :
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
— ISO Online browsing platform : disponible à l’adresse
https://www.iso.org/obphttps://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia : disponible à l’adresse
https://www.electropedia.org/https://www.electropedia.org/
4 Principes de la méthode de mesure et mode de calcul
Le principe de la méthode de mesure consiste à interposer une tuyère ou un Venturi-tuyère sur le passage
d'un fluide s'écoulant en charge dans une conduite, ce qui crée une pression différentielle statique entre
le côté amont et le col. On peut déduire la valeur du débit de la mesure de cette pression différentielle et
de la connaissance des caractéristiques du fluide en écoulement ainsi que des circonstances d'utilisation
de l'appareil. Il est admis que celui-ci est géométriquement semblable à l'un de ceux ayant fait
antérieurement l'objet d'étalonnages directs et qu'il est utilisé dans les mêmes conditions, c'est-à-dire
qu'il est en tous points conforme au présent document.
Le débit-masse peut être déterminé à l'aide de la Formule (1) :):
Formatted: Pattern: Clear
C π
2
q ερdp2∆ (1)
m 1
4
4
1−β
Les limites d'incertitude peuvent être calculées en utilisant le mode opératoire indiqué
dans l’ISO 5167-1:2022, Article 8.
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
De même, on peut calculer la valeur du débit-volume à l'aide de la Formule (2) :):
Formatted: Pattern: Clear
q
Formatted: Pattern: Clear
m
q =
(2)
V
ρ Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
où
ρ est la masse volumique du fluide à la température et à la pression pour lesquelles le volume est
donné ;
q est le débit-volume.
V
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8
=
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(F)
Le calcul du débit, qui est un procédé purement arithmétique, est effectué en remplaçant les différents
termes situés à droite de la Formule (1) par leurs valeurs numériques. Les Tableaux A.1 à A.5 sont donnés
Formatted: Pattern: Clear
à titre indicatif. Les Tableaux A.1, A.2 et A.4 donnent les valeurs de C en fonction de β. Le Tableau A.3
Formatted: Pattern: Clear
donne les valeurs de C en fonction de Red. Le Tableau A.5 donne les facteurs de détente, ε. Ces valeurs ne
Formatted: Pattern: Clear
sont pas prévues pour une interpolation précise. L'extrapolation n'est pas permise.
Formatted: Pattern: Clear
Le coefficient de décharge, C, peut être fonction du nombre de Reynolds, Re ou Re , qui est lui-même
D d
Formatted: Pattern: Clear
fonction de q . Il convient d'obtenir la valeur de C par itération. (Voir l’ISO 5167-1 pour obtenir des
m
recommandations sur le choix du mode opératoire d'itération et des estimations initiales). Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Les diamètres d et D mentionnés dans la Formule (1) sont les valeurs des diamètres dans les conditions
Formatted: Pattern: Clear
de service. Il convient donc de corriger les valeurs d et D mesurées dans d'autres conditions pour tenir
compte de la dilatation ou de la contraction éventuelle du diaphragme et de la conduite résultant des Formatted: Pattern: Clear
valeurs de la température et de la pression du fluide lors du mesurage.
Il est nécessaire de connaître la masse volumique et la viscosité du fluide dans les conditions de service.
Dans le cas de fluide compressible, il est également nécessaire de connaître l’exposant isentropique du
fluide dans les conditions de service.
5 Tuyères et Venturi-tuyères
5.1 Tuyère ISA 1932
5.1.1 Forme générale
La partie de la tuyère située à l'intérieur de la conduite présente une symétrie de révolution. La tuyère se
compose d'un convergent à profil arrondi et d'un col cylindrique.
La Figure 1 représente la coupe d'une tuyère ISA 1932 par un plan passant par l'axe du col.
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Les lettres dans le texte renvoient aux repères correspondants à la Figure 1.
Formatted: Pattern: Clear
5.1.2 Profil de la tuyère
Formatted: Pattern: Clear
5.1.2.1 On peut décrire le profil de la tuyère en distinguant :
— une partie plane d'entrée A, perpendiculaire à l'axe ;
— un convergent défini par deux arcs de circonférences B et C ;
— un col cylindrique E ; et
— un chambrage F (nécessaire seulement si l'on craint d'endommager l'arête G).
5.1.2.2 La partie plane d'entrée A est limitée par une circonférence centrée sur l'axe de révolution, de
diamètre 1,5d, et par la circonférence intérieure de la conduite, de diamètre D.
Lorsque d = (2/3)D, la largeur radiale de cette partie plane est nulle.
Lorsque d est supérieur à (2/3)D, la face amont ne comporte pas de partie plane d'entrée intérieure à la
conduite. Dans ce cas, on fabrique la tuyère comme si D était supérieur à 1,5d et on tronçonne ensuite la
partie plane d'entrée de telle sorte que le plus grand diamètre du profil convergent soit juste égal à D
[voir 5.1.2.7 et Figure 1 b)].
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
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9
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ISO/FDIS 5167-3:2022(F)
5.1.2.3 L'arc de circonférence B est tangent à la partie plane d'entrée A lorsque d < (2/3)D. Son rayon,
R , est égal à 0,2d ± 0,02d lorsque β < 0,5 et à 0,2d ± 0,006d lorsque β ≥ 0,5. Son centre est situé à 0,2d de
1
la partie plane d'entrée et à 0,75d de l'axe de révolution.
5.1.2.4 L'arc de circonférence C est tangent à l’arc de circonférence B et au col E. Son rayon, R , est égal
2
à d/3 ± 0,033d lorsque β < 0,5 et à d/3 ± 0,01d lorsque β ≥ 0,5. Son centre est situé à d/2 + d/3 = (5/6)d
de l’axe de révolution et tel que donné par la Formule (3), à
Formatted: Pattern: Clear
12+ 39
a dd0,3041 (3)
n
60
de la partie plane d'entrée A.
5167-3_ed3fig1a.EPS 5167-3_ed3fig1b.EPS
a) d ≤ (2/3)D b) d > (2/3)D
Légende
1 partie à tronçonner
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10
==
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(F)
a
Voir 5.1.2.7.
Formatted: Pattern: Clear
b
Sens de l’écoulement.
Figure 1 — Tuyère ISA 1932
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
5.1.2.5 Le col E a un diamètre d et une longueur b = 0,3d.
n
On doit prendre pour valeur de d la moyenne des mesures d'au moins quatre diamètres situés dans des
plans méridiens formant entre eux des angles approximativement égaux.
