Получите образец ТУ или ГОСТа за 3 минуты

Получите ТУ или ГОСТ на почту за 4 минуты

ГОСТ Р 55002-2012

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТР

55002—

2012

(МЭК 62097:2009)

МАШИНЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РАДИАЛЬНЫЕ И ОСЕВЫЕ

Метод преобразования эксплуатационных характеристик модели в рабочие характеристики опытного образца

IEC 62097:2009

Hydraulic machines, radial and axial — Performance conversion method from model to prototype (MOD)

Издание официальное

у”1    Москва

30G Стандартинформ 5U    2015

ГОСТ P 55002—2012

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г № 184 «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский институт энергетических сооружений» (ОАО «НИИЭС») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом ТК 330 «Процессы, оборудование и энергетические системы на основе возобновляемых источников энергии»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 сентября 2012 г. № 381-ст

4    Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 62097:2009 «Машины гидравлические радиальные и осевые. Метод преобразования рабочих характеристик модели в рабочие характеристики опытного образца» (IEC 62097:2009 Hydraulic machines, radial and axial — Performance conversion method from model to prototype), при этом дополнительные слова (фразы, показатели и их значения), включенные в текст стандарта для учета потребностей национальной экономики Российской Федерации и особенностей российской стандартизации, выделены полужирным курсивом, а объяснения причин их включения приведены в сносках.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомления и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ. 2015

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ Р 55002-2012

ELs    Потеря удельной гидравлической энергии    в    стационарной части    (Дж-    кг1)

Ет    Удельная гидравлическая энергия    рабочего    (или крыльчатого) колеса    Дж кг1

Еп0    Коэффициент энергии    —

д    Ускорение из-за силы тяжести    м с-2

Н    Полезный напор турбины или высота нагнетания насоса    м

ks    Песочная шероховатость    м

п    Скорость вращения    с1

пЕ0    Фактор скорости    —

NqE    Удельная скорость    —

Р    Выработка электроэнергии на турбине или входящая мощность насоса    Вт

PED    Фактор мощности    —

Ph    Гидравлическая мощность    Вт

PLd    Потеря на трение диска    Вт

PLm    Потери энергии подшипника    Вт

Рт    Механическая мощность рабочего колеса/крыльчатого колеса    Вт

РпО    Коэффициент мощности    —

Рг    Мощность рабочего колеса, крыльчатого колеса    Вт

О    Расход    мЗ-с-1

q    Коэффициент расхода    мЗ-с-1

Qj    Расход машины    м3 с-1

Фактор расхода    —

Qm    Чистый расход    мЗ-с-1

Коэффициент расхода    —

Ra    Средняя арифметическая шероховатость    м

Re    Число Рейнольдса    —

Red    Число Рейнольдса для элементов узла    —

Тт Крутящий момент рабочего колеса/крыльчатого колеса    Н    •    м

и    Периферийная скорость    м с1

v    Средняя скорость    м с-1

V    Коэффициент распределения потерь    —

Д    Соотношение приращения КПД    —

оЕ    Относительная масштабируемая потеря гидравлической энергии    —

оЕсог»г    Исходная масштабируемая потеря гидравлической энергии в секции компонента    —

6Еп1    Исходная масштабируемая потеря гидравлической энергии    —

Ъп%    Относительная немасштабируемая потеря гидравлической энергии    —

оТ    Относительная потеря на трение диска    —

7

href

Исходная потеря на трение диска

Дц

Приращение КПД

ч Е

КПД удельной гидравлической энергии

%

Гидравлический КПД

Пт

Механический КПД

По

Объемный КПД

Пг

Энергетический КПД (КПД трения диска)

касо

Размерный коэффициент для элементов каждого узла

КТ

Размерный коэффициент для потери на трение диска

киСО

Коэффициент скорости потока для элементов каждого узла

>.

Коэффициент потери на трение для потока по трубам

и

Динамическая вязкость

Па-с

V

Кинематическая вязкость

м2 • сг1

Р

Плотность воды

кг-иг3

4 Масштабный эффект

4.1    Основные положения

4.1.1    Масштабируемые потери

Одной из основных особенностей расчетной формулы, представленной в настоящем стандарте, является отдельное рассмотрение трех компонентов КПД. Данными компонентами являются КПД гидравлической энергии це, объемный КПД ц0и энергетический КПД \\т. В настоящем стандарте рассматривается эффект масштабирования в отношении каждого из данных компонентов КПД.

