GB T 3214-1991 水泵流量的测定方法.pdf

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1、中华人民共和国国家标准GB/T 3214-91 水泵流的测定方法代替CB:1211-82 Methods for measurement of capaci ty of pump 1 主题内容与适用范围本标准规定了水泵流量测量方法。本标准适用于离心泵、i昆流泵、铀iiff泵和旋涡泵等水泵流量的测定。其他泵也可参照使用。Z 引用标准GB 2624 流量测量节i武装置第一部分:节流件为角接取压、法兰取压的标准孔板和角接取压的标准喷嘴GB 3216 离心泵、j昆流泵、铀流泵和旋涡泵试验方法JJ C; 198 涡轮流量变送器检定规程S 量的名称、符号、定义及单位本标准采用的量的名称、符号、定义及单位见

2、表1-表30 表l量的名称、符号及单位量的符号量的各称d 节流件的开孔直径/) 管道内径长度Ii 堪槽宽度堪口宽度E 堪口高度h 堪革头、P两个管段之间错位国家技术监督局1991-0323 批准埠1主名称符号* * n1 * m 幸m 来m 耻m 最m 来。11992 01 01实施2(): GB T 3214-91 续表1单位量的符号量的名称名称符号1 两个管段错位位置与取!五孔或环室的距离来1 m 质量于克kg v 液体的体积容6lJ立方来何1:l 时间砂s U 平均速度来每秒m/s 9 自由落体加速度来每二次方秒m/s2 (/J 角度度(巳k 管道内壁的绝对平均粗糙度来阿3 不确定度视量

3、值而定s 标准偏差视量值而走表2量的名称、符号、定义及单位单位量的符号量的名称定义(或公式)名称符号质量流量单位时间内通过液体的质量于直每秒k g/ s Q 体飘流量单位时间内通过液体的体积主方来每秒m :11 s f 流体密度单位体职的质量于直每立方来k g/m A 差IJi两个压力值的盖值帕斯卡Pa Q q i胆量系数。=或=1ej丐三d2./iJj0;4 P 4 204 G8/T 3214-91 续表2单位量的符号量的名称定义(或公式)名称符号A, 节流件开孔面职 4=dt 4 豆导妇*m 工作状态下节流d 件的直径比=一n 由下式定义r=7 t句平板在其自身的平面内作平行于某一固定平壁

4、运功时的速度 动力)粘度h 平板至固定平壁的距离。但此距离应足帕斯卡秒P ao s 够小，使平板与固定平喧闹的流体流动是层流T 平板运动过程中作用在平板单位面积上的流体摩擦力 运动粘度 、，=一二次方来每秒m 2i s I! Re 雷谱数Re二.n ，。表3符号与右下角码意义符号意立。原始数值或零点数值1 节流件上游侧2 节流件下榄侧e 有效的20;) GB/T 3214-91 4 标准孔板、标准暇嘴和标准文丘里瞧嘴4.1 标准孔板、标准喷嘴使用孔板和喷嘴测定流量肘，应采用符合GB2624规定的标准孔板和标准喷嘴。4. 1. 1 测量管的内表面应清沽，没有坑问和沉积物，至少在节流件，上游10D

5、和下游4D的长度范围内不能结垢。4. 1.2 测量流体温度超出常温范围时，测量管段和法兰至少应在所要求的整个直管段上保温。4. 1. 3 从节流件算起2D以外，节流件与第个t游阻力件或扰流件之间的管道可以由一个管段也可以由几个管段组成。只要任何两个管段之间的错位y不超过0.3%D，流量系数就没有附加的不确定度。如果任何两个管段之间的错位y姐过o.30o刀，但满足(1 )式或(2 )式关系则对流量系数的不确定度应算术相加土o.2 /o的附加不确定度;若错位大于(1 )式或(2 )式给出的极限值，即为安装不符合本标准的要求。v主+O. 4 二飞0.002一一一-.一. ( 1 ) D - -.-0

6、.1 + 2.3 互一-一一一一一-. . ( 5 ) O. 1 + 2. 3i c. 当采用取压环时，应使取压环不突入管内。4. 1. 6 夹紧方法和垫圈应满足下列要求:8. 节流件安装在适当的位置后，应保持不动。当节流件固定在法兰之间时，应能自由热膨胀以避免皱曲和变形sb. 使用垫圈时，垫圈应没有任何一点突入管内。当使用角接取压时，也不得挡住取压孔或取ft、槽。垫圈应尽可能薄，在任何情况下不得大于0.03D , c. 如在节流件和取压环之间使用垫因时，垫圈不得突入环室内。4. 1. 7 标准孔板it量系数的不确定度z假定、Re和kl)为已知而且没有误差，则值的相对不俯在fl!见表120f