Le col doit être cylindrique. Aucun
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 5167-3
Troisième édition
2022-10
Mesurage du débit des fluides au
moyen d'appareils déprimogènes
insérés dans des conduites en charge
de section circulaire —
Partie 3:
Tuyères et Venturi-tuyères
Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices
inserted in circular cross-section conduits running full —
Part 3: Nozzles and Venturi nozzles
Numéro de référence
ISO 5167-3:2022(F)
© ISO 2022
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ISO 5167-3:2022(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
© ISO 2022 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 5167-3:2022(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction . vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 2
4 Principes de la méthode de mesure et mode de calcul . 2
5 Tuyères et Venturi-tuyères . 3
5.1 Tuyère ISA 1932 . 3
5.1.1 Forme générale . 3
5.1.2 Profil de la tuyère . 3
5.1.3 Face aval . 5
5.1.4 Matériau et fabrication . 5
5.1.5 Prises de pression. 5
5.1.6 Coefficients des tuyères ISA 1932 . 7
5.1.7 Incertitudes . 8
5.1.8 Perte de pression, Δϖ . 8
5.2 Tuyères à long rayon . 9
5.2.1 Généralités . 9
5.2.2 Profil de la tuyère à grand rapport d’ouverture . 9
5.2.3 Profil de la tuyère à petit rapport d'ouverture . 11
5.2.4 Matériau et fabrication . 11
5.2.5 Prises de pression. 11
5.2.6 Coefficients des tuyères à long rayon .12
5.2.7 Incertitudes .13
5.2.8 Perte de pression, Δϖ . 13
5.3 Tuyères avec prises de pression au col . 13
5.3.1 Généralités .13
5.3.2 Profil de la tuyère avec prises de pression au col .13
5.3.3 Matériau et fabrication . 14
5.3.4 Prises de pression.15
5.3.5 Coefficients . 15
5.3.6 Incertitudes . 16
5.3.7 Étalonnage et extrapolation . 16
5.3.8 Perte de pression . . 17
5.4 Venturi-tuyères . 17
5.4.1 Forme générale . 17
5.4.2 Matériau et fabrication .20
5.4.3 Prises de pression.20
5.4.4 Coefficients . 21
5.4.5 Incertitudes . 22
5.4.6 Perte de pression . . 22
6 Exigences d’installation .23
6.1 Généralités . 23
6.2 Longueurs droites minimales amont et aval à installer entre différents accessoires
et l'élément primaire .23
6.3 Conditionneurs d’écoulement . 30
6.4 Circularité et cylindricité de la conduite .30
6.5 Emplacement de l'élément primaire et des bagues porteuses . 32
6.6 Mode de fixation et joints . . 32
7 Étalonnage des tuyères .33
7.1 Généralités . 33
7.2 Banc d’essai . 33
iii
© ISO 2022 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 5167-3:2022(F)
7.3 Installation de la tuyère . 33
7.4 Conception du programme d’essai . 33
7.5 Compte-rendu des résultats d’étalonnage .34
7.6 Analyse de l’incertitude d’étalonnage .34
7.6.1 Généralités .34
7.6.2 Incertitude du banc d’essai.34
7.6.3 Incertitude de la tuyère .34
Annexe A (informative) Tableaux des coefficients de décharge et des coefficients de détente .35
Annexe B (informative) Conditionneur d’écoulement de type Akashi (de type Mitsubishi) .42
Bibliographie .43
iv
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---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 5167-3:2022(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets rédigées par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, de la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute autre information au sujet de
l’adhésion de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les
obstacles techniques au commerce (OTC) voir le lien suivant: www.iso.org/iso/fr/avant-propos.html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 30, Mesure de débit des fluides dans les
conduites fermées, sous-comité SC 2, Appareils déprimogènes, en collaboration avec le comité technique
CEN/SS F05, Instruments de mesure, du Comité européen de normalisation, conformément à l’Accord de
coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 5167-3:2020), dont elle constitue
une révision mineure. Les principales modifications sont les suivantes:
— harmonisation avec l’ISO/IEC Guide 98-3;
— apport de modifications mineures pour une harmonisation avec les autres parties de l’ISO 5167.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 5167 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
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ISO 5167-3:2022(F)
Introduction
L’ISO 5167, qui comprend six parties, a pour objet la géométrie et le mode d'emploi (conditions
d'installation et d'utilisation) des diaphragmes, tuyères, tubes de Venturi, cônes de mesure et
débitmètres à coin insérés dans une conduite en charge dans le but de déterminer le débit du fluide
s'écoulant dans cette conduite. Elle fournit également les informations nécessaires au calcul de ce débit
et de son incertitude associée.
L’ISO 5167 (toutes les parties) est applicable uniquement aux appareils déprimogènes dans lesquels
l'écoulement reste subsonique dans tout le tronçon de mesurage et où le fluide peut être considéré
comme monophasique; elle n'est pas applicable au mesurage d'un écoulement pulsé. De plus, chacun de
ces appareils ne peut être utilisé que dans des limites spécifiées de diamètre de conduite et de nombre
de Reynolds.
L'ISO 5167 (toutes les parties) traite d'appareils pour lesquels des expériences d'étalonnage direct ont
été effectuées en nombre, étendue et qualité suffisants pour que l'on ait pu baser, sur leurs résultats, des
systèmes cohérents d'utilisation et pour permettre que les coefficients soient donnés avec une marge
d'incertitude prévisible. L’ISO 5167 fournit également une méthodologie pour l’étalonnage personnalisé
des manomètres différentiels.
Les appareils interposés dans la conduite sont appelés éléments primaires, en comprenant dans
ce terme les prises de pression, tandis que tous les autres instruments ou dispositifs nécessaires à
l'accomplissement du mesurage sont appelés éléments secondaires, et le calculateur de débit qui reçoit
ces mesures et effectue les algorithmes est appelé élément tertiaire. L’ISO 5167 (toutes les parties)
concerne les éléments primaires; les éléments secondaires (ISO 2186) et tertiaires ne seront mentionnés
qu’exceptionnellement.
Les aspects de sécurité ne sont pas traités dans l’ISO 5167-1 à l’ISO 5167-6. Il incombe à l'utilisateur de
s'assurer que le système est conforme aux réglementations applicables en matière de sécurité.
vi
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NORME INTERNATIONALE ISO 5167-3:2022(F)
Mesurage du débit des fluides au moyen d'appareils
déprimogènes insérés dans des conduites en charge de
section circulaire —
Partie 3:
Tuyères et Venturi-tuyères
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie la géométrie et le mode d'emploi (conditions d'installation et d'utilisation)
de tuyères et de Venturi-tuyères insérés dans une conduite en charge dans le but de déterminer le débit
du fluide s'écoulant dans cette conduite.
Le présent document fournit également des informations de fond nécessaires au calcul de ce débit, et il
convient de l'utiliser conjointement avec les exigences stipulées dans l’ISO 5167-1.
Le présent document est applicable aux tuyères et aux Venturi-tuyères dans lesquels l'écoulement reste
subsonique dans tout le tronçon de mesurage et dans lesquels un fluide peut être considéré comme
monophasique. De plus, chacun de ces appareils ne peut être utilisé que dans des limites spécifiées de
diamètre de conduite et de nombre de Reynolds. Il n'est pas applicable au mesurage d'un écoulement
pulsé. Il ne couvre pas l'utilisation de tuyères et de Venturi-tuyères dans des conduites de diamètre
inférieur à 50 mm ou supérieur à 630 mm, ni les cas où les nombres de Reynolds rapportés à la
tuyauterie sont inférieurs à 10 000.