В настоящем стандарте в отношении машин радиального потока во внимание принимается только масштабирование на потери, соответствующие компонентам КПД (пЕ и цт), а в отношении машин осевого потока только посреди потерь, соответствующих данным компонентам КПД. эффекту масштаба вследствие разницы между числом Рейнольдса и коэффициентом относительной шероховатости поверхности подвержены потери, в настоящем стандарте указанные как «масштабируемые потери»:

–    потеря особой гидравлической энергии вследствие трения Ей-

–    потеря на утечку q,

–    потеря на трение диска PLd.

Функцией удельной скорости для каждого типа машин в настоящем стандарте считается отношение относительной величины каждой масштабируемой потери к соответствующему параметру рабочих характеристик, за исключением расхода.

Сумма потерь на трение в различных частях машины выражается как сумма потерь на трение в каждом компоненте, а именно — в соответствии с формулой EU=’L E^q.

Масштабный эффект на данную потерю возникает вследствие различия числа Рейнольдса и относительной шероховатости у модели и опытного образца, оценивается по формуле (1).

Потеря удельной гидравлической энергии называется кинетической потерей или немасштабируемой потерей и выражается формулой £u = I ELkCQ.

Принято, что отношение £и к Ет остается одинаковым в модели и опытном образце.

Масштабный эффект потери на утечку q является результатом изменения коэффициента потери на трение зазора уплотнителя рабочего (или крыльчатого) колеса. В большинстве случаев сама потеря на утечку является небольшой, и масштабный эффект на данную потерю также является очень незначительным.

ГОСТ P 55002—2012

Если геометрия уплотнителя поддерживается в гомологическом состоянии в модели и в опытном образце в соответствии с критериями, приведенными в таблице 3. масштабный эффект потери на утечку не принимают во внимание, и ц0 опытного образца считается идентичным аналогичному показателю модели в соответствии с Е.З приложения Е.

Для Еи масштабный эффект на трение диска PLd является результатом разницы между числом Рейнольдса и относительной шероховатостью внешней поверхности рабочего (или крыльчатого) колеса между моделью и опытным образцом. В связи с наличием радиального потока и деформации граничного слоя в пределах ограниченной площади между рабочим (или крыльчатым) колесом и стационарными частями масштабный эффект PLd немного отличается от эффекта масштабирования на Ец. В настоящем стандарте принято, что масштабный эффект на трение диска может быть оценен с помощью формулы (7) масштабного эффекта (в соответствии с приложением D).

При условии рассмотрения машин осевого потока потеря на трение на поверхности корпуса рабочего колеса ничтожна мала, и ее масштабный эффект не принимается во внимание.

Если геометрия модели не сходна с геометрией опытного образца, настоящий стандарт рекомендует использовать поправочную формулу для ц0. приведенную в Е.2 приложения Е.

Плотность потока энергии, проходящего через гидравлическую машину, и различные потери, возникающие в процессе преобразования энергии в гидравлической машине, могут быть проиллюстрированы графиками потока, представленными на рисунке А.1 (см. также [4]).

4.1.2 Основные формулы масштабного эффекта для определения потерь на гидродинамическое трение

Формула масштабирования потерь учитывает влияние шероховатости поверхности. На физическом уровне качество поверхности может быть описано формулой Кольбрука Путем некоторых преобразований и упрощения неявная формула Кольбрука может быть преобразована в представленное ниже выражение (4. 6):

♦0.26 ,

где Re0 = 7 10е.

>■0 = 0.0085,

ks — песочная шероховатость; dh — диаметр водотока.

