ICS 17.120.10 N 12
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T30243—2013
封闭管道中流体流量的测量 V形内锥流量测量节流装置
Measurement of fluid flow in closed conduits-
Specifications for V-cone pressure differential flow measuring device
2014-07-01实施
2013-12-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布中国国家标准化管理委员会 GB/T30243—2013
目 次
前言 1 范围
规范性引用文件 3 术语和定义
2
测量原理产品分类与基本参数 5.1产品分类 5.2 基本参数 6 测量的一般要求 6.1 流体的性质 6.2 流动状态 6.3 安装 7 技术要求 7.1 基本误差限和重复性误差 7.2 耐压强度 7.3 压力损失 7.4 外观
N
5
...
8 试验方法 8.1 试验设备和试验条件 8.2 基本误差和重复性误差 8.3 耐压强度 8.4 压力损失 8.5 外观 9 检验规则 9.1 出厂检验 9.2 型式检验 10 标志、包装及储存 10.1 标志 10.2 包装 10.3 运输 10.4 储存附录A（资料性附录） 可膨胀性系数ε的计算附录B（资料性附录) V锥最小上、下游直管段参考文献 GB/T30243-2013
前言
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会（SAC/TC124)归口。 本标准由上海工业自动化仪表研究院、天津大学自动化系负责起草。北京瑞普三元仪表公司、重庆
川仪自动化股份有限公司流量仪表分公司、丹东通博电器（集团）有限公司、福建上润精密仪器有限公司、合肥精大仪表有限公司、江阴节流装置厂有限公司、开封仪表有限公司、山东飞龙仪表有限公司、上海华强仪表有限公司、上海肯特智能仪器有限公司、上海信东仪器仪表有限公司、天津市亿环自动化仪表技术有限公司、天信仪表集团有限公司、余姚市银环流量仪表有限公司、浙江迪元仪表有限公司、中国仪器仪表行业协会自动化仪表分会参加起草（按汉语拼音顺序排列）。
本标准主要起草人：张涛、徐英、李明华。 本标准参加起草人（按汉语拼音顺序排列）：戈剑、郭爱华、郭永刚、何勤、李振中、林清萍、刘杰、刘忠海、
吕宁军、苗豫生、邵思、孙向东、武丽英、颜永丰、赵仁玉、朱家顺、朱建国。
I GB/T 30243—2013
封闭管道中流体流量的测量 V形内锥流量测量节流装置
1范围
本标准规定了安装在充满流体的圆形截面管道中测量流体流量的V形内锥流量测量节流装置（以
下简称V锥）的术语、产品分类、基本参数、要求、试验方法、检验规则、标志、包装及储存。
本标准适用于测量单相流的V锥。 本标准不适用于测量脉动流的V锥。
2规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T191包装储运图示标志 GB/T2624.1一2006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第1部分：一般
原理和要求
GB/T13384机电产品包装通用技术条件 GB/T17611--1998封闭管道中流体流量的测量术语和符号 GB/T22133一2008流体流量测量流量计性能表述方法 ISO/TR3313:1998 封闭管道中流体流量的测量脉动流对流量测量仪表的影响（Measurement
of fluid flow in closed conduitsGuidelines on the effects of flow pulsations on flow-measurement in- struments)
3术语和定义
GB/T2624.1—2006、GB/T17611—1998和GB/T22133—2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1
V形内锥流量测量节流装置 置V-conepressuredifferential flowmeasuringdevice 由测量圆管、V形锥体组成的节流装置。在测量圆管内，V形锥体同轴固定安装在测量圆管的中
心轴线上。V形锥体由具有同一圆形底面的两个平截头圆锥体构成。 3.2
等效直径比 equivalentdiameterratio β V锥锥体最大直径处的环隙流通面积相等的圆面积的直径与V锥上游测量管道的内径之比，可表
示为式(1)：
VD2-d?