Le présent document traite
a) de trois types de tuyères normalisées:
1)
1) la tuyère ISA 1932 ;
2)
2) la tuyère à long rayon ;
3) la tuyère avec prises de pression au col;
b) du Venturi-tuyère.
Les trois types de tuyères normalisées sont fondamentalement différents et sont décrits séparément
dans le présent document. Le Venturi-tuyère a la même face amont que la tuyère ISA 1932, mais, étant
donné qu'il comporte un divergent et, par conséquent, un emplacement différent pour les prises de
pression aval, il est décrit séparément. Ce modèle présente une perte de pression plus basse qu’une
tuyère similaire. Pour toutes ces tuyères et pour le Venturi-tuyère, des étalonnages directs ont été
réalisés, en nombre suffisant, sur une gamme suffisante et avec une qualité suffisante pour permettre
à des systèmes d'application cohérents de se baser sur leurs résultats et coefficients dans certaines
limites prévisibles d'incertitude.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
1) ISA est le sigle de la Fédération internationale des associations nationales de normalisation, organisme
remplacé par l’ISO en 1946.
2) La tuyère à long rayon se distingue de la tuyère ISA 1932 par sa forme et par la position des prises de pression.
1
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ISO 5167-3:2022(F)
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 4006, Mesure de débit des fluides dans les conduites fermées — Vocabulaire et symboles
ISO 5167-1, Mesurage de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des conduites en
charge de section circulaire — Partie 1: Principes généraux et exigences générales
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes, définitions et symboles donnés dans l’ISO 4006 et
dans l’ISO 5167-1 s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
4 Principes de la méthode de mesure et mode de calcul
Le principe de la méthode de mesure consiste à interposer une tuyère ou un Venturi-tuyère sur le
passage d'un fluide s'écoulant en charge dans une conduite, ce qui crée une pression différentielle
statique entre le côté amont et le col. On peut déduire la valeur du débit de la mesure de cette pression
différentielle et de la connaissance des caractéristiques du fluide en écoulement ainsi que des
circonstances d'utilisation de l'appareil. Il est admis que celui-ci est géométriquement semblable à
l'un de ceux ayant fait antérieurement l'objet d'étalonnages directs et qu'il est utilisé dans les mêmes
conditions, c'est-à-dire qu'il est en tous points conforme au présent document.
Le débit-masse peut être déterminé à l'aide de la Formule (1):
C π
2
q = ερdp2Δ (1)
m 1
4 4
1−β
Les limites d'incertitude peuvent être calculées en utilisant le mode opératoire indiqué
dans l’ISO 5167-1:2022, Article 8.
De même, on peut calculer la valeur du débit-volume à l'aide de la Formule (2):
q
m
q = (2)
V
ρ
où
ρ est la masse volumique du fluide à la température et à la pression pour lesquelles le volume est
donné;
q est le débit-volume.
V
Le calcul du débit, qui est un procédé purement arithmétique, est effectué en remplaçant les différents
termes situés à droite de la Formule (1) par leurs valeurs numériques. Les Tableaux A.1 à A.5 sont donnés
à titre indicatif. Les Tableaux A.1, A.2 et A.4 donnent les valeurs de C en fonction de β. Le Tableau A.3
donne les valeurs de C en fonction de Re . Le Tableau A.5 donne les facteurs de détente, ε. Ces valeurs ne
d
sont pas prévues pour une interpolation précise. L'extrapolation n'est pas permise.
Le coefficient de décharge, C, peut être fonction du nombre de Reynolds, Re ou Re , qui est lui-même
D d
fonction de q . Il convient d'obtenir la valeur de C par itération. (Voir l’ISO 5167-1 pour obtenir des
m
recommandations sur le choix du mode opératoire d'itération et des estimations initiales).
2
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ISO 5167-3:2022(F)
Les diamètres d et D mentionnés dans la Formule (1) sont les valeurs des diamètres dans les conditions
de service. Il convient donc de corriger les valeurs d et D mesurées dans d'autres conditions pour tenir
compte de la dilatation ou de la contraction éventuelle du diaphragme et de la conduite résultant des
valeurs de la température et de la pression du fluide lors du mesurage.
Il est nécessaire de connaître la masse volumique et la viscosité du fluide dans les conditions de service.
Dans le cas de fluide compressible, il est également nécessaire de connaître l’exposant isentropique du
fluide dans les conditions de service.
5 Tuyères et Venturi-tuyères
5.1 Tuyère ISA 1932
5.1.1 Forme générale
La partie de la tuyère située à l'intérieur de la conduite présente une symétrie de révolution. La tuyère
se compose d'un convergent à profil arrondi et d'un col cylindrique.
La Figure 1 représente la coupe d'une tuyère ISA 1932 par un plan passant par l'axe du col.
Les lettres dans le texte renvoient aux repères correspondants à la Figure 1.
5.1.2 Profil de la tuyère
5.1.2.1 On peut décrire le profil de la tuyère en distinguant:
— une partie plane d'entrée A, perpendiculaire à l'axe;
— un convergent défini par deux arcs de circonférences B et C;
— un col cylindrique E; et
— un chambrage F (nécessaire seulement si l'on craint d'endommager l'arête G).
5.1.2.2 La partie plane d'entrée A est limitée par une circonférence centrée sur l'axe de révolution, de
diamètre 1,5d, et par la circonférence intérieure de la conduite, de diamètre D.
Lorsque d = (2/3)D, la largeur radiale de cette partie plane est nulle.
Lorsque d est supérieur à (2/3)D, la face amont ne comporte pas de partie plane d'entrée intérieure à la
conduite. Dans ce cas, on fabrique la tuyère comme si D était supérieur à 1,5d et on tronçonne ensuite
la partie plane d'entrée de telle sorte que le plus grand diamètre du profil convergent soit juste égal à D
[voir 5.1.2.7 et Figure 1 b)].
5.1.2.3 L'arc de circonférence B est tangent à la partie plane d'entrée A lorsque d < (2/3)D. Son rayon,
R , est égal à 0,2d ± 0,02d lorsque β < 0,5 et à 0,2d ± 0,006d lorsque β ≥ 0,5. Son centre est situé à 0,2d de
1
la partie plane d'entrée et à 0,75d de l'axe de révolution.
5.1.2.4 L'arc de circonférence C est tangent à l’arc de circonférence B et au col E. Son rayon, R , est égal
2
à d/3 ± 0,033d lorsque β < 0,5 et à d/3 ± 0,01d lorsque β ≥ 0,5. Son centre est situé à d/2 + d/3 = (5/6)d
de l’axe de révolution et tel que donné par la Formule (3), à
12+ 39
ad= =0,3041d (3)
n
60
de la partie plane d'entrée A.
