JIS B 2005-2-1:2019 工業プロセス用調節弁―第２部：流れの容量―第１節：取付け状態における流れのサイジング式

                                                             B 2005-2-1 : 2019 (IEC 60534-2-1 : 2011)

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[2]
•  3 用語及び定義・・・・[2]
•  4 記号・・・・[2]
•  5 取付け・・・・[3]
•  6 非圧縮性流体に対するサイジング式・・・・[4]
•  6.1 乱流・・・・[4]
•  6.2 差圧・・・・[5]
•  6.3 非乱流(層流及び遷移領域での流れ)・・・・[5]
•  7 圧縮性流体に対するサイジング式・・・・[5]
•  7.1 一般・・・・[5]
•  7.2 差圧・・・・[6]
•  7.3 比熱比係数,Fγ・・・・[6]
•  7.4 膨張係数,Y・・・・[6]
•  7.5 圧縮係数,Z・・・・[7]
•  7.6 非乱流(層流及び遷移領域での流れ)・・・・[7]
•  8 非圧縮性及び圧縮性流れに共通の補正係数・・・・[7]
•  8.1 種々の配管形状係数,(FP,FLP及びxTP)・・・・[7]
•  8.2 配管形状係数,FP・・・・[8]
•  8.3 継手を接続する場合の液体圧力回復係数と配管形状係数との組合せ係数,FLP・・・・[8]
•  8.4 継手を接続する場合の差圧比係数,xTP・・・・[9]
•  9 バルブレイノルズ数,Rev・・・・[9]
•  附属書A(規定)非乱流サイジング式の分類・・・・[11]
•  附属書B(規定)多段調節弁のサイジング計算式・・・・[14]
•  附属書C(参考)配管係数計算の検討・・・・[21]
•  附属書D(参考)エンジニアリング資料・・・・[26]
•  附属書E(参考)計算例・・・・[32]
•  参考文献・・・・[44]

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B 2005-2-1 : 2019 (IEC 60534-2-1 : 2011)

まえがき

  この規格は,工業標準化法第14条によって準用する第12条第1項の規定に基づき,一般社団法人日本
バルブ工業会(JVMA)から,工業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を改正すべきとの申出があり,日本工
業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が改正した日本工業規格(日本産業規格)である。
  これによって,JIS B 2005-2-1:2005は改正され,この規格に置き換えられた。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。
  JIS B 2005の規格群には,次に示す部編成がある。
    JIS B 2005-1 第1部 : 調節弁用語及び一般的必要条件
    JIS B 2005-2-1 第2部 : 流れの容量−第1節 : 取付け状態における流れのサイジング式
    JIS B 2005-2-3 第2部 : 流れの容量−第3節 : 試験手順
    JIS B 2005-2-4 第2部 : 流れの容量−第4節 : 固有流量特性及びレンジアビリティ
    JIS B 2005-3-1 第3部 : 寸法−第1節 : フランジ形二方ストレート形グローブ調節弁の面間寸法及び
        アングル形グローブ調節弁の中心-面間寸法
    JIS B 2005-3-2 第3部 : 寸法−第2節 : バタフライ弁を除く回転形調節弁の面間寸法
    JIS B 2005-3-3 第3部 : 寸法−第3節 : 突合せ溶接形二方ストレート形グローブ調節弁の面間寸法
    JIS B 2005-4 第4部 : 検査及び試験
    JIS B 2005-5 第5部 : 表示
    JIS B 2005-6-1 第6部 : 調節弁へのポジショナの取付けの詳細−第1節 : 直線運動駆動部へのポジシ
        ョナの取付け
    JIS B 2005-6-2 第6部 : 調節弁へのポジショナの取付けの詳細−第2節 : 回転運動駆動部へのポジシ
        ョナの取付け
    JIS B 2005-7 第7部 : 調節弁データシート
    JIS B 2005-8-1 第8部 : 騒音−第1節 : 調節弁の空気力学的流動騒音の実験室における測定
    JIS B 2005-8-2 第8部 : 騒音−第2節 : 調節弁の液体流動騒音の実験室における測定
    JIS B 2005-8-3 第8部 : 騒音−第3節 : 調節弁の空気力学的流動騒音の予測方法
    JIS B 2005-8-4 第8部 : 騒音−第4節 : 調節弁の液体流動騒音の予測方法

