GB/T 3216-2016 回转动力泵 水力性能验收试验 1级、2级和3级.pdf
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每单位时间内轴旋转的弧度数。 注 1:由式(1)给出:
转速speedofrotation 每单位时间内的转数。
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从泵的出口法兰排出进人管路的流量。 注1:质量流量的单位用千克每秒(kg/s)表示。 注2:泵内部需用、损失或抽取的流量不计人流量: a)水力平衡轴向力所需的排量; b)冷却泵自身轴承。 注3:连接管件的泄漏、内部泄漏等不计人流量。反之同轴电缆标准,所有供其他用途的分出流量均计人流量。如: a)冷却电机轴承; b)冷却齿轮箱(轴承、油冷却器)等。 注4:这些流量是否需要计入以及如何计入分别取决于分出流量的位置和流量测量截面的位置。 3.2.4 体积流量 volumerateofflow 泵出口的体积流量,由式(2)给出
注:本标准中,符号Q也可以表示任何给定截面处的体积流量。它是该截面处质量流量和密度的商(截面可 脚标标示)。
平均速度meanvelocity
平均速度meanvelocit
轴向流速的平均值,由式(3)给出:
:注意在这种情况下由于沿回路的各种原因Q可能会变
局部速度localvelocity 任意给定点的流速。
每单位质量流体的能量除以重力加速度g,由式(4)给出
基准面referenceplane 用作高度测量基准的任一水平面。 注:为了实用,最好不要规定虚设的基准面。 3.2.9 相对基准面的高度heightaboverefe 所研究的点相对基准面的高度。 见图A.1。
GB/T3216—2016/IS09906:2012注:其值:如果所研究的点在基准面之上,其值为正;如果所研究的点在基准面之下,其值为负。3.2.10表压gauge pressure相对大气压力的压力。注1:其值:如果该压力高于大气压力,其值为正;如果该压力低于大气压力,其值为负。注2:在本标准中,除了大气压力和液体的汽化压力以绝对压力表示外,所有的压力均指从压力计或类似的压力指示仪表上读出的表压。3.2.11速度水头velocityhead每单位质量运动液体的动能除以2g,由式(5)给出。U22g(5)3.2.12总水头totalhead任一截面处的总能量。注1:总水头由式(6)给出:H=Z++U?2g(6)pg式中:横截面中心相对基准面的高度;力一所述横截面中心的表压。注2:任一截面处的绝对总水头由式(7)给出:H (aba) pgpg2g(7)3.2.13入口总水头inlettotalhead泵人口截面处的总能量。注:人口总水头由式(8)给出:H, =2g(8)3.2.14出口总水头outlettotalhead泵出口截面处的总能量。注:出口总水头由式(9)给出:(9 )3.2.15扬程pumptotalhead出口总水头和人口总水头的代数差。注1:如果液体的压缩性可忽略不计,则H=H2一H1。如果泵输送液体的压缩性明显,则密度β应用平均值替代:p1 + p2pm2(10 )4
肠程应用式(11)计算
注2:此NPSH与NPSH基准面有关,而人口总水头与基准面有关 注3:由于缩写NPSH(正体且不加粗)这种使用方式的完善性和长期性,允许其在数学公式中作为符号使用。 3.2.20.1 NPSH基准面·NPSHdatumplane 《多级泵》通过由叶轮叶片进口边最外点所描绘的圆的中心的水平面。 3.2.20.2 NPSH基准面NPSHdatumplane 《立轴或斜轴双吸泵》通过较高中心的平面。 见图1。 注:制造厂家根据泵上准确的基准点负责指示出该平面的位置