3
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ISO 5167-3:2022(F)
a) d ≤ (2/3)D b) d > (2/3)D
Légende
1 partie à tronçonner
a
Voir 5.1.2.7.
b
Sens de l’écoulement.
Figure 1 — Tuyère ISA 1932
5.1.2.5 Le col E a un diamètre d et une longueur b = 0,3d.
n
On doit prendre pour valeur de d la moyenne des mesures d'au moins quatre diamètres situés dans des
plans méridiens formant entre eux des angles approximativement égaux.
Le col doit être cylindrique. Aucun diamètre d'une section quelconque ne doit différer de plus de 0,05 %
par rapport à la valeur du diamètre moyen. Cette exigence est considérée comme satisfaite lorsque les
différences de longueur de n'importe lequel des diamètres mesurés sont conformes à ladite exigence en
ce qui concerne l’écart à la moyenne des diamètres mesurés.
4
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ISO 5167-3:2022(F)
5.1.2.6 Le chambrage F a un diamètre c au moins égal à 1,06d et une longueur inférieure ou égale
n
à 0,03d. Le rapport de la profondeur du chambrage (c − d)/2 à sa longueur axiale ne doit pas être
n
supérieur à 1,2.
L'arête de sortie G doit être vive.
5.1.2.7 La longueur totale de la tuyère, chambrage F non compris, en fonction de la valeur de β, est
égale à
2
0,604 1d pour 0,3 ≤ β ≤
3
et
07,,50 25 2
0,404 1+− −0,5225 d pour < β ≤ 0,8.
2
β 3
β
5.1.2.8 On doit vérifier au gabarit le profil du convergent d'entrée.
Deux diamètres du convergent d'entrée situés dans le même plan perpendiculaire à l'axe de révolution
ne doivent pas différer entre eux de plus de 0,1 % de leur valeur moyenne.
5.1.2.9 La surface de la face amont et du col doit être telle qu'elle présente un critère de
−4
rugosité Ra ≤ 10 d.
5.1.3 Face aval
5.1.3.1 L'épaisseur H ne doit pas dépasser 0,1D.
5.1.3.2 En dehors de la condition spécifiée en 5.1.3.1, le profil et la finition de la face aval ne sont pas
spécifiés (voir 5.1.1).
5.1.4 Matériau et fabrication
La tuyère ISA 1932 peut être fabriquée en n'importe quel matériau et de n'importe quelle manière,
pourvu qu'elle reste conforme à la description ci-devant pendant le mesurage du débit.
5.1.5 Prises de pression
5.1.5.1 Des prises de pression dans les angles doivent être utilisées en amont de la tuyère.
Les prises de pression amont peuvent être des prises de pression individuelles ou des fentes annulaires.
Ces deux types de prises peuvent être placées sur la conduite, dans ses brides ou dans des bagues
porteuses comme indiqué à la Figure 1.
L’éloignement entre les axes de prises de pression amont individuelles et la face A est égal au
demi-diamètre ou à la demi-largeur des prises elles-mêmes, de sorte que les prises de pression
débouchent au ras de la face A. L’axe des prises de pression amont individuelles doivent correspondre à
l’axe de l’élément primaire à un angle aussi voisin que possible de 90°.
Le diamètre δ d'une prise de pression individuelle amont et la largeur a de fentes annulaires sont
1
spécifiés ci-après. Le diamètre minimal est dé
...
Style Definition: Heading 1: Indent: Left: 0 pt, First line:
ISO/TC 30/SC 2 N
0 pt, Tab stops: Not at 21.6 pt
Style Definition: Heading 2: Font: Bold, Tab stops: Not at
Date: 2022-05
18 pt
Style Definition: Heading 3: Font: Bold
ISO 5167-3:2022(E)
Style Definition: Heading 4: Font: Bold
ISO/TC 30/SC 2/WG 18
Style Definition: Heading 5: Font: Bold
Style Definition: Heading 6: Font: Bold
Date: 2022-xx
Style Definition: ANNEX
Secretariat: BSI Style Definition: AMEND Terms Heading: Font: Bold
Style Definition: AMEND Heading 1 Unnumbered: Font:
Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in Bold
circular cross-section conduits running full — Part 3: Nozzles and Venturi nozzles
Mesurage de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des
conduites en charge de section circulaire — Partie 3: Tuyères et Venturi-tuyères
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ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
© ISO 2022 Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
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Fax: +41 22 749 09 47
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
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ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
Contents Page
Foreword . 5v
Introduction . 6vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions . 2
4 Principles of the method of measurement and computation . 2
5 Nozzles and Venturi nozzles . 3
5.1 ISA 1932 nozzle . 3 Formatted: Pattern: Clear
5.1.1 General shape . 3
Formatted: Pattern: Clear
5.1.2 Nozzle profile . 3
5.1.3 Downstream face . 5
5.1.4 Material and manufacture . 5
5.1.5 Pressure tappings . 5
5.1.6 Coefficients of ISA 1932 nozzles . 7 Formatted: Pattern: Clear
5.1.7 Uncertainties . 8
Formatted: Pattern: Clear
5.1.8 Pressure loss, Δϖ . 8
5.2 Long radius nozzles . 9
5.2.1 General . 9
5.2.2 Profile of high-ratio nozzle . 9
5.2.3 Profile of low-ratio nozzle . 11
5.2.4 Material and manufacture . 11
5.2.5 Pressure tappings . 11
5.2.6 Coefficients of long radius nozzles . 12
5.2.7 Uncertainties . 12
5.2.8 Pressure loss, Δϖ . 13
5.3 Throat-tapped nozzles . 13
5.3.1 General . 13
5.3.2 Profile of throat-tapped nozzle . 13
5.3.3 Material and manufacturing . 14
5.3.4 Pressure Tappings . 14
5.3.5 Coefficients . 15
5.3.6 Uncertainties . 16
5.3.7 Calibration and extrapolation . 16
5.3.8 Pressure Loss . 17
5.4 Venturi nozzles . 17
5.4.1 General shape . 17
5.4.2 Material and manufacture . 19
5.4.3 Pressure tappings . 19
5.4.4 Coefficients . 20
5.4.5 Uncertainties . 21
5.4.6 Pressure loss . 21
6 Installation requirements . 22
6.1 General . 22
6.2 Minimum upstream and downstream straight lengths for installation between
various fittings and the primary device . 22
6.3 Flow conditioners . 30
© ISO 2022 – All rights reserved iii
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ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
6.4 Circularity and cylindricality of the pipe . 30
6.5 Location of primary device and carrier rings . 32
6.6 Method of fixing and gaskets. 32
7 Flow calibration of nozzles . 32
7.1 General . 32
7.2 Test facility . 33
7.3 Meter installation . 33
7.4 Design of the test programme . 33
7.5 Reporting the calibration results . 33
7.6 Uncertainty analysis of the calibration. 34
7.6.1 General . 34
7.6.2 Uncertainty of the test facility . 34
7.6.3 Uncertainty of the nozzle . 34
Annex A (informative) Tables of discharge coefficients and expansibility [expansion]
factors . 35
Annex B (informative) Akashi type (Mitsubishi type) flow conditioner . 42
Bibliography . 43
iv © ISO 2022 – All rights reserved
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ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national
standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally
carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a
technical committee has been established has the right to be represented on that committee.