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                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                        B 2005-2-1 : 2019
                                                                        (IEC 60534-2-1 : 2011)

工業プロセス用調節弁−第2部 : 流れの容量−第1節 : 取付け状態における流れのサイジング式

Industrial-process control valves-Part 2-1: Flow capacity-Sizing equations for fluid flow under installed conditions

序文

  この規格は,2011年に第2版として発行されたIEC 60534-2-1を基に,技術的内容及び構成を変更する
ことなく作成した日本工業規格(日本産業規格)である。
  なお,この規格で点線の下線を施してある参考事項は,対応国際規格にはない事項である。

1 適用範囲

  この規格は,調節弁を流れる圧縮性流体及び非圧縮性流体の流れを予測する式について規定する。
  非圧縮性流体の式は,非圧縮性ニュートン流体についての基本的な水力学の式に基づいている。これら
の式は,非ニュートン流体,混合流体,スラリー及び固液輸送系については適用しない。これらの式は,
非蒸発の多成分混合液へ適用してもよい。箇条6に追加の説明式を規定する。
  入口絶対圧力に対する差圧の比(Δp/p1)がごく小さい場合には,圧縮性流体は,非圧縮性流体と同様の
流れとなる。そのような場合には,圧縮性流体のサイジング式は,非圧縮性ニュートン流体の基本的な水
力学の式と同様として扱うことができる。Δp/p1が増加するとともに圧縮性の影響が現れるため,適切な補
正係数を用いて基本式を修正する必要がある。圧縮性流体の式は,理想気体又は蒸気に対して使用し,気
体−液体,蒸気−液体又は気体−固体の多相流体に対しては使用することはできない。比熱比γが,1.08
<γ<1.65の場合には,その精度は妥当である。
  圧縮性流体の場合には,この規格は,xT≦0.84のバルブに対して有効である(表D.2参照)。xT>0.84の
バルブ[例えば,多段減圧弁(附属書B参照)など]に対しては,サイジング予測によって大きな誤差が
見込まれる。
  次の条件の場合には,調節弁の計算精度は妥当である。
                           C
                                .0047
                         N18d2
  この規格において使用している数式の構造は旧規格から大きく変わっているが,基本的な計算方法は,
ほぼ同じである。種々の式の表示方法を簡素化し,文書を読みやすくするために表示形式を改正した。
    注記 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
          IEC 60534-2-1:2011,Industrial-process control valves−Part 2-1: Flow capacity−Sizing equations for
              fluid flow under installed conditions(IDT)
            なお,対応の程度を表す記号“IDT”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“一致している”こ
          とを示す。

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2
B 2005-2-1 : 2019 (IEC 60534-2-1 : 2011)

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS B 2005-1 工業プロセス用調節弁−第1部 : 調節弁用語及び一般的必要条件
      注記 対応国際規格 : IEC 60534-1,Industrial-process control valves−Part 1: Control valve terminology
             and general considerations
    JIS B 2005-2-3 工業プロセス用調節弁−第2部 : 流れの容量−第3節 : 試験手順
      注記 対応国際規格 : IEC 60534-2-3,Industrial-process control valves−Part 2-3: Flow capacity−Test
             procedures

3 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS B 2005-1によるほか,次による。
3.1
バルブ形状修正係数,Fd(valve style modifier)
  単一流路の水力学的直径に対する円形オリフィスの直径との比。円形オリフィスの面積は使用する弁開
度における,同じ特性をもつ全ての流路の面積の総和に等しい。この係数は,製造業者によって弁開度の
関数として示すことが望ましい(附属書D参照)。
3.2
標準体積流量,Qs(standard volumetric flowrates)
  単位時間当たりの体積(m3/h)で表す圧縮性流体の体積流量(記号Qsによって表す。)。次のいずれかに
対応して決まる。
a) 標準気体状態,絶対圧力101.325 kPa(1 013.25 mbar),温度288 K
b) 標準大気条件,絶対圧力101.325 kPa(1 013.25 mbar),温度273 K
  これら二つの基準条件に対して流量方程式で使用する数値定数を決めている(表2参照)。

