How does an orifice plate flow meter work?

An orifice plate creates a constriction in the pipe. The fluid speeds up through the orifice, causing a pressure drop (ΔP). Flow rate is proportional to √(ΔP), calculated using Q=C×ε×A/√(1−β⁴)×√(2ΔP/ρ) per ISO 5167.

What is the beta ratio?

Beta (β) = d/D, the ratio of orifice bore diameter to pipe internal diameter. Typical range: 0.2 to 0.75. Higher beta = less pressure loss but lower accuracy.

What is the discharge coefficient C?

The discharge coefficient accounts for real fluid effects (vena contracta, friction). For ISO 5167 corner taps, C is calculated from the Reader-Harris/Gallagher equation and is typically 0.59–0.62 for β = 0.3–0.7.

What is the expansibility factor ε?

ε (epsilon) accounts for gas compressibility. For liquids, ε = 1. For gases, ε < 1 and depends on the pressure ratio and the isentropic exponent (κ). ε ≈ 1 for small ΔP/P ratios.

What are the ISO 5167 requirements for straight pipe?

ISO 5167 requires minimum straight pipe upstream (typically 10–44 D depending on fitting type and β) and 4–8 D downstream. Flow conditioners can reduce upstream requirements.

Ferramenta de Engenharia Gratuita — #152

Calculadora de Vazão por Placa de Orifício — ISO 5167

Calcule a vazão através de uma placa de orifício conforme ISO 5167. Insira os diâmetros do orifício e do tubo, a pressão diferencial e a densidade do fluido.

ISO 5167Q = C·ε·A/√(1−β⁴)·√(2ΔP/ρ)Líquidos & Gases

Resultados

Vazão Volumétrica

—

Vazão em Massa

—

Razão Beta (β = d/D)

—

Coeficiente de Descarga C

—

Velocidade no Orifício

—

Velocidade no Tubo

—

Equação de Vazão por Orifício ISO 5167

C — coeficiente de descarga (equação de Reader-Harris/Gallagher)
ε — fator de expansibilidade (1,0 para líquidos incompressíveis)
β — razão de diâmetros d/D
ΔP — pressão diferencial através do orifício
ρ — densidade do fluido a montante

Coeficiente de Descarga Simplificado

Para derivações em canto, C ≈ 0.5959 + 0.0312β^2.1 − 0.184β⁸ (Reader-Harris simplificado). Para derivações em flange, adicione termos de correção para o diâmetro do tubo.

⚠️ Nota: Esta calculadora usa uma estimativa simplificada de C. Para medição de transferência de custódia, use a equação completa de Reader-Harris/Gallagher com correção do número de Reynolds conforme ISO 5167-2.