International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in
the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all
matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).). Commented [eXtyles1]: The URL
https://www.iso.org/directives has been redirected to
http://www.iso.org/directives-and-policies.html. Please
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
verify the URL.
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).).
Commented [eXtyles2]: The URL
https://www.iso.org/patents has been redirected to
http://www.iso.org/iso-standards-and-patents.html. Please
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
verify the URL.
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
Commented [eXtyles3]: The URL
https://www.iso.org/iso/foreword.html has been redirected to
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
http://www.iso.org/foreword-supplementary-
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see
information.html. Please verify the URL.
www.iso.org/iso/foreword.html.
Formatted: Pattern: Clear
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 30, Measurement of fluid flow in closed Formatted: Pattern: Clear
conduits, Subcommittee SC 2 Pressure differential devices., Pressure differential devices, in collaboration
Formatted: Pattern: Clear
with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/SS F05, Measuring
Formatted: Pattern: Clear
instruments, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna
Formatted: English (United States)
Agreement).
Formatted: English (United States)
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 5167-3:2020), of which has been
Formatted: Pattern: Clear
technically revisedit constitutes a minor revision. The main changes compared to the previous edition
Formatted: Pattern: Clear
are as follows::.
Formatted: Pattern: Clear
— harmonization with ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the
Formatted: Pattern: Clear
expression of uncertainty in measurement (GUM:1995).;
Commented [eXtyles4]: The reference is to a withdrawn
standard which has been replaced
— minor changes to give harmonization with the other parts of ISO 5167.
ISO 5167-1, Measurement of fluid flow by means of
pressure differential devices inserted in circular cross-section
A list of all parts in the ISO 5167 series can be found on the ISO website.
conduits running full — Part 1: General principles and
requirements
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
Formatted: Pattern: Clear
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
Formatted: Pattern: Clear
Commented [eXtyles5]: Invalid reference: "ISO 5167
series"
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
© ISO 2022 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
Introduction
ISO 5167, consisting of six parts, covers the geometry and method of use (installation and operating Commented [eXtyles6]: The reference is to a withdrawn
standard which has been replaced
conditions) of orifice plates, nozzles, Venturi tubes, cone meters and wedge meters when they are
inserted in a conduit running full to determine the flowrate of the fluid flowing in the conduit. It also
ISO 5167-1, Measurement of fluid flow by means of
gives necessary information for calculating the flowrate and its associated uncertainty.
pressure differential devices inserted in circular cross-section
conduits running full — Part 1: General principles and
ISO 5167 (all parts) is applicable only to pressure differential devices in which the flow remains
requirements
subsonic throughout the measuring section and where the fluid can be considered as single-phase, but
Formatted: Pattern: Clear
is not applicable to the measurement of pulsating flow. Furthermore, each of these devices can only be
Formatted: Pattern: Clear
used within specified limits of pipe size and Reynolds number.
Commented [eXtyles7]: The reference is to a withdrawn
ISO 5167 (all parts) deals with devices for which direct calibration experiments have been made,
standard which has been replaced
sufficient in number, spread and quality to enable coherent systems of application to be based on their
results and coefficients to be given with certain predictable limits of uncertainty. ISO 5167 also provides ISO 5167-1, Measurement of fluid flow by means of
pressure differential devices inserted in circular cross-section
methdology for bespoke calibration of differential pressure meters.
conduits running full — Part 1: General principles and
The devices introduced into the pipe are called primary devices. The term primary device also includes requirements
the pressure tappings. All other instruments or devices required to facilitate the instrument readings
Formatted: Pattern: Clear
are known as secondary devices, and the flow computer that receives these readings and performs the
Formatted: Pattern: Clear
algorithms is known as a tertiary device. ISO 5167 (all parts) covers primary devices; secondary
Formatted: Pattern: Clear
1
devices (ISO 2186) and tertiary devices will be mentioned only occasionally.
Commented [eXtyles8]: The reference is to a withdrawn
Aspects of safety are not dealt within ISO 5167-1 to ISO 5167-6. It is the responsibility of the user to
standard which has been replaced
ensure that the system meets applicable safety regulations.
ISO 5167-1, Measurement of fluid flow by means of
pressure differential devices inserted in circular cross-section
conduits running full — Part 1: General principles and
requirements
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Commented [eXtyles9]: The reference is to a withdrawn
standard which has been replaced
ISO 5167-1, Measurement of fluid flow by means of
pressure differential devices inserted in circular cross-section
conduits running full — Part 1: General principles and
requirements
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Commented [eXtyles10]: ISO 5167-1: current stage is
60.00
Commented [eXtyles11]: ISO 5167-6: current stage is
40.60
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
1
See ISO 2186, Fluid flow in closed conduits — Connections for pressure signal transmissions between primary and
secondary elements.
vi © ISO 2022 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
Formatted: Justified
Measurement of fluid flow by means of pressure differential
devices inserted in circular cross-section conduits running
full — Part 3: Nozzles and Venturi nozzles
1 Scope
This document specifies the geometry and method of use (installation and operating conditions) of
nozzles and Venturi nozzles when they are inserted in a conduit running full to determine the flowrate
of the fluid flowing in the conduit.
This document also provides background information for calculating the flowrate and is applicable in
conjunction with the requirements given in ISO 5167-1. Commented [eXtyles12]: ISO 5167-1: current stage is
60.00
This document is applicable to nozzles and Venturi nozzles in which the flow remains subsonic
Formatted: Pattern: Clear
throughout the measuring section and where the fluid can be considered as single-phase. In addition,
Formatted: Pattern: Clear
each of the devices can only be used within specified limits of pipe size and Reynolds number. It is not
applicable to the measurement of pulsating flow. It does not cover the use of nozzles and Venturi
Formatted: Pattern: Clear
nozzles in pipe sizes less than 50 mm or more than 630 mm, or where the pipe Reynolds numbers are
below 10 000.
This document deals with
a) three types of standard nozzles:
2
Formatted: Default Paragraph Font
1) ISA 1932 nozzle;
Formatted: Default Paragraph Font
3
2) the long radius nozzle ;
3) the throat-tapped nozzle
b) the Venturi nozzle.
The three types of standard nozzle are fundamentally different and are described separately in this
document. The Venturi nozzle has the same upstream face as the ISA 1932 nozzle, but has a divergent
Formatted: Default Paragraph Font
section and, therefore, a different location for the downstream pressure tappings, and is described
Formatted: Default Paragraph Font
separately. This design has a lower pressure loss than a similar nozzle. For all of these nozzles and for
the Venturi nozzle direct calibration experiments have been made, sufficient in number, spread and
quality to enable coherent systems of application to be based on their results and coefficients to be
given with certain predictable limits of uncertainty.