(1) 1
β=1 D GB/T30243—2013
式中： D- 上游测量管道的内径，单位为米（m）；
V锥最大横截面的直径，单位为米（m）。
d
3.3
永久压力损失permanentpressureloss 压力损失或压损pressureloss 流体为克服阻力（例如流体流过各种节流装置、流量计、阻流件、或流动调整器时)所引发的不可恢
复的压力降低值。
4测量原理
充满管道的流体流经管道内的V锥，流束将在节流件（V形锥体)与测量圆管的内壁之间形成局部收缩，从而使流速增加，静压力降低，于是在节流件前后产生静压力差（或称差压）。流体的流速愈大，在节流件前后产生的差压也愈大，所以可通过测量差压来测量流体流经V锥时的流量大小，这种测量方法是以能量守恒定律和流动连续性方程为基础的。原理结构如图1所示。
后锥角
流体
前锥角
锥形芯体
测量圆管
图1原理结构示意图
质量流量与差压的关系可用式(2)确定：
p
C VT-p4 4
·(2)
qm
体积流量可用式(3)确定：
qm p
（3)
qv :
其中：
=p2
.**.( 4)
式中： qm 流体的质量流量，单位为于克每秒(kg/s）； qv 流体体积流量，单位为立方米每秒（m*/s）； C
流出系数，无量纲；
Ap -V锥上、下游侧的差压，单位为帕(Pa)；
V锥上游侧压力，单位为帕(Pa)；
p1 P2 -V锥下游侧压力，单位为帕(Pa)；
工作状况下，节流件上游处流体的密度，单位为千克每立方米（kg/m"）；被测介质的可膨胀性系数，无量纲（不可压缩流体e=1，可压缩流体e<1），e的确定请参照附录A。
p
2 GB/T30243—2013
5产品分类与基本参数
5.1产品分类
V锥与管道连接方式分为： a） 法兰式； b) 夹持式； c) 焊接式。
5.2 基本参数 5.2.1 适用管道通径范围
V锥的适用管道通径范围为25mm～3000mm。 5.2.2 适用雷诺数
V锥的适用雷诺数大于5000，经过锥形芯体产生的差压应不大于表1的差压上限。
表1 差压上限值
节流比差压上限/kPa
0.4 400
0.5 370
0.75 150
0.6 310
0.65 270
5.2.3 等效直径比
V锥的等效直径比β在0.35～0.85之间。 5.2.4 前后锥角
V锥锥形芯体的前锥角为35°~60°后锥角为60°～135 注：后锥角在120°~135°之间为宜。
5.2.5 取压方式
V锥取压方式分为管壁取压、尾部取压。
5测量的一般要求
6
6.1 流体的性质
流体可以是可压缩的或者被认为是不可压缩的。 流体在物理学和热力学上可被认为是均匀的和单相的。高分散度的胶质溶液（例如牛奶），也只有
这类溶液，被认为相当于单相流体。
6.2 流动状态
本标准不适用于脉动流的测量。流体的流量应该恒定，或实际上只随着时间发生微小和缓慢的变化。
符合式(5)条件的流动被认为不是脉动流：
3 GB/T30243—2013
APm≤0.10 △p
(5)
式中： Ap ·--—差压的时间平均值； △pm差压波动分量的均方根值。 Apm只能采用快速响应差压传感器进行精确测量；而且整个二次系统要符合ISO/TR3313：1998
规定的设计建议。但通常并不要求检查是否满足此条件。
只有当一次装置内流体没有相变时，本标准相应部分规定的误差才是有效的。 如果流体是气体，下游与上游的压力比（P2/P，）应足够大，否则可膨胀性系数会有较大的不确定度
（参见附录A）。 6.3安装
V锥的安装应符合下列要求： a）V锥应安装在与上、下游通径一致的相应管道上； b) 流量调节阀应设置在V锥的下游处：
V锥上、下游的最小直管段长度由锥形芯体的几何结构决定，即受节流比、前后锥角等影响，具体应由制造厂根据自行设计的结构通过实流试验给出。附录B为某一特定结构下的上、下游最小直管段长度参考值。
7技术要求
7.1基本误差限和重复性误差
每一台V锥在出厂前都应经过实流标定（校准)来确定它的流出系数和基本误差。 经实流标定后V锥的基本误差应不超过表2中的规定，重复性误差应不超过其基本误差限绝对值
的三分之一。
表2基本误差限
0.5 ± 0.5
1.0 ±1.0
1.5 ± 1.5
2.0 ±2.0
准确度等级
基本误差限/%
7.2耐压强度
V锥应能承受1.5倍公称压力保持5min的耐压强度试验，无损坏、无渗漏。
7.3压力损失
应提供V锥的压力损失测试数据，并提供所测试V锥的口径、β值、流量值等所需信息。 7.4外观
