GB∕T6490.2-2005水轮泵第2部分试验方法

I C S 2 3 . 0 8 0一B”督E. 3中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 GB / T 6 4 9 0 . 2 -2 0 0 5 代替 G B / T 6 4 9 0 . 2 -1 9 8 6 ， 卜 治人2石些 含 t )立17 2、w 乎 仆吞 倪分之七 甲 J v ，i J， 尸 J， 卜，尸1 口r，I I口护 丫 一 J iJ 刁 r 公， 曰 今 Wa t e r - t u r b i n e p u m p -P a r t 2 ： T e s t m e t h o d s2 0 0 5 - 0 6 - 0 8发布2 0 0 5 - 1 2 - 0 1 实施 中 华 人 民 共 和 国 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 “- , G B / T 6 4 9 0 . 2 -2 0 0 5 前 刁 G B / T 6 4 9 0 ( 水轮泵 分为以下 3个部分： 第 1 部分 ： 词汇； 第 2 部分 ： 试验方法 ； 一 第 3 部分 ： 型式与基本参数。 本部分为 G B / T 6 4 9 0的第 2 部分。本部分代替 G B / T 6 4 9 0 . 2 - - 1 9 8 6 ( 水轮泵试验方法 。本部分与 G B / T 6 4 9 0 . 2 -1 9 8 6 相 比主要变动如下 ： 将试验等级划分为两个等级 ， 即 1 级和 2 级 ； 增加了规范性文件的引用； 删除了不属试验方法范畴的规定和要求 ； 修改了范围、 试验内容和规定、 一般要求 、 试验 、 测量误差、 试验结果的内容与要求； 删除了原标准附录 A 中的工程单位 。 本部分的附录 E为规范性附录， 附录 A、 附录 B 、 附录 C 、 附录 D和附录 F为资料性附录。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国农业机械标准化技术委员会归口。 本部分起草单位 ： 江苏大学流体机械工程技术研究中心 。 本部分主要起草人 ： 王洋 、 袁丹青 、 丛小青 。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为： GB / T 6 4 9 0 . 2 - 1 9 8 6 。 G B / T 6 4 9 0 . 2 -2 0 0 5 水轮泵第 2部分 ： 试验方法1 范 围 本部分规定了水轮泵的试验方法。 本部分包括了两种测量精度等级： 1 级适用于较高精度的试验 , 2 级适用于较低精度的试验 ， 两种测量精度等级包含了不同的容差系数值 、 容许波动值和测量不确定度值。 本部分只适用于作为提水工具使用的水轮泵。2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过 G B / T 6 4 9 0的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注 日期的引用文件， 其随后所有的修改单（ 不包括勘误的内容） 或修订版均不适用于本部分 ， 然而， 鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件 的最新版本 。凡是不注 日期 的引用文件， 其最新版本适用 于本部分。 G B / T 6 4 9 0 . 1 水轮泵第1 部分： 词汇 G B / T 3 2 1 4 水泵流量的测定方法 J B / T 9 7 8 0 -1 9 9 9 水轮泵技术条件3 术语和符号3 . 1 术语和定义 G B / T 6 4 9 0 . 1 确定的术语和定义适用于本部分。