2
ISA is the abbreviation for the International Federation of the National Standardizing Associations, which was
superseded by ISO in 1946.
3
Formatted: Default Paragraph Font
The long radius nozzle differs from the ISA 1932 nozzle in shape and in the position of the pressure tappings.
Formatted: Default Paragraph Font
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
Formatted: Pattern: Clear
2 Normative references
Formatted: Pattern: Clear
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
Formatted: Pattern: Clear
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
Formatted: Pattern: Clear
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
Formatted: Pattern: Clear
ISO 4006, Measurement of fluid flow in closed conduits — Vocabulary and symbols
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
ISO 5167-1, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-
section conduits running full — Part 1: General principles and requirements
Commented [eXtyles13]: ISO 5167-1: current stage is
60.00
3 Terms and definitions
Commented [eXtyles14]: ISO 5167-1: current stage is
60.00
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4006 and ISO 5167-1 apply.
Formatted: Pattern: Clear
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses: Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
— ISO Online browsing platform: available at https://www.iso.org/obp
Formatted: Pattern: Clear
— IEC Electropedia: available at https://www.electropedia.org/
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
4 Principles of the method of measurement and computation
Formatted: Adjust space between Latin and Asian text,
Adjust space between Asian text and numbers, Tab stops:
The principle of the method of measurement is based on the installation of a nozzle or a Venturi nozzle
Not at 19.85 pt + 39.7 pt + 59.55 pt + 79.4 pt + 99.25
into a pipeline in which a fluid is running full. The installation of the primary device causes a static
pt + 119.05 pt + 138.9 pt + 158.75 pt + 178.6 pt +
pressure difference between the upstream side and the throat. The flowrate can be determined from 198.45 pt
the measured value of this pressure difference and from the knowledge of the characteristics of the
Field Code Changed
flowing fluid as well as the circumstances under which the device is being used. It is assumed that the
Commented [eXtyles15]: Not found, but similar
device is geometrically similar to one on which calibration has been carried out and that the conditions
references exist
of use are the same, i.e. that it is in accordance with this document.
ISO 5167-1:2003, Measurement of fluid flow by means of
The mass flowrate can be determined by Formula (1):
pressure differential devices inserted in circular cross-section
conduits running full — Part 1: General principles and
C π C π
2 2
requirements
q ερdp2∆ q ερdp2∆
(1)
m 1 m 1
4 4
4 4
1−β 1−β Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
The uncertainty limits can be calculated using the procedure given in ISO 5167-1:2022, Clause 8.
Formatted: Pattern: Clear
Similarly, the value of the volume flowrate can be calculated by Formula (2) since Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
q q
m m
q = q =
(2) Formatted: Adjust space between Latin and Asian text,
V V
ρ ρ
Adjust space between Asian text and numbers, Tab stops:
Not at 19.85 pt + 39.7 pt + 59.55 pt + 79.4 pt + 99.25
pt + 119.05 pt + 138.9 pt + 158.75 pt + 178.6 pt +
where
198.45 pt
ρ is the fluid density at the temperature and pressure for which the volume is stated;
Field Code Changed
Formatted: Pattern: Clear
qV is the volume flowrate.
Formatted: Pattern: Clear
Computation of the flowrate, which is a purely arithmetic process, is performed by replacing the
Formatted: Pattern: Clear
different items on the right-hand side of Formula (1) by their numerical values. Tables A.1 to A.5 are
given for convenience. Tables A.1, A.2 and A.4 give the values of C as a function of β. Table A.3 gives the
Formatted: Pattern: Clear
values of C as a function of Re . Table A.5 gives expansibility (expansion) factors, ε. They are not
d
Formatted: Pattern: Clear
intended for precise interpolation. Extrapolation is not permitted.
Commented [eXtyles16]: ISO 5167-1: current stage is
...
The discharge coefficient C may be dependent on Re or Re which is itself dependent on q and has to
D d m
Formatted: Pattern: Clear
be obtained by iteration. (See ISO 5167-1 for guidance regarding the choice of the iteration procedure
Formatted: Pattern: Clear
and initial estimates.)
Formatted: Pattern: Clear
2 © ISO 2022 – All rights reserved
= =
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
The diameters d and D mentioned in Formula (1) are the values of the diameters at working conditions. Formatted: Pattern: Clear
Measurements taken at any other conditions should be corrected for any possible expansion or
contraction of the primary device and the pipe due to the values of the temperature and pressure of the
fluid during the measurement.
It is necessary to know the density and the viscosity of the fluid at working conditions. In the case of a
compressible fluid, it is also necessary to know the isentropic exponent of the fluid at working
conditions.
5 Nozzles and Venturi nozzles
5.1 ISA 1932 nozzle
Formatted: Default Paragraph Font
Formatted: Default Paragraph Font
5.1.1 General shape
The part of the nozzle inside the pipe is circular. The nozzle consists of a convergent section with a
rounded profile, and a cylindrical throat.
Figure 1 shows the cross-section of an ISA 1932 nozzle at a plane passing through the centreline of the Formatted: Pattern: Clear
throat.
Formatted: Default Paragraph Font
The letters in the following text refer to those shown on Figure 1. Formatted: Default Paragraph Font
Formatted: Pattern: Clear
5.1.2 Nozzle profile
5.1.2.1 The profile of the nozzle may be characterized by distinguishing:
— a flat inlet part A, perpendicular to the centreline;
— a convergent section defined by two arcs of circumference B and C;
— a cylindrical throat E;
— a recess F which is optional (it is required only if damage to the edge G is feared).
5.1.2.2 The flat inlet part A is limited by a circumference centred on the axis of revolution, with a
diameter of 1,5d, and by the inside circumference of the pipe, of diameter D.
When d = (2/3)D, the radial width of this flat part is zero.
When d is greater than (2/3)D, the upstream face of the nozzle does not include a flat inlet part within
the pipe. In this case, the nozzle is manufactured as if D were greater than 1,5d, and the inlet flat part is
then faced off so that the largest diameter of the convergent profile is just equal to D [see 5.1.2.7 and Formatted: Pattern: Clear
Figure 1 b)].
Formatted: Pattern: Clear
5.1.2.3 The arc of circumference B is tangential to the flat inlet part A when d < (2/3)D while its radius
R is equal to 0,2d ± 0,02d for β < 0,5 and to 0,2d ± 0,006d for β ≥ 0,5. Its centre is at 0,2d from the inlet
1
plane and at 0,75d from the axial centreline.
5.1.2.4 The arc of circumference C is
...