7、GB/T 3214-91 表4角接取压， 0.6 O. 6 8 ().8 8 0.6飞8.0.75法兰取压0.6 自。/U 标准喷嘴流量系数的不确定度2假定、D、Re和k!D为已知而且没有误差，则值的相对不确定度:当420.6时，为0.8%, 当0.6时，为(2-O. 4) %。4. 1. 8 管道条件和安装要求均应符合GB2624第4章的规寇。流量的调节，建议用设置在节流件下游侧的问门来进行。当需要用节流件上游侧阀门来调节流量时，可采用整流器。4. 1. 8.1 整流器安装在节流件与上游侧调节阀门之间的直管段上。阀门与整流器进口之间的直管段长度至少应等于20D，整流器出口和节流件之间的长度至

8、少应等于22Do而且只有当整流器的阻流小管周围有最小的间隙，使之没有能妨碍正确作用的旁通流时，整流器才是充分有效的。使用符合上述安装条件的整流器，不必加任何附加的不确定度。4. 1. 8.2 整流器的标准形式分A、B、C三种，如图l所示。这类整流器都会造成压力损失，对A型整流器近似为什内B型近似为15个山C型近似为ktm勺。A型，Zanker式整流器。是由有规定尺寸圆孔的穿孔薄板及其后面由很多平板交叉形成的槽道(每一个孔有一个槽)所组成。图l中给出了主要尺寸，各种板应具有适当的强度，但不应有不必要的厚度。B型，Sprenkle式整流器。是由三块穿孔金属板串连而成，相邻的两板之间的间距为一倍管径

9、。最好在孔的上游面有倒角，而且每块板上开孔的总面积应该大于管横截面积的40%。板的厚度与孔径的比至少是1.0，孔的直径应小于管径的1/20。三块板应当用捧或螺栓连在一起，捧或螺栓应环绕管的内圆周分布，而且尽可能象孔直径那样小，并具有所需的强度。C型，管束式整流器。是由很多固定在一起并且刚性地固定在管内的平行的管子所组成。重要的是要保证各个管子彼此平行，因而也与管轴平行。如这一要求不能满足，则整流楼本身可能会对流动号|起干扰。至少要有19根管子，其长度应大于或等于20d，管子应连接在一起，并且使管束和管道相切。207 GB/T 3214-91 。A型.Zanker式暨流睡D D 钻孔植流动方向B

10、型.sprenkle茸整流器A-A C型，管襄式，显梳器图l整流器注:为减少压力损失，孔的入口可做成45的斜面。208 R 。D20d 3214-91 GB/T 4. 1. 9 流量测量的不确定度的估算方法按本标准4.3条的规定进行。4.2 标准文丘里顺嘴标准文丘里啧嘴包括由两个圆弧曲面构成的入口喷嘴部分、圆筒形喉部及锥形扩散管三部分组成，如图2所示。扭式扩散管e O.3d 一。0.304 ld 白血耐用如L 6 -26 4 长式扩融啻图2带短式或长式扩散管的标准文丘里喷嘴用于不同管径的标准文丘里啧嘴，其结构形式是几何相似的。4.2.1 标准文丘里喷嘴的入口喷嘴部分的尺寸和技术要求应符合GB2

11、624标准中3.3.2条有关规定。4.2.2 取压钻孔中心至锥形扩散管始端的圆筒形部分e的-1:度为0.40- O. 4Sd，这部分圆筒形和入口喷嘴的圆筒形喉部合起来决定了直径为d的困筒形喉部的总长。这部分内表面加工要求应符合GB2624 标准中3.3.2条的规定。4.2.3 锥形扩散管直接与圆筒形喉部连接，无需圆弧过渡，其扩散角F最大可至300扩散管的长度实际上对流量系数没有影响，然而与扩散角联系在-起对剩余压力损失有影响。4.2.4 取压方式仅采用角接取压法，其取压装置的结构形式和技术要求按GB2624标准中2.4条的规定。4.2.5 当管径D为0.065-0.500m、直径比为O.32

12、- O. 77及雷诺数Re为1.SX10-2Xl06时，在光滑管道中的标准文丘里喷嘴的光管流量系数a列于表5.表中列出4的数值与流量系数的关系。表5流量系数值s O. 01 0.02 。.03。.040.05 0.06 0.07 0.08 0.09 O. 10 O. 11 。.12 0.989 3 0.9933 O.仿9721.0010 1.0047 1.008 4 1.0122 1.0159 1.0197 1.0235 1.027 4 1.0311 1 。-130-1 4 0-1 5 O. 16 O. 17 O. 18 O. 19 0.20 O. 21 0.22 O. 23 O. 24 1.