NPSHA 由装置条件确定的、规定流量下可获得的(可利用的)NPSH。 注:由于缩写NPSHA(正体且不加粗)这种使用方式的完善性和长期性,允许其在数学公式中作为符号使用。 3.2.22 必需汽蚀余量requiredNPSH NPSHR 在规定的流量、转速和输送液体的条件下,泵达到规定性能的最小汽蚀余量(出现可见汽蚀、汽蚀引 起的噪声和振动的增大、扬程或效率开始下降、给定降幅的扬程或效率、汽蚀侵蚀限度),其值由制造厂 家给出。 注:由于缩写NPSHR(正体且不加粗)这种使用方式的完善性和长期性,允许其在数学公式中作为符号使用。 3.2.23 NPSH3 泵第一级扬程下降3%时的必需汽蚀余量,作为标准基准用于表示性能曲线。 注:由于缩写NPSH(正体且不加粗)这种使用方式的完善性和长期性,允许其在数学公式中作为符号使用。 3.2.24 型式数typenumber 按最佳效率点计算的无因次的量。
泵出口液体的有效功率。 注:泵输出功率由式(15)给出
驱动机输入功率driverpowerinput Pgr 泵驱动机吸收的功率。
泵最大输大功率maximumshaftpower P2.mXx 由制造厂家设定的、在规定运行条件下能正常驱动泵的最大输人功率。
泵效率pumpefficiency 泵输出功率除以泵输入功率, 注:泵效率由式(16)给出:
效率overallefficiency
泵输出功率除以驱动机输入功率 注:总效率由式(17)给出:
泵输出功率除以驱动机输入功率。 注:总效率由式(17)给出:
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表1用作符号的基本字母表(按字母顺序排列)
表2用作脚标的字母和数字表
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规定的和合同中商定的规定点(工况点),以下简称“保证点”,应通过一个验收等级和其相对应的容 差进行评价。对于泵的性能试验,这个保证点通常应由保证流量Q和保证扬程Hc加以确定,并且: 也可选用保证效率、保证轴功率或保证必需汽蚀余量(NPSHR)加以确定。在适用的情况下,这些可选 保证参数需要根据试验进行确定,试验要求分别见4.4.3和5.8。 验收等级的容差仅适用于保证点。其他规定工况点,包括其容差在内,应经制造厂家和买方另外协 商。如果有其他的规定工况点但没有相对应容差的情况下,这些工况点的默认验收等级应为3级。 可通过书面合同、客户规定的泵性能曲线或类似书面的项目技术文件对保证点进行详细说明。 如果制造厂家和买方之间没有另外的商定,则下列条件适用: a)验收等级应与表8中所给的等级一致; b)试验应在清洁冷水条件下、采用本标准规定的试验方法和试验装置、且在制造厂家的试验台上 进行; c)泵人口和出口之间的性能应予以保证; d).泵外端的管路和配件(弯头、变径管、阀)不在保证范围内。 实际上,测量值里的容差结合了制造容差和测量容差。表8中给出的容差系数值包括了制造容差 和测量容差, 泵的性能可以随输送液体性质的不同而有显著变化。虽然不可能给出一个普通适用的规则,使之 可以用输送清洁冷水时的性能预测输送其他液体时的性能,但是商定一个适合特殊工况的经验规则而 泵仍用清洁冷水做试验是可行的。详见ISO/TR17766。 如购买多台同样的泵,需要试验的泵的数量应由买方和制造厂家进行商定。 买方和制造厂家双方均有权要求见证这些试验。如果试验不在制造厂家的试验台上进行,应允许 买方和制造厂家双方有机会对泵的试验装置和仪器仪表及其校准状态进行确认。
制造厂家确保在保证点和规定转速下(或在某些情况下是频率和电压),测得的泵曲线与围绕保证 点的一个容差范围内相切或通过,即根据适用的验收等级确定(见表8、图2和图3)。 保证点应由保证流量Qc和保证扬程HG加以确定。 此外,在规定的条件和规定的转速下,下列诸量中的一个或多个可予以保证: a)如4.4.3和图4、图5和图6中的规定; 1)泵最低效率nG,或泵的最大输人功率Pc;
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2)泵和电机作为一个机组的情况下,最小机组效率ngrG,或最大机组输人功率PgrG。 b)保证流量下的最大必需汽蚀余量。 保证点下或泵曲线范围内的最大输入功率可以予以保证。然而,可能需要由买方和制造 大一些的容差范围
即使使用的测量方法、所用的仪表及分析方法完全可行并符合本标准的要求,每一测量量也仍不可 避免地存在不确定度。 4.3.2和4.3.3中描述的导则和方法旨在给用户提供一些资料性信息,以及一些实践方法,用户通过 这些方法可对适用于本标准要求的试验以合理的置信概率进行测量不确定度的评定。