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 5167-3
ISO/TC 30/SC 2
Measurement of fluid flow by means of
Secretariat: BSI
pressure differential devices inserted
Voting begins on:
2022-06-29 in circular cross-section conduits
running full —
Voting terminates on:
2022-09-21
Part 3:
Nozzles and Venturi nozzles
Mesurage du débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes
insérés dans des conduites en charge de section circulaire —
Partie 3: Tuyères et Venturi-tuyères
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. © ISO 2022
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 5167-3
ISO/TC 30/SC 2
Measurement of fluid flow by means of
Secretariat: BSI
pressure differential devices inserted
Voting begins on:
2022-06-16 in circular cross-section conduits
running full —
Voting terminates on:
2022-08-11
Part 3:
Nozzles and Venturi nozzles
Mesurage du débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes
insérés dans des conduites en charge de section circulaire —
Partie 3: Tuyères et Venturi-tuyères
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2022
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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or ISO’s member body in the country of the requester.
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
ISO copyright office
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
CH-1214 Vernier, Geneva
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Phone: +41 22 749 01 11
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
Email: copyright@iso.org
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
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LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
Published in Switzerland
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
ii
© ISO 2022 – All rights reserved
NATIONAL REGULATIONS. © ISO 2022
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Principles of the method of measurement and computation . 2
5 Nozzles and Venturi nozzles . 3
5.1 ISA 1932 nozzle . 3
5.1.1 General shape . 3
5.1.2 Nozzle profile . 3
5.1.3 Downstream face . 5
5.1.4 Material and manufacture . 5
5.1.5 Pressure tappings . 5
5.1.6 Coefficients of ISA 1932 nozzles . 7
5.1.7 Uncertainties . 8
5.1.8 Pressure loss, Δϖ . 8
5.2 Long radius nozzles . 9
5.2.1 General . 9
5.2.2 Profile of high-ratio nozzle . 9
5.2.3 Profile of low-ratio nozzle . 11
5.2.4 Material and manufacture . 11
5.2.5 Pressure tappings . 11
5.2.6 Coefficients of long radius nozzles .12
5.2.7 Uncertainties .13
5.2.8 Pressure loss, Δϖ .13
5.3 Throat-tapped nozzles . 13
5.3.1 General .13
5.3.2 Profile of throat-tapped nozzle. 13
5.3.3 Material and manufacturing . 14
5.3.4 Pressure tappings . 15
5.3.5 Coefficients . 15
5.3.6 Uncertainties . 16
5.3.7 Calibration and extrapolation . 16
5.3.8 Pressure Loss . 17
5.4 Venturi nozzles . 17
5.4.1 General shape . 17
5.4.2 Material and manufacture . 20
5.4.3 Pressure tappings . 20
5.4.4 Coefficients . 21
5.4.5 Uncertainties .22
5.4.6 Pressure loss .22
6 Installation requirements .23
6.1 General .23
6.2 Minimum upstream and downstream straight lengths for installation between
various fittings and the primary device . 23
6.3 Flow conditioners . 29
6.4 Circularity and cylindricality of the pipe .29
6.5 Location of primary device and carrier rings .30
6.6 Method of fixing and gaskets . 31
7 Flow calibration of nozzles .31
7.1 General . 31
7.2 Test facility . 32
iii
© ISO 2022 – All rights reserved
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
7.3 Meter installation . . 32
7.4 Design of the test programme . 32
7.5 Reporting the calibration results . 32
7.6 Uncertainty analysis of the calibration . 32
7.6.1 General . 32
7.6.2 Uncertainty of the test facility . 33
7.6.3 Uncertainty of the nozzle . 33
Annex A (informative) Tables of discharge coefficients and expansibility [expansion]
factors .34
Annex B (informative) Akashi type (Mitsubishi type) flow conditioner .41
Bibliography .42
iv
© ISO 2022 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 30, Measurement of fluid flow in closed
conduits, Subcommittee SC 2, Pressure differential devices, in collaboration with the European Committee
for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/SS F05, Measuring instruments, in accordance with
the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 5167-3:2020), of which it constitutes a
minor revision. The main changes are as follows:.
— harmonization with ISO/IEC Guide 98-3;
— minor changes to give harmonization with the other parts of ISO 5167.
A list of all parts in the ISO 5167 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
v
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---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
Introduction
ISO 5167, consisting of six parts, covers the geometry and method of use (installation and operating
conditions) of orifice plates, nozzles, Venturi tubes, cone meters and wedge meters when they are
inserted in a conduit running full to determine the flowrate of the fluid flowing in the conduit. It also
gives necessary information for calculating the flowrate and its associated uncertainty.
ISO 5167 (all parts) is applicable only to pressure differential devices in which the flow remains
subsonic throughout the measuring section and where the fluid can be considered as single-phase, but
is not applicable to the measurement of pulsating flow. Furthermore, each of these devices can only be
used within specified limits of pipe size and Reynolds number.
ISO 5167 (all parts) deals with devices for which direct calibration experiments have been made,
sufficient in number, spread and quality to enable coherent systems of application to be based on
their results and coefficients to be given with certain predictable limits of uncertainty. ISO 5167 also
provides methdology for bespoke calibration of differential pressure meters.
The devices introduced into the pipe are called primary devices. The term primary device also includes
the pressure tappings. All other instruments or devices required to facilitate the instrument readings
are known as secondary devices, and the flow computer that receives these readings and performs
the algorithms is known as a tertiary device. ISO 5167 (all parts) covers primary devices; secondary
devices (ISO 2186) and tertiary devices will be mentioned only occasionally.
Aspects of safety are not dealt within ISO 5167-1 to ISO 5167-6. It is the responsibility of the user to
ensure that the system meets applicable safety regulations.
vi
© ISO 2022 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
Measurement of fluid flow by means of pressure
differential devices inserted in circular cross-section
conduits running full —
Part 3:
Nozzles and Venturi nozzles
1 Scope
This document specifies the geometry and method of use (installation and operating conditions) of
nozzles and Venturi nozzles when they are inserted in a conduit running full to determine the flowrate
of the fluid flowing in the conduit.
This document also provides background information for calculating the flowrate and is applicable in
conjunction with the requirements given in ISO 5167-1.
This document is applicable to nozzles and Venturi nozzles in which the flow remains subsonic
throughout the measuring section and where the fluid can be considered as single-phase. In addition,
each of the devices can only be used within specified limits of pipe size and Reynolds number. It is
not applicable to the measurement of pulsating flow. It does not cover the use of nozzles and Venturi
nozzles in pipe sizes less than 50 mm or more than 630 mm, or where the pipe Reynolds numbers are
below 10 000.
This document deals with
a) three types of standard nozzles:
1)
1) ISA 1932 nozzle;
2)
2) the long radius nozzle ;
3) the throat-tapped nozzle
b) the Venturi nozzle.
The three types of standard nozzle are fundamentally different and are described separately in this
document. The Venturi nozzle has the same upstream face as the ISA 1932 nozzle, but has a divergent
section and, therefore, a different location for the downstream pressure tappings, and is described
separately. This design has a lower pressure loss than a similar nozzle. For all of these nozzles and for
the Venturi nozzle direct calibration experiments have been made, sufficient in number, spread and
quality to enable coherent systems of application to be based on their results and coefficients to be
given with certain predictable limits of uncertainty.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
1) ISA is the abbreviation for the International Federation of the National Standardizing Associations, which was
superseded by ISO in 1946.