V锥的表面应光洁完整，金属零件应无锈蚀损伤，零部件、紧固件无松动。铭牌上的所有文字、数字、符号及流向标记应正确清晰。
4 GB/T302432013
8 试验方法
8.1 试验设备和试验条件 8.1.1 试验设备
液体流量标准装置： a) 流量标准装置的基本误差限应不超过V锥基本误差限的二分之一； b）装置累积时间内的流量稳定性应优于0.2%。
8.1.2 2试验条件
试验条件如下所示： a）一般试验大气条件
环境温度：5℃～35℃；相对湿度：35%~85%；大气压力：86kPa~106kPa。
b) 其他环境条件
机械振动应小到忽略不计。 c) 试验介质
水或其他液体。 当标定用介质的密度、黏度不同于工况下的介质密度、黏度时，应按等雷诺数原则，对标定用流量进
行换算。 8.2 基本误差和重复性误差 8.2.1试验方法
V锥安装在流量标准装置水平试验管段上，在流量上限值下预运行一段时间（>5min），使管道介质温度均匀，流场稳定，然后开始进行试验，按qmin、0.2qmax、0.4qmx、0.7qmax、9max5个标定点进行标定，分别测出标准流量值、与之对应的差压值及密度值，计算流出系数。
Qmin和qmx分别为V锥的流量测量下限和上限，经计算如果0.2qmax等标定点小于流量测量下限 qmin，则该点可以取消。对口径大于等于300mm的V锥，qmax允许设在上限值的80%左右。 8.2.2流出系数的计算
用液体流量装置标定时，流出系数按式（6)计算：
4qvi V1-β*
C, = D/24/
( 6)
式中： i j qvij 第i个标定点上第j次标定测得的流体体积流量，单位为立方米每秒（m"/s）； pi 第i个标定点上第i次标定测得的差压值，单位为帕(Pa)；
标定点数，1，2，3，4，5；每个标定点的标定次数1，2，，n，n≥3。
第i个标定点上第i次标定测得的流出系数，无量纲。
Cij 第i个标定点的平均流出系数C：按式（7)计算：
5 ICS 17.120.10 N 12
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T30243—2013
封闭管道中流体流量的测量 V形内锥流量测量节流装置
Measurement of fluid flow in closed conduits-
Specifications for V-cone pressure differential flow measuring device
2014-07-01实施
2013-12-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布中国国家标准化管理委员会 GB/T30243—2013
目 次
前言 1 范围
规范性引用文件 3 术语和定义
2
测量原理产品分类与基本参数 5.1产品分类 5.2 基本参数 6 测量的一般要求 6.1 流体的性质 6.2 流动状态 6.3 安装 7 技术要求 7.1 基本误差限和重复性误差 7.2 耐压强度 7.3 压力损失 7.4 外观
N
5
...
8 试验方法 8.1 试验设备和试验条件 8.2 基本误差和重复性误差 8.3 耐压强度 8.4 压力损失 8.5 外观 9 检验规则 9.1 出厂检验 9.2 型式检验 10 标志、包装及储存 10.1 标志 10.2 包装 10.3 运输 10.4 储存附录A（资料性附录） 可膨胀性系数ε的计算附录B（资料性附录) V锥最小上、下游直管段参考文献 GB/T30243-2013
前言
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会（SAC/TC124)归口。 本标准由上海工业自动化仪表研究院、天津大学自动化系负责起草。北京瑞普三元仪表公司、重庆
川仪自动化股份有限公司流量仪表分公司、丹东通博电器（集团）有限公司、福建上润精密仪器有限公司、合肥精大仪表有限公司、江阴节流装置厂有限公司、开封仪表有限公司、山东飞龙仪表有限公司、上海华强仪表有限公司、上海肯特智能仪器有限公司、上海信东仪器仪表有限公司、天津市亿环自动化仪表技术有限公司、天信仪表集团有限公司、余姚市银环流量仪表有限公司、浙江迪元仪表有限公司、中国仪器仪表行业协会自动化仪表分会参加起草（按汉语拼音顺序排列）。