3 . 2 符号3 . 2 . 1 本部分使用的符号见附录 Ao3 . 2 . 2 本部分使用的下角标见附录 B a4 试验内容和规定4 . 1 试验内容 水轮泵的试验分型式试验和出厂试验（ 检查试验） 两种， 其试验项 目按有关产品标准规定。4 . 2 试验规定4 . 2 . 1 转轮直径小于或等于 4 0 c m 的水轮泵， 应在试验台进行性能试验； 转轮直径大于 4 0 c m者 ， 可在现场进行性能试验 。4 . 2 . 2 在条件受限制的情况下， 转轮直径大于 4 0 c m的机组， 允许采用下列办法之一进行试验 ： a ） 在保证模型与真机的相似条件下， 允许用模型机组在试验台进行性能试验； b ） 允许采用模型机组在试验 台进行性能试验， 而用真机在现场测试水头、 扬程 、 出水流量和转速 等参数进行验证 。5 一般要 求5 . 1 试验液体5 . 1 . 1 试验室试验液体应为“ 清洁冷水” ， 其特性应在表 1 规定 的范围内。G B / T 6 4 9 0 . 2 -2 0 0 5 衰 1 “ 清洁冷水” 的特性公 共 二 5 . 1 . 2 现场可以用符合表2 规定的试验液体代替“ 清洁冷水” 。 表 2 代替“ 清洁冷水” 的液体的特性一瓜二 牛 川5 . 2 模型尺寸及试验水头5 . 2 . 1 水轮泵模型尺寸和雷诺数 水轮泵模型尺寸和雷诺数的最小值应符合表 3的规定。 表 3 模型尺寸、 雷诺数及试验工作水头少 一 井 5 . 2 . 2 试验工作水头5 . 2 . 2 . 1 试验台试验工作水头见表 3 ,5 . 2 . 2 . 2 运转试验应采用与性能试验相同的工作水头值 。5 . 2 . 2 . 3 现场试验的工作水头应不低于5 0 最高设计水头。5 . 2 . 2 . 4 可靠性试验的工作水头应不低于8 0 最高设计水头。5 . 3 取压孔 取压孔应垂直于被测管件的内壁面 ， 边缘不得有毛刺。取压孔周 围半径 1 0 0 m m 范围内管壁表面要光滑 。取压孔 的直径应为 2 m m-6 m m， 孔深应不小于 2 . 5 倍孔径 ， 如图 1 所示 。 G B / T 6 4 9 0 . 2 -2 0 0 5 单位为毫米 早 图 15 . 4 自由水位5 . 4 . 1 确定自由水位时， 对测量断面的选择必须考虑： a ) 水流应当稳定， 无局部扰动； b ) 确定平均流速的横断面应精确地求定， 并便于测量。5 . 4 . 2 用浮子测量 自由水位时， 浮子直径要大于 1 5 0 m m， 静水井直径要大于 2 0 0 mm， 当人为使浮子偏离后， 浮子应能自动回到原来读数位置 ， 允许偏差在 1 m m以内。静水井连通管截面积应不小于静水井截面积的 5 %05 . 5 压力计5 . 5 . 1 液柱压力计应避免在液柱压差小于5 0 m m的区间内使用， 管径应均匀一致。采用水银压力计时， 管径至少为 8 m m； 采用水柱压力计时， 管径至少为 1 2 mm， 液柱压力计内液体应清洁。5 . 5 . 2 当选用弹簧压力计时， 指针的示值应在压力计的1 / 3 -2 / 3 量程范围。5 . 5 . 3 当采用单管压力计时必须考虑贮液罐液面变化的修正 ， 贮液罐 内径应为玻璃管 内径的 1 0 倍以上。当采用 U型水银差压计或倒装式 U型差压计时， 高低两液柱应同时读数。计算时应考虑温度对水银重度的影响， 见表4 0 表 4 水银重度随温度的变化口一 川 一洲 口洲5 . 5 . 4 水的重度Y 变化和自由落体加速度g的变化见附录D o5 . 6 取压孔的设里 对圆形或矩形断面安置取压孔时， 应在该断面四周对称布置 4 个取压孔 ， 各孔之间通过截止旋塞阀与一环形汇集管连通（ 见图 2 ) 。环形汇集管的横截面积应不小于取压孔全部横截面积的总和。