Red — число Рейнольдса для водотока, определяемое по формуле

Re,

d.v d„v v ~Du

Re

(1)

На практике шероховатости поверхности модели и опытного образца представлены среднеарифметической шероховатостью Ra. указанной в 4 2.2. Для соотношения песочной шероховатости ks и Ra на данный момент имеются несколько вариантов вычислений. В настоящем стандарте соотношение установлено формулой:

Примечание — Для поверхностей с высокой шероховатостью следует учитывать условия, приведенные в формуле (2) и в примечании 2 к В 1 приложения В

Тогда формула (1) выглядит следующим образом:

). = >Jo.74f4.10^ + ^r+0,26

{ ф фу Re J

(3)

Способ перехода от модели к опытному образцу представлен на рисунке 1. Кривая Р, изображает способ приращения опытного образца с высокой шероховатостью поверхности. Р2 — образца с приемлемой шероховатостью. Р3 — с гладкой поверхностью. В случае с Р, возможно снижение КПД по сравнению с моделью.

9

Для расчета разницы гидравлического КПД между двумя рабочими точками М и Р со сходными гидравлическими условиями при разных числах Рейнольдса и разными условиями шероховатости поверхности с помощью формулы (3) может быть выведена формула (также см. приложение А.2 (2)]:

Формула Кольбрука применима и для потока в трубопроводе, но для достижения более высокой точности целесообразнее применять следующее уравнение:

0 8о1 10” —

о

Г

+0,20

=С 080l5-10′>

^0±/?Ow+O2O

\Jt yj\J 1 IU ^

Re,

^rol V/UVI ^ lv/ £

L w Re j

Яв,.^.^Яе.

v Du

где Re = 7 10е,

Сп = 0,0032.

Ret— число Рейнольдса для пластины, определяемое по формуле

_ Lw Lw _

Re. =-= ——Re ,

v Du

L — длина плоской пластины;

w — относительная скорость потока на плоской пластине

Путем замены >. в формуле (4) на С(, представленный в формуле (5). формула (4) может быть применена для расчета масштабного эффекта потери на трение лопастей рабочего колеса машин осевого потока.

Аналогичную формулу коэффициента потери на трение для трения диска выводят следующим образом (9] (в соответствии с приложением D):

10

ГОСТ Р 55002-2012

Cm-C„

0.85 15-104^И-+?Ь| +0.15

яСтП

0,8б( 7.5-104 1 +0i,5

1 a Re,)

I, а 2а Re )

(6)

где Re = 7 10®.

0^ = 0.0019.

kST — эквивалентная песочная шероховатость, соотносится с RaT в виде зависимости kST = 5RaT где RaT — средневзвешенное значение среднеарифметического отклонения профиля шероховатости внешней поверхности рабочего колеса и поверхности стационарной части, выходящей на рабочее колесо, в соответствии с формулой (13);

ReT — число Рейнольдса для диска, определяемое по формуле

D а7» а?т    2а7 п DJ

Re, =-= ——Re = —rrRe = —7Re‘

‘ v Du    О7    2D7

где а — радиус ступицы или обода рабочего колеса (берется большее из двух значений), м, вычисляемый по формуле:

Л.

2

а

здесь ш — угловая скорость диска, рад/с.

С помощью формулы (6) можно получить формулу приращения для энергетического КПД (трение диска) (также см. приложение А.2 (4)]:

4.2 КПД удельной гидравлической энергии

4.2.1 Формула приращения

Масштабируемые потери 6Егф/ по формуле (4) относятся к потерям модели с гладкой поверхностью (при Rnf =7 106) и выражены в виде зависимости удельной скорости от типа гидравлической машины. Они стандартизированы и приведены в приложении В для машин радиального потока и приложении С для машин осевого типа.

Путем подстановки формулы (3) масштабного эффекта в формулу (4) выводят следующую формулу индивидуального приращения для компонента машины (см. также В.2 приложения В):

(8)

ГДе 6ECOnf ~

киСО ~ K<JCO ~ 6EC0nf –

нормированная исходная масштабируемая потеря для каждого элемента узла при условии, что число Рейнольдса машины Reu равно исходному числу Рейнольдса (ReM = 7 10®) (см также А.2 (2) приложения А и В 2 (2) приложения В);

коэффициент скорости потока для элемента каждого узла в соответствии с приложением 8; размерный коэффициент для элемента каждого узла в соответствии с приложением В; индекс масштабируемой потери для элементов каждого узла (см В.2 приложения В), определяемый по формуле

11

ГОСТ P 55002—2012

Для машин радиального потока формула (8) позволяет рассчитать индивидуальные приращения различных узлов с использованием показателей dECOnt и киСО, которые устанавливают для каждого отдельного узла от спиральной камеры до отсасывающей трубы.