本标准主要起草人：张涛、徐英、李明华。 本标准参加起草人（按汉语拼音顺序排列）：戈剑、郭爱华、郭永刚、何勤、李振中、林清萍、刘杰、刘忠海、
吕宁军、苗豫生、邵思、孙向东、武丽英、颜永丰、赵仁玉、朱家顺、朱建国。
I GB/T 30243—2013
封闭管道中流体流量的测量 V形内锥流量测量节流装置
1范围
本标准规定了安装在充满流体的圆形截面管道中测量流体流量的V形内锥流量测量节流装置（以
下简称V锥）的术语、产品分类、基本参数、要求、试验方法、检验规则、标志、包装及储存。
本标准适用于测量单相流的V锥。 本标准不适用于测量脉动流的V锥。
2规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T191包装储运图示标志 GB/T2624.1一2006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第1部分：一般
原理和要求
GB/T13384机电产品包装通用技术条件 GB/T17611--1998封闭管道中流体流量的测量术语和符号 GB/T22133一2008流体流量测量流量计性能表述方法 ISO/TR3313:1998 封闭管道中流体流量的测量脉动流对流量测量仪表的影响（Measurement
of fluid flow in closed conduitsGuidelines on the effects of flow pulsations on flow-measurement in- struments)
3术语和定义
GB/T2624.1—2006、GB/T17611—1998和GB/T22133—2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1
V形内锥流量测量节流装置 置V-conepressuredifferential flowmeasuringdevice 由测量圆管、V形锥体组成的节流装置。在测量圆管内，V形锥体同轴固定安装在测量圆管的中
心轴线上。V形锥体由具有同一圆形底面的两个平截头圆锥体构成。 3.2
等效直径比 equivalentdiameterratio β V锥锥体最大直径处的环隙流通面积相等的圆面积的直径与V锥上游测量管道的内径之比，可表
示为式(1)：
VD2-d?
(1) 1
β=1 D GB/T30243—2013
式中： D- 上游测量管道的内径，单位为米（m）；
V锥最大横截面的直径，单位为米（m）。
d
3.3
永久压力损失permanentpressureloss 压力损失或压损pressureloss 流体为克服阻力（例如流体流过各种节流装置、流量计、阻流件、或流动调整器时)所引发的不可恢
复的压力降低值。
4测量原理
充满管道的流体流经管道内的V锥，流束将在节流件（V形锥体)与测量圆管的内壁之间形成局部收缩，从而使流速增加，静压力降低，于是在节流件前后产生静压力差（或称差压）。流体的流速愈大，在节流件前后产生的差压也愈大，所以可通过测量差压来测量流体流经V锥时的流量大小，这种测量方法是以能量守恒定律和流动连续性方程为基础的。原理结构如图1所示。
后锥角
流体
前锥角
锥形芯体
测量圆管
图1原理结构示意图
质量流量与差压的关系可用式(2)确定：
p
C VT-p4 4
·(2)
qm
体积流量可用式(3)确定：
qm p
（3)
qv :
其中：
=p2
.**.( 4)
式中： qm 流体的质量流量，单位为于克每秒(kg/s）； qv 流体体积流量，单位为立方米每秒（m*/s）； C
流出系数，无量纲；
Ap -V锥上、下游侧的差压，单位为帕(Pa)；
V锥上游侧压力，单位为帕(Pa)；
p1 P2 -V锥下游侧压力，单位为帕(Pa)；
工作状况下，节流件上游处流体的密度，单位为千克每立方米（kg/m"）；被测介质的可膨胀性系数，无量纲（不可压缩流体e=1，可压缩流体e<1），e的确定请参照附录A。
p
2 GB/T30243—2013
5产品分类与基本参数
5.1产品分类
V锥与管道连接方式分为： a） 法兰式； b) 夹持式； c) 焊接式。
5.2 基本参数 5.2.1 适用管道通径范围
V锥的适用管道通径范围为25mm～3000mm。 5.2.2 适用雷诺数
V锥的适用雷诺数大于5000，经过锥形芯体产生的差压应不大于表1的差压上限。
表1 差压上限值
节流比差压上限/kPa
0.4 400
0.5 370