每次测读前都须先测定任一取压孔的压力 ， 如果该读数与 4 个测量值的算术平均值之差超过该测量截面的单位重量液体总能量的 。 . 5 或者超过测量截面处速度水头 1 倍时， 则应查明读数离散的原因并对测量条件进行调查。G B / T 6 4 9 0 . 2 -2 0 0 5 每 图 25 . 7 测压装置5 . 7 . 1 当测量压力大于大气压时， 应排尽仪表与取压孔之间连接管内的空气， 并充满水后再读仪表示值 。为此压力计应设三通旋塞阀， 使空气能充分排除。当测量压力小于大气压时， 弹簧真空压力计的连接管内允许充气 ， 但应注意连接管内不得存水。5 . 7 . 2 压力测量孔连接管道及阀门不应漏水漏气。5 . 8 测试仪表 所有测试仪表应在其安装使用说明书中规定的条件下使用， 并应按其规定周期进行校正、 检查， 以保证仪表精度要求。6 试验台6 . 1 流态6 . 1 . 1 试验台必须保证供给水轮泵以稳定的工作水头和均匀的水流 ， 进水处的水流应是无旋的。采用下列措施可以避免出现大的旋涡： a )精心设计测量截面上游的试验回路； b ) 审慎使用整流栅； c )恰当配置取压孔 ， 使其对测量的影响减至最小。6 . 1 . 2 从吸出管排出的水流必须畅通 ， 不得人为地加以干扰和限制。6 . 2 每个测程中试验工作水头波动值 开度不变时， 每个试验工况试验工作水头的最大波动值不得超过规定试验工作水头的士1 %06 . 3 进、 出口淹没深度6 . 3 . 1 进水处的淹没深度， 水轮机应不少于1 . O D , ， 水泵应不少于1 . O D , .6 . 3 . 2 吸出管出水处 的淹没深度应不少于 1 . O D , .6 . 4 测定装置6 . 4 . 1 水轮泵机组和流量测定装置之间不得漏水或进水。6 . 4 . 2 各参数的测定装置以及联接这些装置的管路上 ， 应尽量不设置节流元件。在波动过大必须接人一定节流元件的情况下， 应保证该元件正反两方面的节流效果相同。7 试 验7 . 1 运转试验7 . 1 . 1 每台提交试验的水轮泵， 都应进行运转试验。 G B / T 6 4 9 0 . 2 -2 0 0 57 . 1 . 2 水轮泵应在 5 . 2 . 2 规定的工作水头值的范围及设计水头 比工况下进行运转试验。7 . 1 . 3 运转试验持续时间不得少于 2 h o7 . 1 . 4 检查水轮泵的轴承和填料的温度， 填料函的泄漏和密封情况。7 . 1 . 5 对于特殊型式的水轮泵的运转试验可按本部分规定进行。7 . 2 性能试验7 . 2 . 1 性能试验是为了在5 . 2 . 2 规定的工作水头下确定水轮泵的扬程、 过流量、 效率、 转速与出水流量以及相互之间的关系。7 . 2 . 2 机组经过运转试验后 ， 方可进行性能试验（ 包括模型试验、 真机的现场试验和验证试验） 。7 . 2 . 3 试验应从水轮泵输出功率最小的工况开始顺次进行。离心式叶轮的水轮泵试验应从出口阀门全关状态开始。混流式 、 轴流式叶轮的水轮泵试验应从出口阀门全开状态开始。7 . 2 . 4 试验测量点（ 包括设计点） 应取不少于 1 3 个不同出水流量点， 且应合理分布在整个特性曲线上。7 . 2 . 5 每个试验测量点应有足够的稳定时间， 只有当观测者确信波动已稳定在表 5 规定的范围内时方可进行记录。 进行测量时， 每一个测试点应同时测量过流量、 出水流量 、 扬程、 工作水头、 转速等值 。 容许波动幅度以测量值的平均值的百分数表示。 注： 在一次观测的时间内， 读数相对于平均值的短期变动称为“ 波动” 。 表 5 容许波动幅度书立一州7 . 2 . 6 在调整好和稳定的试验条件下， 对规定的试验至少应重复1 次。在试验装置和仪表拆除前， 对数值偏离较大或有怀疑的测点 ， 要立即进行复试。每一量重复读数的变化范围， 不应超过表 6 的规定。7 . 2 . 