Значения dECOr0fn киСОдля секции каждого узла турбины Френсиса и турбонасоса стандартизированы и представлены в 5.3.1 и 5.3.2.

Для машин осевого потока масштабируемая потеря делится на потери в лопастях рабочего колеса и на стационарных частях. При этом коэффициент приращения КПД для масштабируемой потери стационарных частей рассчитывается аналогично с машинами радиального потока по формуле 8. Также допускается, что kuST= 0.8kuGv. Значение ки5Т приведено в 5.3.

Как было указано в 4.1.2. формула масштабного эффекта для плоской пластины (5) может быть использована и для лопастей рабочего колеса. Ее также можно применять к лопастям рабочего колеса, преобразовав в формулу (8) введением модифицированного фактора скорости потока k‘uRU вместо kuRU:

Затем приращение удельной гидравлической энергии для всей машины может быть рассчитано по формуле:

(Ю)

Структура формулы подходит для всех типов гидравлических машин. Она может также быть использована как для турбин, так и для насосов.

4.2.2 Требования к применению формулы индивидуального приращения для компонентов машины

Для всех стационарных частей машин осевого типа в качестве репрезентативного используют значение шероховатости, приведенное в формуле:

Яа.,.Я^ЯУ

Согласно формуле (8) достичь более значительного увеличения КПД можно посредством тонкой полировки опытного образца. Однако шероховатость опытного образца должна быть не менее шероховатости. ожидаемой после определенного периода эксплуатации (т. е. гарантийного периода). Следует иметь в виду, что очень тонкая полировка является нерентабельной, как показано на рисунке 2.

(11)

Критерий МЭК

КПД

Стоимость

Милан

Шероюоиии

Гру€вя

Рисунок 2 — Критерии МЭК по шероховатости поверхности в соответствии с данными таблиц 1 и 2

12

ГОСТ P 55002—2012

Содержание

1    Область применения………………………………………………………..1

2    Нормативные ссылки………………………………………………………..1

3    Термины и определения, обозначения и сокращения………………………………..1

3.1    Термины и определения…………………………………………………..1

3.2    Обозначения и сокращения………………………………………………..6

4    Масштабный эффект………………………………………………………..8

4.1    Основные положения…………………………………………………….8

4.2    КПД удельной гидравлической энергии……………………………………….11

4.3    КПД мощности. Трение диска………………………………………………15

4.4    Объемный КПД…………………………………………………………16

5    Основные положения по увеличению КПД турбин…………………………………..17

5.1    Основные положения…………………………………………………….17

5.2    Удельная скорость………………………………………………………17

5.3    Параметры для увеличения КПД удельной гидравлической энергии………………….17

5.4    Параметры для увеличения КПД мощности. Трение диска…………………………19

6    Преобразование характеристик модели в рабочие характеристики опытного образца. Основные

формулы…………………………………………………………………..19

6.1    Основные положения…………………………………………………….19

6.2    Гидравлический КПД…………………………………………………….19

6.3    Удельная гидравлическая энергия…………………………………………..20

6.4    Расход воды…………………………………………………………..20

6.5    Крутящий момент……………………………………………………….20

6.6    Мощность…………………………………………………………….21

6.7    Требуемые исходные данные………………………………………………21

7    Алгоритм расчета…………………………………………………………..23

Приложение А (обязательное) Основные формулы и их приближенные выражения……………25

Приложение В (обязательное) Масштабный эффект на удельные потери гидравлической энергии

машин радиального типа…………………………………………..34

Приложение С (обязательное) Масштабный эффект на удельные потери энергии машин

осевого типа (10)……………………………………………….. 50

Приложение D (обязательное) Влияние масштабных факторов на потери на трение…………..55

Приложение Е (обязательное) Оценка потерь утечки через уплотнения для моделей и образца…..60

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

национальным стандартам Российской Федерации, использованным в настоящем

стандарте в качестве нормативных ссылок……………………………..65

Библиография………………………………………………………………66

ГОСТ P 55002—2012

Введение

Настоящий стандарт устанавливает производительность опытного образца гидравлических машин на основе результатов тестирования модели с учетом масштабного эффекта, включая влияние шероховатости поверхности.