2) The long radius nozzle differs from the ISA 1932 nozzle in shape and in the position of the pressure tappings.
1
© ISO 2022 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
ISO 4006, Measurement of fluid flow in closed conduits — Vocabulary and symbols
ISO 5167-1, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-
section conduits running full — Part 1: General principles and requirements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4006 and ISO 5167-1 apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
4 Principles of the method of measurement and computation
The principle of the method of measurement is based on the installation of a nozzle or a Venturi nozzle
into a pipeline in which a fluid is running full. The installation of the primary device causes a static
pressure difference between the upstream side and the throat. The flowrate can be determined from
the measured value of this pressure difference and from the knowledge of the characteristics of the
flowing fluid as well as the circumstances under which the device is being used. It is assumed that the
device is geometrically similar to one on which calibration has been carried out and that the conditions
of use are the same, i.e. that it is in accordance with this document.
The mass flowrate can be determined by Formula (1):
C π
2
q = ερdp2Δ (1)
m 1
4 4
1−β
The uncertainty limits can be calculated using the procedure given in ISO 5167-1:2022, Clause 8.
Similarly, the value of the volume flowrate can be calculated by Formula (2) since
q
m
q = (2)
V
ρ
where
ρ is the fluid density at the temperature and pressure for which the volume is stated;
q is the volume flowrate.
V
Computation of the flowrate, which is a purely arithmetic process, is performed by replacing the
different items on the right-hand side of Formula (1) by their numerical values. Tables A.1 to A.5 are
given for convenience. Tables A.1, A.2 and A.4 give the values of C as a function of β. Table A.3 gives
the values of C as a function of Re . Table A.5 gives expansibility (expansion) factors, ε. They are not
d
intended for precise interpolation. Extrapolation is not permitted.
The discharge coefficient C may be dependent on Re or Re which is itself dependent on q and has to
D d m
be obtained by iteration. (See ISO 5167-1 for guidance regarding the choice of the iteration procedure
and initial estimates.)
The diameters d and D mentioned in Formula (1) are the values of the diameters at working conditions.
Measurements taken at any other conditions should be corrected for any possible expansion or
contraction of the primary device and the pipe due to the values of the temperature and pressure of the
fluid during the measurement.
2
© ISO 2022 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
It is necessary to know the density and the viscosity of the fluid at working conditions. In the case
of a compressible fluid, it is also necessary to know the isentropic exponent of the fluid at working
conditions.
5 Nozzles and Venturi nozzles
5.1 ISA 1932 nozzle
5.1.1 General shape
The part of the nozzle inside the pipe is circular. The nozzle consists of a convergent section with a
rounded profile, and a cylindrical throat.
Figure 1 shows the cross-section of an ISA 1932 nozzle at a plane passing through the centreline of the
throat.
The letters in the following text refer to those shown on Figure 1.
5.1.2 Nozzle profile
5.1.2.1 The profile of the nozzle may be characterized by distinguishing:
— a flat inlet part A, perpendicular to the centreline;
— a convergent section defined by two arcs of circumference B and C;
— a cylindrical throat E;
— a recess F which is optional (it is required only if damage to the edge G is feared).
5.1.2.2 The flat inlet part A is limited by a circumference centred on the axis of revolution, with a
diameter of 1,5d, and by the inside circumference of the pipe, of diameter D.
When d = (2/3)D, the radial width of this flat part is zero.
When d is greater than (2/3)D, the upstream face of the nozzle does not include a flat inlet part within
the pipe. In this case, the nozzle is manufactured as if D were greater than 1,5d, and the inlet flat part
is then faced off so that the largest diameter of the convergent profile is just equal to D [see 5.1.2.7 and
Figure 1 b)].
5.1.2.3 The arc of circumference B is tangential to the flat inlet part A when d < (2/3)D while its
radius R is equal to 0,2d ± 0,02d for β < 0,5 and to 0,2d ± 0,006d for β ≥ 0,5. Its centre is at 0,2d from the
1
inlet plane and at 0,75d from the axial centreline.
5.1.2.4 The arc of circumference C is tangential to the arc of circumference B and to the throat E. Its
radius R is equal to d/3 ± 0,033d for β < 0,5 and to d/3 ± 0,01d for β ≥ 0,5. Its centre is at d/2 + d/3 = (5/6)
2
d from the axial centreline and as given by Formula (3), at
12+ 39
ad= =0,3041d (3)
n
60
from the flat inlet part A.
3
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---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
a) d ≤ (2/3)D b) d > (2/3)D
Key
1 portion to be cut off
a
See 5.1.2.7.
b
Direction of flow.
Figure 1 — ISA 1932 nozzle
5.1.2.5 The throat E has a diameter d and a length b = 0,3d.
n
The value d of the diameter of the throat shall be taken as the mean of the measurements of at least four
diameters distributed in axial planes and at approximately equal angles to each other.
The throat shall be cylindrical. No diameter of any cross-section shall differ by more than 0,05 % from
the value of the mean diameter. This requirement is considered to be satisfied when the deviations in
the length of any of the measured diameters comply with the said requirement in respect of deviation
from the mean.
4
© ISO 2022 – All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/FDIS 5167-3:2022(E)
5.1.2.6 The recess F has a diameter c equal to at least 1,06d and a length less than or equal to 0,03d.
n
The ratio of the depth (c − d)/2 of the recess to its axial length shall not be greater than 1,2.
n
The outlet edge G shall be sharp.
5.1.2.7 The total length of the nozzle, excluding the recess F, as a function of β is equal to
2
0,604 1d for 0,3 ≤ β ≤
3
and
07,,50 25 2
0,404 1+− −0,,522 5 d for <≤β 08.
2
β 3
β
5.1.2.8 The profile of the convergent inlet shall be checked by means of a template.
Two diameters of the convergent inlet in the same plane perpendicular to the axial centreline shall not
differ from each other by more than 0,1 % of their mean value.
5.1.2.9 The surface of the upstream face and the throat shall be such that they have a roughness
−4
criterion Ra ≤ 10 d.
5.1.3 Downstream face
5.1.3.1 The thickness, H shall not exceed 0,1D.
5.1.3.2 Apart from the condition given in 5.1.3.1, the profile and the surface finish of the downstream
face are not specified (see 5.1.1).
5.1.4 Material and manufacture
The ISA 1932 nozzle may be manufactured from any material and in any way, provided that it remains
in accordance with the foregoing description during flow measurement.
5.1.5 Pressure tappings
5.1.5.1 Corner pressure tappings shall be used upstream of the nozzle.
The upstream pressure tappings may be either single tappings or annular slots. Both types of tappings
may be located either in the pipe or its flanges or in carrier rings as shown in Figure 1.
The spacing between the centrelines of individual upstream tappings and face A is equal to h
...
Questions, Comments and Discussion
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