7 当试验条件不稳定引起怀疑时， 应按下述方法处理： 规定点的读数应重复多次， 最低 限度应取 3组读数 ， 并且应记录每一个独立读数的值 ， 以及由每组读数得出的效率值。每一量的最大读数和最小读数之间相对平均值的容许差异应不大于表 6的规定。表 6的容差用来保证 由分散所致的误差， 与由表 7 中各单项参数用各 自仪表测量的系统不确定度的容许值的总和， 将不大于表 8的规定值 。取每一量的各项读数的算术平均值作为该量的试验实际值 。7 . 2 . 8 当多次重复测量的变化范围不能达到表6 的规定值时， 则应找出其原因， 改进试验条件， 并重新取一组完整的读数， 原有读数应成组作废。 表 6 同一皿重复测量结果之间的变化限度卜 一草it c fn IR /J., it-2 M1. 83. 5 毕. . ,.,._.FA Pr/0o: , it2 M0. 61.0G B / T 6 4 9 0 . 2 -2 0 0 5 表 6 （ 续）阮 焦l 2,f 1 27 2.2 4.5 0.7 1.49 2.8 5.8 0.8 1.6 在读数变化过大不是 由于测量方法或仪表误差所致 ， 因而无法加以消除的情况下 ， 可以用统计分析方法计算误差限。7 . 2 . 9 采用流速仪测量过流量时， 在每一过流量测定所需时间内， 相应的工作水头、 出水流量 、 扬程等数值测定应不少于3 组读数， 取各次读数的算术平均值作为该过流量的试验实际值。7 . 3 可靠性试验7 . 3 . 1 可靠性试验的工作水头按 5 . 2 . 2 . 4 规定执行。7 . 3 . 2 试验应在设计水头比工况下进行。7 . 3 . 3 可靠性试验时间按 J B / T 9 7 8 0 - - 1 9 9 9 中 3 . 5 的规定。7 . 3 . 4 试验期间应定期检查和记录机组运行情况。8 测A仪器、 方式和参数计算8 1 工作水头8 . 1 . 1 水轮泵的工作水头为水轮机部分规定的进 、 出口断面的总水头差值（ 见图 3 ) o 。 ：一 I2 图 3 G B / T 6 4 9 0 . 2 -2 0 0 5 。1 。 。 户 ， ， v zp i , , v i , t ， ， P -， v 2v 2 e H I z , , 共 毛 二 十子 ！ 一 1 z 2 , 共 半 子 ！ （1） 、 一 “ Y 2 g / 、 一 ”Y 2 g 18 . 1 . 2 速度水头讨 ， / 2 g 魂 ， / 2 g中的速度分别用水轮机规定的进口 和出口 断面的 平均流 速求得。8 . 1 . 3 工作水头测定位置： 压力引水式机组在引水室进 口附近直管段的管壁和吸出管出口处下游水箱箱壁 。 明槽进水式机组在明槽引水室和吸出管出口处明槽位置。8 . 1 . 4 测量仪器 ： a ) 测针及钩针 ； b ） 浮子 ； c ) 玻璃管水位计； d ) 液柱压力计 ； e ) 仪表系统误差不超过士。 . 5 的其他仪器； f ) 现场试验时可用水准仪标定过的水位标尺测定 。8 . 2 出水流A及过流f8 . 2 . 1 出水流量是指单位时间内， 水轮泵送往出水管道的水的体积 ， 以 4 表示。8 . 2 . 2 过流量是指单位时间内通过引水室经吸出管排人下游的水的体积， 以 Q表示。8 . 2 . 3 仪器、 使用方法及计算均按G B / T 3 2 1 4的规定进行。或采用系统误差不大于士1 . 5 的其他仪器测量， 并按该仪器规定的计算方法进行计算 。8 . 2 . 4 现场试验采用流速仪时 ， 按附录 E规定执行。8 . 3 扬程8 . 3 . 1 扬程是指单位质量的水从泵进口到泵出口所获得的能量 ， 以h表示。8 . 3 . 2 测量仪器： a ) 弹簧压力计（ 精度不低于0 . 4 级） ； b ) 液柱压力计； c ） 系统误差不大于士1 的其他仪器。8 . 3 . 3 计算公式 ： 二 p 2 ， 一p i p。 ， ，、。2v 2一 2V I P h 一 （ 乙。 一Z i . ) 二 兰 P （ 2） Y” 一 P一 p ”2 g8 . 3 . 3 . 1 当泵出口压力大于大气压力， 入口压力小于大气压力， 分别采用弹簧压力计和弹簧真空计测量时（ 见图 4 ) ， 扬程计算如下： p i ll。 7v 2i v j p h i . 一 共 竖十 Z , 。 十 云 肆 卫 。 （ 3） Y 一 v2 g p 2 ， 试 P h 2 D 一 髻P 2 2 D 士 子 卫 （ 4） Y 一 ”2 g P 2 P 十p i p ， 。，、 v 2v 2 P 一试 p h 艺 一 I 竺 卫 P （ 几。 一 Z I ） 二 三 牛 又 一二 i ll ” ” （5） Y”一 F 一 尸 2 g8 . 3 . 3 . 2 当泵出口压力和人口压力 ， 采用水银压力计测量时（ 见图 5 ) 扬程计算如下 ： Y H o ， 。 子 。 h i . 二 半 A h , 2 1 。 十 -P 。 ， 。 一 （6） Y一 一 一 ”2 g Y H Q， ， v 2V 2- h 2 。 二 竺 婴 A h ： 十 Z 2 o 云 三 卫. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 7） Y一 一 一 F 2 9 7 14 . ， ，、， 。、2y 。 一 2V h 书华 ( A h ： 一 h , ） （ 乙。 一 Z , p ) P 止 P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 8） Y 一 一“ ”一 ” 一 肆 , 2 gG B / T 6 4 9 0 . 2 -2 0 0 5 ： 乙 2 二 ： 之 忿 2二充满输送液体的管呼， N万rI / I I/粉1 1 、一 一一目 一 泵入口 压力小于大气压力 图 4 困 充满水银的管 ： 二 二二名二二二 忿二二 充满愉送液体的管Y aNN 图 58 . 3 . 3 . 3 当泵出口压力大于大气压力 、 人日压力小于大气压力， 用水银压力计测量时（ 见图 6 ) 扬程计算如下： Y v z 、 h , 。 一一书终 A h , 十 Z , 云 一 卫 （9） Y一 一 F2 g Y N .， v 2v h 2 书 华A h 2 Z 2 三 三 E ， （1 0） Y一 “ 一 “ PIP 2 g Y F ，、 、v 。 一v 2 h 书华 (Oh, A h , ） ( Z 。 一 Z , . ） 卫P 一 二p 。 （1 1） Y 一 一 ” 一 甲一 尸 2 b G B / T 6 4 9 0 . 2 - - 2 0 0 5 目 日 ， 口充满水银的管 二 巴 二 二 已 二 二 二 名盆 二充满输送液体的管/IVZL 图 68 . 3 . 3 . 4 对于低扬程水轮泵， 使用一个双管水银压力计测量出口和人口压力差值时（ 见图 7 ) 扬程计算如 下 ： Y。 一Y， 诱 。 一。 z h一 R O h十 1F 号一二 1 。 一 。 。 。 （1 2） Y一 一2 g 几一、 N1/ 一二 图 78 . 3 . 3 . 5 明槽进水水轮（ 见图 8 ) 扬程计算如下： P 2 ，。 v ; ! z 一 二r Z 妥 丝 。 （1 3） Y 一 2 gG B / T 6 4 9 0 . 2 -2 0 0 5 （ 若压力表中心在上游水面以下则 Z为负值）纂 圈 88 . 3 . 4 取压孔位置应分别在距离水泵人 口和出口法兰 2 倍管径处。