Настоящий стандарт рекомендуется использовать для оценки результатов испытаний моделей гидравлических машин согласно договору между владельцем установки и предприятием, предоставляющим услуги оценки. При оценке результатов испытаний модернизированных машин, имеющих высокую шероховатость рабочих поверхностей, необходимо руководствоваться данными, представленными в приложении D настоящего стандарта.

В настоящем стандарте отдельно рассмотрены потери удельной гидравлической энергии, потери на трение диска и потери на внутренние утечки рабочей жидкости через уплотнения и зазоры. Улучшение рабочих характеристик гидравлической установки достигнуто за счет учета зависимости потерь на трение от числа Рейнольдса (Re) и фактора шероховатости поверхности (Ra).

Введение в действие настоящего стандарта послужит также к созданию доказательной базы действующих и разрабатываемых в настоящее время технических регламентов.

IV

ГОСТ P 55002—2012 (МЭК 62097:2009)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МАШИНЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РАДИАЛЬНЫЕ И ОСЕВЫЕ

Метод преобразования эксплуатационных характеристик модели в рабочие характеристики опытного образца

Hydraulic machines, radial and axial.

Performance conversion method from model to prototype

Дата введения — 2014—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт применяется для определения эффективности и рабочих характеристик гидравлической машины на основе результатов испытаний моделей с учетом масштабного эффекта, включая влияние шероховатостей поверхности.

Настоящий стандарт рекомендуется использовать для оценки результатов испытаний моделей гидравлических машин согласно договору испытаний гидравлических машин.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 4.425-86 Система показателей качества продукции. Турбины гидравлические. Номенклатура показателей

ГОСТ 23956-80 Турбины гидравлические. Термины и определения

ГОСТ 28842-90 (МЭК 41—63. МЭК 607—78) Турбины гидравлические. Методы натурных приемочных испытаний

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяют в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения, обозначения и сокращения

3.1 Термины и определения

В стандарте используется Международная система единиц физических величин (СИ). Все значения выражены в основных единицах СИ или в соответствующих производных. По письменному соглашению сторон возможно использование любой другой системы единиц.

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 4.425. ГОСТ 23956. ГОСТ 28842. а также следующие термины с соответствующими определениями:

Издание официальное

ГОСТ P 55002—2012

3.1.1    выработка электроэнергии на турбине или входящая мощность насоса (turbine output or pump input): Механическая мощность, производимая валом турбины или насоса, относящая механические потери соответствующих подшипников и уплотнителей валов на гидравлическую машину (см. рисунки А.1 и А.2).

3.1.2    гидравлическая мощность (hydraulic power): Мощность, доступная для производства энергии (турбина) или передаваемая воде (насос), определяется в соответствии с формулой:

Р„=£(рО,).

3.1.3    гидравлический диаметр (hydraulic diameter): Площадь поперечного сечения, умноженная на 4, разделенная на длину окружности сечения.

3.1 4 гидравлический КПД (hydraulic efficiency): Определяется в соответствии с формулами:

–    для турбин: nft = PJPh\

–    для насосов: % = Р^Рт

3.1.5    делительный диаметр (reference diameter): Делительный диаметр гидравлической машины.

3.1.6    динамическая вязкость (dynamic viscosity): Количественная характеристика механического поведения жидкости.

3.1.7    индекс масштабируемой потери гидравлической энергии для секции каждого компонента (scalable hydraulic energy loss index for each component passage): Определяется в соответствии с формулой:

3.1.8    индекс масштабируемой потери на трение диска (scalable disc friction loss index): Определяется в соответствии с формулой:

d. , =-^__

ш 1+0,154k/’4

3.1.9    исходная масштабируемая потеря гидравлической энергии (reference scalable hydraulic energy loss): Значение 6£ для модели с гладкой поверхностью, работающей при исходном числе Рейнольдса Re = 7-106.

3.1.10    исходная масштабируемая потеря гидравлической энергии в секции компонента

(reference scalable hydraulic energy loss in component passage): oEnf для секции каждого компонента.