如果泵的设计或运转使得测量数值出现大幅度的波动,则可以在测量仪表中或其连接管线中设 能使波动幅度降低到表3给定值范围内的缓冲装置来进行测量。缓冲装置应是对称和线性的, 细管,它应提供至少是包含了一个完整的波动 动周期内的积分值
容许波动幅度,以测量量平均值的直分数表示
4.3.3总的测量不确定度的评定
4.3.3.1随机不确定度的评定
随机不确定度,它或是由于测量系统的特征、或是由于被测量的量的变化、或是由于两者共同所致, 直接以测量结果的分散形式出现。与系统不确定度不同,随机不确定度可以通过在同样条件下增加同 一量的测量次数来加以降低。 每一个试验点应至少取3组读数。随机不确定度eR计算如下: 测量不确定度随机部分的评定通过观测值的平均值和标准偏差计算得出。对于读数的不确定度 用流量Q,扬程H和功率P的实际测量读数代替。 如果n表示读数的次数,那么一组重复测量观测值;(i=1n)的算术平均值元为:
这组观测值的标准偏差s从式(19)导出:
(应产生的平均值的相对不确定度值eR从式(20)
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100ts。 R= 元n
一表4中n的一个函数。 注1:如果总的不确定度值e不能满足表7中的准则要求,那么测量的随机不确定度值er可以通过在同样条 增加同一量的测量次数来加以降低。 注2:本标准中规定的随机部分属于A类不确定度(见ISO/IECGuide99)
一表4中n的一个函数。 注1:如果总的不确定度值e不能满足表7中的准则要求,那么测量的随机不确定度值e可以通过在同样条件下 增加同一量的测量次数来加以降低。 注2:本标准中规定的随机部分属于A类不确定度(见ISO/IECGuide99)
表4t分布数值(基于95%置信度
4.3.3.2系统不确定度的评定
当通过零点调整、校准、仔细地测量尺寸和正确地安装等将已知的所有误差均消除之后,仍然会留 有不确定度,它永远不会消失。即使仍使用同一仪表和同样测量方法,也不能通过重复测量使其降低。 系统不确定度es的评定实际上是以测量标准的校准为基础。表5给出了系统不确定度的容许相 对值。
表5系统不确定度es的容许相对值
4.3.3.3总体的不确定度
不确定度值e从式(21)
表6给出了总体的不确定度e的容许值。 注:本标准规定的总体不确定度等同于扩展测量不确定度(见ISO/IECGuide99)。
表6给出了总体的不确定度e的容许值。 注:本标准规定的总体不确定度等同于扩展测量不确定度(见ISO/IECGuide99)。
................. .( 21
总测量不确定度的容许
4.3.3.4效率总体测量不确定度的评定
总效率和泵效率的总体测量不确定度按式(22)~式(24)计争 engr=Vea+ehr+epgr 如果效率由转矩和转速计算得出: e,=Vea+er+et+es 如果效率由泵输人功率计算得出: e,=vea+eh+ep 利用表6中给出的值进行计算即得出表7所给的结果,
表7·效率总体不确定度最大导出值
4.4性能试验验收等级和容差系数值
本标准中规定了6种泵性能试验验收等级,即1B、1E、1U、2B、2U和3B。1级要求最严格,其中1U 级和2U级是单向容差,1B级、2B级和3B级是双向容差。1E级在本质上也是双向容差,并且在能效相 关领域很重要。 注:对于流量和扬程,1U级、1E级和1B级具有相同的容差系数。 买方和制造厂家可在应用等级上进行协商,以判定一特定的泵是否满足保证点的要求。如果给定 个保证点,但是没有规定验收等级,可以采用4.5中所述的默认试验验收等级。 表8中给出了泵扬程、流量、功率和效率的保证点验收等级。所有的容差系数均以保证值的百分数 表示。
表8泵试验验收等级和相应的容差系数值
1.4.2泵输入功率不大于10kW的泵的容差系娄
对于泵输人功率不大于10kW的泵,表8中给出的容差系数过于严格。如制造厂家和买方无另外 定,应使用下列容差系数: 流量TQ=±10%; 扬程TH=±8%。 效率的容差系数t,,在保证的情况下可用式(25)计算:
式中泵输人功率P,为工作范围内最大输入功率,以kW表示。容差系数tpe可用式(26)计算