人 口取压孔 （ 非明槽进水装置） 不应开在以下部位： a ) 扩散管内或扩散管下游4 D以内的直管部分； b ） 弯曲面内， 弯头本身或弯头下游 4 D以内的直管部分 ； c ) 截面急剧缩小部分或下游 4 D以内的直管部分； d ) 由于泵的规定范围是指从泵的入 口法兰至出口法兰之间部分 ， 取压孔与泵人 口、 出 口法兰有 一定的距离时， 由于摩擦所造成的扬程损失应加在扬程中， 但只有当（ h i , -h 1 2 ) 0 . 0 0 2 h时 方需修正。 式中： h i i 取压孔至人口法兰间管路损失 ， 单位为米（ m ) ; h , 2 取压孔至出口法兰间管路损失， 单位为米 （ m ) ; h 泵扬程， 单位为米（ m) o 如果取压孔与泵法兰之间的管路是定常圆截面无阻碍直管路时， 则摩擦损失由下式求得： 、L v 2 h i A荟 于 “ （1 4） 一 D 2 g 式中： 又 摩擦阻力系数 ， 由附录 F查取 。8 . 4 效率 效率 甲 是指水轮泵的输出功率与输入功率之比的百分数， 按下式计算： ， 。 、t q h 、 ， ， 八 八 杯% a ） “ 犬 宕 】 X 1 0 0 价 “ （ 1 5） 1 QH 一8 . 5 转速8 . 5 . 1 转速是水轮泵转动部分每分钟旋转次数。8 . 5 . 2 测量转速可以采用手持转速表 ， 闪频测速仪， 晶体管数字测速仪或测量系统误差不过士0 . 3 5 %的其他仪器 。 G B / T 6 4 9 0 . 2 -2 0 0 59 绘制特性曲线图9 . 1 计算公式 将不同的工作水头试验结果换算成 1 m水头的特性时应按下式进行计算： 、 ， 一 。 V -H ） 门 门. 1 4 4- 。 。 。 （1 6） h ： h 1 H J9 . 2 曲线图 在l m水头时， 水轮泵的工作特性曲线图应当采用图9 的形式， 横坐标轴表示出水流量q l ， 纵坐标轴分别表示扬程h , 、 过流量Q ， 和效率r1 . q , Q i , h , 一 图 9 1 m水头时水轮泵特性 曲线1 0 测f不确定度1 0 . 1 总则 即使使用的测量方法和仪表以及分析方法完全遵循本部分的要求或有关标准的规则 ， 每一测量也仍不可避免地存在不确定度。1 0 . 2 随机不确定度的确定 对本部分来说 ， 一个变量的测量随机不确定度取为该变量标准偏差的 2 倍。根据本部分， 对任何测量均可以照此计算和表示其不确定度。当各项分误差（ 它们的总合得 出不确定度） 是彼此独立、 小而呈高斯分布曲线时， 则真实误差（ 即测得值与真实值之间的差异） 小于不确定度的概率为9 5 0 0 01 0 . 3 垠大容许系统不确定度 一个测量的不确定度部分是与使用的仪表或测量方法的残余不确定度有关。当通过校准、 仔细的测量尺寸和正确的安装等将已知的所有误差消除之后 ， 仍然会留有误差， 这种误差不会消失 ， 如仍使用同一仪表和同样的测量方法， 也不能通过重复测量使其降低， 这部分误差分量被称为“ 系统不确定度” 。 凡是经过校准或通过与有关标准比较， 证明对水轮泵有关参数测量的系统不确定度不超过表 7 规定范围的测试设备或方法均可使用 。G B T 6 4 9 0 . 2 - 2 0 0 5 表 7 系统不确定度的容许值价 一介二1 0 . 4 总的测且不确定度 随机不确定度 ， 它或是由于测量系统的特性、 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加以降低。 总的测量不确定度应通过计算系统不确定度与随机不确定度的平方和的平方根（ 方和根） 值得出。其应尽可能在试验之后并考虑与试验有关的测量和运转条件来加以确定。 如果符合表 7的规定范围， 并遵循本部分的试验方法， 则可认为总的测量不确定度将不会超过表 8的规定。 表 8 总的测f不确定度容许值仁二一 门1 1 试验报告 试验结果应仔细检查， 校核后整理成报告， 试验报告上应有试验负责人和参加人员签字。 试验报告一般应包括以下 内容 ： a ) 试验地点 、 日期、 人员 、 试验单位（ 盖章） ； b ） 试验