0.75 150
0.6 310
0.65 270
5.2.3 等效直径比
V锥的等效直径比β在0.35～0.85之间。 5.2.4 前后锥角
V锥锥形芯体的前锥角为35°~60°后锥角为60°～135 注：后锥角在120°~135°之间为宜。
5.2.5 取压方式
V锥取压方式分为管壁取压、尾部取压。
5测量的一般要求
6
6.1 流体的性质
流体可以是可压缩的或者被认为是不可压缩的。 流体在物理学和热力学上可被认为是均匀的和单相的。高分散度的胶质溶液（例如牛奶），也只有
这类溶液，被认为相当于单相流体。
6.2 流动状态
本标准不适用于脉动流的测量。流体的流量应该恒定，或实际上只随着时间发生微小和缓慢的变化。
符合式(5)条件的流动被认为不是脉动流：
3 GB/T30243—2013
APm≤0.10 △p
(5)
式中： Ap ·--—差压的时间平均值； △pm差压波动分量的均方根值。 Apm只能采用快速响应差压传感器进行精确测量；而且整个二次系统要符合ISO/TR3313：1998
规定的设计建议。但通常并不要求检查是否满足此条件。
只有当一次装置内流体没有相变时，本标准相应部分规定的误差才是有效的。 如果流体是气体，下游与上游的压力比（P2/P，）应足够大，否则可膨胀性系数会有较大的不确定度
（参见附录A）。 6.3安装
V锥的安装应符合下列要求： a）V锥应安装在与上、下游通径一致的相应管道上； b) 流量调节阀应设置在V锥的下游处：
V锥上、下游的最小直管段长度由锥形芯体的几何结构决定，即受节流比、前后锥角等影响，具体应由制造厂根据自行设计的结构通过实流试验给出。附录B为某一特定结构下的上、下游最小直管段长度参考值。
7技术要求
7.1基本误差限和重复性误差
每一台V锥在出厂前都应经过实流标定（校准)来确定它的流出系数和基本误差。 经实流标定后V锥的基本误差应不超过表2中的规定，重复性误差应不超过其基本误差限绝对值
的三分之一。
表2基本误差限
0.5 ± 0.5
1.0 ±1.0
1.5 ± 1.5
2.0 ±2.0
准确度等级
基本误差限/%
7.2耐压强度
V锥应能承受1.5倍公称压力保持5min的耐压强度试验，无损坏、无渗漏。
7.3压力损失
应提供V锥的压力损失测试数据，并提供所测试V锥的口径、β值、流量值等所需信息。 7.4外观
V锥的表面应光洁完整，金属零件应无锈蚀损伤，零部件、紧固件无松动。铭牌上的所有文字、数字、符号及流向标记应正确清晰。
4 GB/T302432013
8 试验方法
8.1 试验设备和试验条件 8.1.1 试验设备
液体流量标准装置： a) 流量标准装置的基本误差限应不超过V锥基本误差限的二分之一； b）装置累积时间内的流量稳定性应优于0.2%。
8.1.2 2试验条件
试验条件如下所示： a）一般试验大气条件
环境温度：5℃～35℃；相对湿度：35%~85%；大气压力：86kPa~106kPa。
b) 其他环境条件
机械振动应小到忽略不计。 c) 试验介质
水或其他液体。 当标定用介质的密度、黏度不同于工况下的介质密度、黏度时，应按等雷诺数原则，对标定用流量进
行换算。 8.2 基本误差和重复性误差 8.2.1试验方法
V锥安装在流量标准装置水平试验管段上，在流量上限值下预运行一段时间（>5min），使管道介质温度均匀，流场稳定，然后开始进行试验，按qmin、0.2qmax、0.4qmx、0.7qmax、9max5个标定点进行标定，分别测出标准流量值、与之对应的差压值及密度值，计算流出系数。
Qmin和qmx分别为V锥的流量测量下限和上限，经计算如果0.2qmax等标定点小于流量测量下限 qmin，则该点可以取消。对口径大于等于300mm的V锥，qmax允许设在上限值的80%左右。 8.2.2流出系数的计算
用液体流量装置标定时，流出系数按式（6)计算：
4qvi V1-β*
C, = D/24/
( 6)
式中： i j qvij 第i个标定点上第j次标定测得的流体体积流量，单位为立方米每秒（m"/s）； pi 第i个标定点上第i次标定测得的差压值，单位为帕(Pa)；
标定点数，1，2，3，4，5；每个标定点的标定次数1，2，，n，n≥3。
第i个标定点上第i次标定测得的流出系数，无量纲。
Cij 第i个标定点的平均流出系数C：按式（7)计算：
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