3.1.11    исходная потеря на трение диска (reference disc friction loss): Значение o£ для модели с относительно гладкой поверхностью, работающей при исходном числе Рейнольдса Re = 7 106.

3.1.12    кинематическая вязкость (kinematic viscosity): Отношение динамической вязкости к ппот-ности жидкости. Значения представлены в виде функции температуры.

3.1.13    кинетическая потеря удельной гидравлической энергии (kinetic loss of specific hydraulic energy): Потеря удельной гидравлической энергии, вызываемая гидравлическими явлениями, отличными от трения поверхности, такими как турбулентность, разделение потока, резкое изменение водотока ит. д.

3.1.14    коэффициент мощности (power coefficient): Определяется в соответствии с формулой:

Р

Р/13Оъ

3.1.15 коэффициент потери на трение диска (disc friction loss coefficient): Коэффициент потери на трение для вращающегося диска. Определяется в соответствии с формулой:

Ст

где Dd—диаметр ступицы или обода рабочего колеса (большее из двух)

3.1.16 коэффициент потери на трение потока в трубе (friction loss coefficient for pipe flow): Коэффициент потери на трение для трубы Определяется в соответствии с формулой:

2

ГОСТ P 55002—2012

d 2

где d — диаметр трубы, м; L — длина трубы, м

3.1.17 коэффициент потери на трение для плоской пластины (friction loss coefficient for a flat plate): Коэффициент потери на трение для плоской пластины. Определяется в соответствии с формулой:

С,

, ‘-и    .

BL wJ

Q 2

где В — ширина плоской пластины, м.

L — длина плоской пластины, м;

Q — расход, проходящий по пластине. мЗ/с; w — относительная скорость потока, м/с.

3.1.18    коэффициент расхода (leakage flow rate): Объем воды, протекающий за единицу времени через зазоры уплотнителя рабочего колеса.

3.1.19    коэффициент распределения потерь (loss distribution factor): Отношение масштабируемой потери к общим потерям. Определяется в соответствии с формулой:

3.1 20 коэффициент стока (discharge coefficient): Определяется в соответствии с формулой:

3.1.21 коэффициент скорости потока для секции каждого компонента (flow velocity factor for each component passage): Отношение максимальной относительной скорости потока в секции каждого компонента к периферийной скорости и. Определяется в соответствии с формулой:

3.1.22 коэффициент энергии (energy coefficient): Определяется в соответствии с формулой:

3.1.23    КПД удельной гидравлической энергии (specific hydraulic energy efficiency): Определяют в соответствии с формулами:

–    для турбин: i]E = EJEh;

–    для насосов: цЕ = Eh/Em,

в соответствии с рисунками А.1 и А.2.

3.1.24    крутящий момент рабочего (или крыльчатого) колеса (runner/impeller torque). Рт: Крутящий момент, передаваемый через муфту рабочего колеса/крыльчатого колеса и вала, соответствующий механической энергии рабочего колеса/крыльчатого колеса.

3.1.25    массовый расход (mass flow rate): Масса воды, протекающая через любое сечение системы за единицу времени.

3.1.26    механический КПД (mechanical efficiency): Определяется в соответствии с формулами:

–    для турбин: >1т = Р/Р-

–    для насосов: цт = PJP.

в соответствии с рисунками А.1 и А.2.

3.1.27    механическая мощность рабочего (или крыльчатого) колеса (mechanical power of runer/ impeller): Мощность, передаваемая между валом и рабочим (крыльчатым) колесом посредством муфты.

3

3.1.28    машины осевого типа (axial flow machines): Турбины Каплана, капсульные турбины и пропеллерные турбины с неподвижными лопастями.

3.1.29    машины радиального типа (radial flow machines): Турбины Френсиса и реверсивные турбонасосы типа Френсис.