4 記号

  この規格で用いる記号は,表1による。
                                           表1−記号
   記号                              意味                                       単位
    C    容量係数(Kv,Cv)                                            多種(JIS B 2005-1参照)d)
    d    バルブ呼び径                                                            mm
    D    配管の内径                                                              mm
   D1    上流配管の内径                                                          mm
   D2    下流配管の内径                                                          mm
   Do    オリフィス径                                                            mm
   Fd    バルブ形状修正係数(附属書D参照)                                    無次元数d)
   FF    液体臨界圧力比係数                                                    無次元数
   FL    継手を接続しない場合の調節弁の液体圧力回復係数                       無次元数d)
   FLP   継手を接続する場合の調節弁の液体圧力回復係数と配管形状係数との組     無次元数
         合せ係数
   FP    配管形状係数                                                         無次元数

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                                                             B 2005-2-1 : 2019 (IEC 60534-2-1 : 2011)
                                       表1−記号(続き)
   記号                              意味                                       単位
   FR    レイノルズ数係数                                                     無次元数
   Fγ   比熱比係数                                                           無次元数
   M     流体のモル質量                                                        kg/kmol
    N    数値定数(表2参照)                                                   多種a)
   p1    A点で測定した入口絶対静圧(図1参照)                                kPa又はbarb)
   p2    B点で測定した出口絶対静圧(図1参照)                                kPa又はbar
   pc    熱力学的臨界絶対圧力                                                kPa又はbar
    pr   換算圧力(p1/pc)                                                    無次元数
   pv    入口温度における液体の絶対蒸気圧                                    kPa又はbar
         上流圧力タップと下流圧力タップとの間の差圧(p1−p2)
  Δpactual                                                                  kPa又はbar
  Δpchoked 閉塞状態での差圧(非圧縮性流れに対する限界差圧の計算値)         kPa又はbar
  Δpsizing
         サイジング差圧(非圧縮性流れについて,流れの計算又は必要容量係数に  kPa又はbar
         用いる圧力差の値)
    Q    実体積流量                                                             m3/h
   Qs    標準体積流量(3.2参照)                                                m3/h
   Rev   バルブレイノルズ数                                                   無次元数
   T1    入口絶対温度                                                            K
   Tc    熱力学的絶対臨界温度                                                    K
   Tr    換算温度(T1/Tc)                                                    無次元数
    ts   標準状態における参照温度                                                K
   W     質量流量                                                               kg/h
    x    入口絶対圧力に対する差圧比(Δp/p1)                                 無次元数
  xchoked閉塞圧力降下比(圧縮性流れに対する閉塞圧力降下比)                   無次元数
  xsizingサイジング圧力降下比(圧縮性流れについて流れ又は必要容量係数に用い   無次元数
         る圧力降下比)
   xT    閉塞流れにおいて継手を接続しない場合の調節弁の差圧比係数             無次元数d)
   xTP   閉塞流れにおいて継手を接続する場合の調節弁の差圧比係数               無次元数
    Y    膨張係数                                                             無次元数
   Z1    入口条件における圧縮係数                                             無次元数
    ν   動粘度                                                                 m2/sc)
   ρ1   p1及びT1における流体密度                                               kg/m3
  ρ1/ρ0相対密度(水の場合は,15 ℃においてρ1/ρ0=1.0)                    無次元数
    γ   比熱比                                                               無次元数
    ζ   調節弁に接続するレデューサ,エクスパンダ又はその他継手の速度水頭損   無次元数
         失係数
    ζ1  上流継手の速度水頭損失係数                                           無次元数
    ζ2  下流継手の速度水頭損失係数                                           無次元数
   ζB1  入口ベルヌーイ係数                                                   無次元数
   ζB2  出口ベルヌーイ係数                                                   無次元数
 注a) 数値定数の単位を決めるために,表2の単位を用いて,適合する式で次元解析を行う。
    b) 1 bar=102 kPa=105 Pa
    c) 1 cSt=10−6 m2/s
    d) これらの値は,開度と関係があり,製造業者が示すことが望ましい。

5 取付け

  多くの工業用途では,レデューサ,その他の継手などを調節弁に接続する。これらの継手が調節弁の公

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