Межгосударственный стандарт от 01.01.92 г. Турбины гидравлические. Методы натурных приемочных испытаний (стр. 5 )

для одного или нескольких значений удельной энергии воды в гидромашине;

для одного или отдельных заданных значений мощностей или расходов или согласно кривой (см. черт. 1);

как средние взвешенные и средние арифметические значения КПД в диапазоне мощностей или расходов.

1.2. Для нерегулируемой турбины для одной или нескольких заданных частот вращения устанавливают гарантированные значения:

мощности или расхода (гарантия по расходу обычно заменяется соответствующей гарантией мощности), которые должны быть достигнуты и которые не должны быть превышены в диапазоне заданных значений удельной гидравлической энергии гидромашины (см. черт. 1).

Для нерегулируемой турбины требуемое значение мощности задают интервалом с нижним пределом KPsp и верхним пределом (K + 0,1)Psp, где K - взаимно согласованная величина, значение которой лежит между 0,9 и 1,0. Как правило, K = 0,95. Выбор значения K должен быть увязан с назначенными пределами мощности, соответствующими Emin и Emax;

КПД для одного или более отдельных заданных значений удельной гидравлической энергии гидромашины;

КПД как средних взвешенных и средних арифметических значений в заданном диапазоне значений удельной энергии гидромашины.

1.3. Для одной или нескольких заданных частот вращения насоса устанавливают гарантированные значения:

мощности, которая не должна быть превышена в диапазоне заданных значений удельной энергии гидромашины (см. черт. 1);

расхода в диапазоне заданных значений удельной энергии гидромашины, включая значения расхода, подлежащие достижению и не подлежащие превышению (см. черт.1).

Для регулируемого и нерегулируемого насоса требуемое значение расхода задают интервалом с нижним пределом KQsp и верхним пределом (K + 0,1)Qsp, где K - взаимно согласованная величина, значение которой лежит между 0,9 и 1,0. Как правило, K = 0,95. Выбор значения K должен быть увязан с установленными пределами по расходу, соответствующими Emin и Emax. КПД для одного или более отдельных заданных значений удельной энергии воды в гидромашине или согласно кривой (см. черт. 1);

КПД как средних взвешенных и средних арифметических значений в заданном диапазоне удельной энергии воды в гидромашине.

2. Не допускается распространять гарантии на две или несколько взаимно связанных величин. Например, в случае регулируемой турбины значения КПД следует устанавливать в зависимости либо от расхода, либо от мощности, но не от расхода и мощности одновременно.

3. Установленные предельные значения максимального или минимального мгновенного давления и максимального заброса частоты вращения при сбросе нагрузки (у турбин) или потерь привода (у насоса) с наложением пульсаций давления распространяют на весь диапазон режимов эксплуатации.

4. Установленное предельное значение максимальной разгонной частоты вращения в установившемся режиме (реверсной частоты вращения при разгоне в случае насоса) распространяется на условия, указанные в техническом задании.

5. Для насоса должны быть установлены верхние пределы потребляемой мощности и давления при работе на закрытую задвижку для заданного значения частоты вращения.

6. Потребитель должен представить изготовителю гидромашины полные и достоверные данные, характеризующие водохранилище, входные и выходные сооружения, водоводы между точками подвода и отвода, все части и оборудование, относящиеся к водоводам, а также приводящие и приводимые механизмы как электрические, так и неэлектрические, все регуляторы, клапаны, затворы и связанные с ними механизмы.

7. Потребитель должен определить (установить) значения всех параметров, определяющих условия, на которые распространяются гарантии.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ВОДЫ

1. Общие требования

1.1. Для определения абсолютного расхода рекомендуют следующие методы:

- метод измерения скоростей в ряде точек сечения посредством турбинных расходомеров;

- метод измерения скоростей посредством трубок Пито;

- метод гидроудара (метод Гибсона);

- методы меток, основанные, например, на измерении времени прохождения меткой заданного расстояния;

- использование стандартных водосливов;

- использование специальных устройств с измерением перепадов давлений;

- объемные методы.

Кроме того, для определения расхода можно использовать акустический метод (см. приложение 7), а также термодинамический метод измерения КПД (см. приложение 15), который позволяет вычислить расход, имея измеренные КПД, удельную энергию и мощность.

1.2. Измерение расхода при натурном испытании любым методом будет достоверным лишь в установившемся потоке, т. е. если изменения мощности генератора (двигателя), удельной энергии воды и частоты вращения не превышают значений, указанных в п. 3.6 настоящего стандарта.