3.1.30    мощность рабочего (или крыльчатого) колеса (power of runner/impeller): Мощность, производимая рабочим колесом и определяемая в соответствии с формулой:

prm№m) M*Pr=Pm+PUt

Мощность, производимую крыльчатым колесом, определяют по формуле:

Pr=Em№m) *™Pr=Pm~PLd-

3.1.31    объемный КПД (volumelric efficiency): Определяют в соответствии с формулами:

-для турбин: Чq-QJQv,

– для насосов: ц0 = 0,/0т,

в соответствии с рисунками А.1 и А 2

3.1.32    относительная масштабируемая потеря гидравлической энергии (relative scalable hydraulic energy loss): Масштабируемая потеря удельной гидравлической энергии, разделенная на Е, зависящая от числа Рейнольдса и шероховатости (в большинстве случае выражается в %), определяется в соответствии с формулой:

6г=Е./£.

3.1.33    относительная немасштабируемая потеря гидравлической энергии (relative non-scalable hydraulic energy loss): Немасштабируемая потеря удельной гидравлической энергии, разделенная на Е, остающаяся постоянной независимо от числа Рейнольдса и шероховатости, определяется по формуле:

3.1.34    относительная потеря на трение диска (relative disc friction loss): Потеря на трение диска Put разделенная на Рт, определяется в соответствии с формулой:

3.1.35    периферийная скорость (peripheral velocity): Периферийная скорость на делительном диаметре.

3.1.36    песочная шероховатость (sand roughness): Эквивалентная песочная шероховатость [11].

3.1.37    плотность воды (density of water): Масса на единицу объема воды.

3.1.38    полезный напор турбины или высота нагнетания насоса (turbine net head or pump delivery head): Определяется в соответствии с формулой:

Н = Е/д

3.1.39    потери энергии в подшипнике (bearing loss power): Потеря энергии, вызываемая трением опорного подшипника и уплотнителя вала.

3.1.40    потеря на трение диска (disc friction loss): Потеря энергии, вызываемая трением о внешнюю поверхность рабочего (или крыльчатого) колеса.

3.1    41 потеря удельной гидравлической энергии в стационарной части (specific hydraulic energy loss in stationary pari): Потеря удельной гидравлической энергии в стационарной части, включающая в себя потери на трение и кинетические потери.

3.1.42    потеря удельной гидравлической энергии на рабочем (или крыльчатом) колесе (specific hydraulic energy loss in runner/impeller): Потеря удельной гидравлической энергии на рабочем (или крыльчатом) колесе, включающая потери на трение и кинетические потери.

3.1.43    потеря удельной гидравлической энергии на трение (friction loss of specific hydraulic energy): Потеря удельной гидравлической энергии, вызываемая трением на поверхности водотоков.

3.1    44 приращение КПД (efficiency step-up): Разница между КПД в двух случаях функционирования со сходными гидравлическими условиями.

4

ГОСТ P 55002—2012

3.1 45 размерный коэффициент для потери на трение диска (dimension factor for disc friction loss): Отношение диаметра ступицы рабочего колеса или обода рабочего колеса к делительному диаметру определяется по формуле:

3.1.46    размерный коэффициент для секции каждого компонента (dimension factor for each component passage): Отношение гидравлического диаметра секции каждого компонента к делительному диаметру.

3.1.47    расход (discharge): Объем воды, протекающий за единицу времени через любое сечение системы.

3.1 48 расход машины (discharge of machine): Поток, проходящий через сечение высокого давления, определяется в соответствии с формулой:

3.1.49    скорость вращения (rotational speed): Количество оборотов за единицу времени.

3.1.50    соотношение приращения КПД (efficiency step-up ratio): Соотношение приращения КПД к КПД модели определяется по формуле:

3.1.51    средняя арифметическая шероховатость (arithmetical mean roughness): Отклонение от профиля поверхности, представленное средним арифметическим значением.

3.1.52    средняя скорость (mean velocity): Значение расхода, разделенное на площадь поперечного сечения водовода.

3.1.53    удельная гидравлическая энергия машины (specific hydraulic energy of machine): Удельная энергия воды, имеющаяся между уравнительными секциями высокого и низкого давления первой и второй машины, с учетом влияния коэффициента сжатия.

3.1 54 удельная гидравлическая энергия рабочего (или крыльчатого) колеса (specific hydraulic energy of runner, impeller):

–    для турбин: Удельная гидравлическая энергия, производимая рабочим колесом;

–    для насосов: Удельная гидравлическая энергия, производимая крыльчатым колесом.