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4.4.3流量和扬程的评定
CPm=/7*±+ t% .................(2
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.4.4效率或功率的评定
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验收等级1U和2U的
图5验收等级1E的容
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4.5适用于泵应用领域的默认试验验收等级
等级1B、2B和3B的容差
如果给定一个保证点,但没有指定试验验收等级,应按表9找出相应的应用领域,并执行表9给出 的默认试验验收等级,表中仅流量和扬程是保证的。应注意的是,表9仅适用于买方和制造厂家已商定 了保证点,但对于验收等级另有规定的情况不适用。 根据泵的最大轴功率和买方用泵目的,该默认试验验收表给出了泵的适用验收等级。在保证点达 成一致的条件下,买方自已始终有权选择其首选的验收等级。如果这样,将优先于本表中给出的任何分 类,并且本条(4.5)不再适用,
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本标准适用于在实验室或泵制造厂家的试验台进行的试验。如果本标准的所有要求均能得到满 足,也可以在泵的使用现场进行性能试验,但需要有专门的协议。并且应当意识到,大多数使用现场的 条件通常不能完全符合本标准。在此情况下,只要有关各方已经商定如何来考虑由于与本标准规定的 要求相违背而不可避免地引起的测量偏差,则现场的性能试验仍可以接受
对于见证试验,试验日期应由制造厂家与买方共
对于见证试验,试验需要遵循的大纲和方法应提交给买方。 注:制造厂家应及早提交上述信息给买方,使其有充裕的时间进行考虑和协商。 试验过程中得出的非保证的试验数据仅起参考性(资料性)的作用
使用的试验仪器仪表应作记录,如有要求,该记录应提供给客户。仪表设备应定期校准。试验 准的合适时间间隔指导参见附录C
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一套完整的纸质版或电子版试验记录,应至少存档5年。 对于见证试验石油标准,所有的试验记录应由见证试验的各方代表签名,并向各方代表提供一份全部记录的 副本。 试验结果的评定应尽可能随同试验的进行一起完成。为了对有疑问的测量结果可以重新评定,建 议在准确数据未得到之前不对试验装置和仪表设备进行拆除。 如果需要,试验结果应汇总一份报告。关于试验报告内容和泵试验记录表的导则参见附录F。
浪据1级、2级和3级试验要求的测 则量所必 需的条件。 不能假定在某一给定试验装置上测得的泵性能(不管测量得多么精确)也是它在另一装置上的具有 相应准确度的性能示值。附录A中给出了可保证获得流量和扬程满意测量的合适管路配置的建议和 一般性指导。如有必要,还可以结合封闭管路中的流
试验的持续时间应足够长以获得可重复的结果。 所有的测量均应在稳定运转条件下进行(见4.3.2和表3)。除非另有规定,试验应在泵性能不受汽 蚀影响的条件下进行。 无论验收等级如何,所有的性能试验应至少取5个试验点,其中一个点在保证点流量的0.95倍与 保证点流量之间,一个点在保证点流量与保证点流量的1.05倍之间。其余三个点应在泵性能曲线的允 许运行范围内分布,且应有关死点附近和最大允许流量附近的点。 注:适用于NPSH试验的其他试验方法见5.8。
土方机械标准规范范本5.7.2试验时的转速
除非另有商定,可以在规定转速的50%120%范围内的试验转速下进行流量、扬程和输入功率的 测定试验。这种情况下,转速的变化在规定转速的20%之内,效率的变化可以忽略不计。 对于NPSH试验,如果流量是在对应试验转速下最高效率点流量的50%~120%范围内,试验转速 宜在规定转速的80%~120%范围内,
5.8.1.1 NPSH 试验的目的
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