1.3. Если уравнительный резервуар расположен между измерительным сечением и гидромашиной, то колебания уровня воды должны быть задемпфированы до начала опыта. Если это трудно выполнить, то результат измерения расхода должен учитывать объем воды, который переходит в резервуар и обратно во время измерения [при допустимых колебаниях удельной энергии воды (см. п. 3.6 настоящего стандарта)].

2. Метод определения скоростей потока турбинными расходомерами

2.1. Для указанного метода требуется некоторое количество турбинных расходомеров, располагаемых в заданных точках поперечного сечения водовода или открытого канала.

Для определения расхода результаты одновременных измерений расходомерами локальных скоростей, усредненных по времени, интегрируют по измерительному сечению.

Измерения могут проводиться:

- в водоводе;

- в водоприемном устройстве;

- в открытом подводящем или отводящем канале.

Измерения расхода допускается проводить только в искусственных открытых каналах с хорошо известной формой поперечного сечения. Использование естественных каналов не допускается.

2.2. Измерение скорости в каждой точке сечения должно длиться не менее двух минут. Если имеют место колебания скорости, то время измерения должно включать не менее четырех периодов колебаний скорости.

2.3. Количество точек сечения должно быть достаточным для того, чтобы обеспечить удовлетворительное определение профиля скоростей по всему измерительному сечению.

В водоводе круглого сечения должно быть не менее 13 точек измерения, одна из которых должна быть в центре сечения. Число точек Z на радиусе, исключая центральную, определяют из соотношения < Z < , где R - внутренний радиус водовода в метрах. При любом имеющемся количестве расходомеров лучше увеличивать число измерительных радиусов, чем увеличивать число точек на радиусе, при этом следует избегать чрезмерного стеснения потока. Стеснение в центре может быть уменьшено консольным креплением радиальных несущих штанг к стенкам водовода. Нецелесообразно проводить измерения более чем на 8 радиусах или более чем в 8 точках на радиусе, исключая центральную точку.

В прямоугольном или трапецеидальном сечении должно быть не менее 25 точек. Если распределение скоростей отличается от однородного, число точек Z определяют из соотношения < Z < , где A - площадь измерительного сечения в квадратных метрах.

2.4. Рекомендуется применять только турбинные расходомеры пропеллерного типа. Измерительные сигналы от вращения пропеллера передаются на показывающие и регистрирующие приборы для обеспечения возможности контроля мгновенного значения частоты вращения во время и после опыта.

Градуировочные характеристики расходомеров не должны изменяться в процессе испытания.

Пропеллеры расходомеров должны быть диаметром не менее 100 мм. В периферийной зоне могут применяться расходомеры с диаметром пропеллера 50 мм. Расстояние от выходной кромки лопастей пропеллера до входной кромки несущей штанги должно быть не менее 150 мм. Угол между вектором местной скорости и осью расходомера должен быть не более 5°. Если это условие не соблюдается, то следует применять самокомпенсирующиеся расходомеры, которые измеряют непосредственно осевую составляющую скорости.

2.5. Расходомеры следует градуировать в условиях, идентичных условиям испытаний. Желательно градуировать несколько расходомеров одновременно, установленных на тех же расстояниях, какие будут иметь место во время испытаний.

Во время градуировки диапазон скоростей потока должен по возможности включать весь диапазон местных скоростей, ожидаемых во время испытаний. Нормальный градуировочный диапазон скоростей охватывает скорости - от 0,4 до 6 м/с (иногда до 8 м/с). При этом верхний предел, как правило, ограничивается вибрациями. Экстраполяцию градуировочной характеристики более чем на 20% максимальной скорости следует делать только при согласовании с потребителем и изготовителем.

Самокомпенсирующиеся пропеллеры следует градуировать при углах натекания потока от 0° до максимального угла, ожидаемого при испытаниях. Градуировку проводят при той же ориентации несущей штанги к потоку. Экстраполяция градуировочных характеристик не разрешается.

Систематическая погрешность градуировочной характеристики с доверительной вероятностью 95% должна быть менее 0,5% при скоростях от 0,4 до 6 м/с. Градуировка расходомеров после испытаний обязательна, если есть признаки повреждений.

2.6. В коротких водоводах* или в водоприемниках измерительное сечение может располагаться в коротком конфузорном участке с неравномерным и (или) неустойчивым распределением скоростей. Направление потока может не совпадать с осью расходомеров. Воздействие этих факторов может быть уменьшено применением выпрямляющих устройств или других специальных способов.

_____________

* Водовод считается коротким, если длина его прямого участка меньше 25 диаметров.

2.6.1. На входе в водоприемник может быть установлено временное сопло (черт. 14), что обеспечивает:

- прямолинейный поток;

- приблизительно однородное и устойчивое распределение скоростей;

- увеличение средней скорости и местных скоростей потока у стенок, что повышает точность измерений при малых расходах;