3.1.55 удельная скорость (specific speed): Определяется в соответствии с формулой:

3.1.56    ускорение из-за силы тяжести (acceleration due to gravity): Местное значение гравитационного ускорения в месте исследования, выраженное функцией высоты и широты.

3.1.57    фактор мощности (power factor): Определяется по формуле:

3.1.58 фактор скорости (speed factor): Определяется по формуле:

л,

*40 “ £0„S

nD

3.1.59 фактор стока (discharge factor): Определяется по формуле:

3.1.60 число Рейнольдса (Reynolds number): Определяется по формуле:

Rq = Dufy.

5

3.1    61 число Рейнольдса для элементов узла (Reynolds number of component passage): Определяется no формуле:

Red = dh */v

3.1.62    чистый расход (net discharge): Объем воды, проходящий через рабочее (или крыльчатое) колесо за единицу времени. Определяется как:

–    для турбин: Q1 – q.

–    для насосов: 0,+д.

3.1.63    эксплицитная формула (explicit formula): Раскрытая, развернутая формула.

3.1.64    энергетический КПД (КПД трения диска) [power efficiency (disc friction efficiency)): Определяется в соответствии с формулами:

-для турбин. 1 ]T=PjPr

–    для насосов: iir = P/Pm,

в соответствии с рисунками А,1 и А 2.

3.2    Обозначения и сокращения

3.2.1    Перечень индексов

М — модель;

Р— опытный образец;

Е — удельная энергия;

СО — компонент;

SP— спиральная камера;

Q — объемный параметр;

SV — статорная колонна;

Т — момент трения диска;

GV— направляющая лопаток; ref— ссылка;

RU— рабочее колесо; d— гидравлический диаметр;

DT — отсасывающая труба; и — скорость;

ST — стационарная часть; h — гидравлический параметр; opt — оптимальная точка; off— нерасчетная точка

3.2.2    Термины, условные обозначения и единицы измерения

pQ    Массовый расход    ы^с-1

Cf    Коэффициент потери на трение для плоской    пластины    —

Ст    Коэффициент потери на трение диска    —

D    Делительный диаметр    м

dECOnf    Индекс масштабируемой    потери    гидравлической энергии для секции каждого    —

компонента

dh    Гидравлический диаметр    м

dTref    Индекс масштабируемой потери    на    трение диска    —

Е    Удельная гидравлическая энергия машины    Дж    кг1

Потеря удельной гидравлической энергии на    трение    Дж    кг1

Е^    Кинетическая потеря удельной гидравлической энергии    Дж    кг1

Сип    Потеря удельной гидравлической энергии на    рабочем (или крыльчатом) колесе Дж    кг1

6

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения, обозначения и сокращения

     3.1 Термины и определения

     3.2 Обозначения и сокращения

4 Масштабный эффект

     4.1 Основные положения

     4.2 КПД удельной гидравлической энергии

     4.3 КПД мощности. Трение диска

     4.4 Объемный КПД

5 Основные положения по увеличению КПД турбин

     5.1 Основные положения

     5.2 Удельная скорость

     5.3 Параметры для увеличения КПД удельной гидравлической энергии

     5.4 Параметры для увеличения КПД мощности. Трение диска

6 Преобразование характеристик модели в рабочие характеристики опытного образца. Основные формулы

     6.1 Основные положения

     6.2 Гидравлический КПД

     6.3 Удельная гидравлическая энергия

     6.4 Расход воды

     6.5 Крутящий момент

     6.6 Мощность

     6.7 Требуемые исходные данные

7 Алгоритм расчета

Приложение А (обязательное) Основные формулы и их приближенные выражения

Приложение В (обязательное) Масштабный эффект на удельные потери гидравлической энергии машин радиального типа

Приложение С (обязательное) Масштабный эффект на удельные потери энергии машин осевого типа

Приложение D (обязательное) Влияние масштабных факторов на потери на трение

Приложение Е (обязательное) Оценка потерь утечки через уплотнения для моделей и образца

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам Российской Федерации, использованным в настоящем стандарте в качестве нормативных ссылок

Библиография

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30
Николай Иванов

Эксперт по стандартизации и метрологии! Разрешительная и нормативная документация.

Оцените автора
Все-ГОСТЫ РУ
Добавить комментарий