13、0354 1.0396 1.0437 1.0479 1.0523 1.056 7 1.0612 1.0659 1.0706 1.0754 1.08 (1 4 1. ofi;i 1 1 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.30 O. 31 0.32 。.33 。.3.1。.35 。.36 1.0906 1. (1959 1.1013 1.1068 1. 1l24 1. 1l82 1.124 1 1. 13l 1.1:163 I.142， 1.11 1l 9 1.1S.?1 209 GB/T 3214-91 4.2.苗在流通部分的外表面上应刻有表示标准文丘里喷嘴安装方向的符号(+

14、、)、制造编号、安装方向、管道内径D的设计尺寸值和圆筒形喉部直径d的实际尺寸值。4.2.7 管道条件和安装要求应符合本标准4.1.8条的规定。4.2.8 检验方法按GB2624标准第5章的规定进行。4.2.9 标准文丘里喷嘴流量系数的不确定度，当适用范围在4.2. 5条的限值内时，假定为已知而且没有误差，则流量系数值的相对不确定度由式(6 )计算主L=土(.2+1.51州. . (6 ) 4.3 流量测量的不确定度的估算4.3.1 不确定度的定义用标准孔板、标准喷嘴和标准文丘里喷嘴测量fL量时的不确定度是估计实测值的95%落在真值的这一数值范围之内，即置信概率为95%。流量测量的不确定度可用绝

15、对项或相对项表示28. 对体积流量流量Q士。或m量二Q(士e) , b. 对质量流量流量q士q或流量q ( 1士e)。Q 式中不确定度Q、q应与Q、q的量纲相同，当e二一一或e二三卫一时，贝tle为无量纲。Q 这样定义的流量不确定度等于统计学术语的标准偏差的两倍。标准偏差是由计算流量时所用的有关各量的不确定度合成得到的(假定这些不确定度是比较小的，许多彼此无关的量。盈然对于一个单独的测量装置和一次测量所用的系数而言，这些不确定度中的某几个实际上可能是系统误差的结果其;p只有它们的最大绝对值的估计值是已知的)，但是，如果把它们看作是符合拉普拉斯-高斯正态分布的偶然误差，也允许把它们合成。3.2

16、不确定度的实用计算法流量的不确定度的实际计算公式如下:们吨4，SIJqp496d，tf=(7)2+4(7)(丁)U(17)(7Y1 , b自l占何+土(一子)2+-(Tl)212-HH-. (7) 4且P4 p, 式中$2二一一流量系数的不确定度，在本标准中4.1.7条和4.2.9条绘出， 主L管道内径的不确定度，由GB2624标准中4.3.2.1条所给的规定得出的最大值3于一节流件开孔直径不确定度，由GB2叫准机.2. 2. 7条和3.3.2. 5条所给的规定得出的最大值3羊一差压的不确定度，根据测量方法而定ZL 21() fll一一密度的不确定度，根据测量方法而定1 G/T 3214-91

17、 4.4 差压的测定标准孔板、标准喷嘴和标准文丘里喷嘴的差压f.p可用差压计来测量。f.p的测量不确定度(卦根据采用的差压计来确定，若采用液柱羞压计应做到.a. 液柱差压计的玻璃管内径为6-12mm, b. 压力导管内和液柱差J王计内的空气必须完全排出BC. 压力导管一般可用内径6-12mm的连接管，连接管可根据不同系统压力选用不锈钢管、紫铜管、胶管、透明塑料管等;d. 液柱羞压计的羞压f.p测量的不确定度应在+1.0%以内。4.5 标准孔饭、标准琐嘴、标准文丘里愤嘴的标定凡符合GB2624和本标准规定制造的标准孔板、标准喷嘴和标准文丘里喷嘴，应定期进行尺寸检查或在具有高一级不确定度装置上进行

18、标定(般规定为一年。5 7一一旦旦 . (8 ) 140 式中:hmax-最大堪水头，即水流的最高水面至堪口底点(直角三角堪)或堪口下边缘(矩形堪、全宽堪)的垂直距离，m。5. 1. 2.5 导入部分的容量应尽可能大些，这部分的宽度和深度不应小于整流装置下游的宽度和深度，导水管应埋没在水中。5. 1. 2.6 堪槽的长度如图7所示，尺寸列于表6。 _. 导入部分整幢装置噩配部分I I I i I i 、4.a 2 4 、4巳I I I I . I I I I 图7堪槽长度表6堪槽长度尺寸m 类J 直角二角堪 20hmax (R斗hmax) 短形埋lO b 的2hmax (H+Zhmax) 全宽

19、堪 IOR (n + 3h max) 5.2 堪的水头测定装置5.2.1 水头的测定装置如图8所示，在堪槽侧壁上设有小孔与另一小水桶相通，在桶内测量水位。桶和堪的连接管长应适当，以保证测量方便准确，管径10-30mmo213 GB/T 3214-91 二、图8测定装置5.2.2 小孔的位置距堪口(4 - 5) hmox距堪口的下边缘及堪槽底丽的尺寸不得小于50mm小孔不应有毛刺，小孔的轴心线应和堪槽壁垂直。5.3 耀的水头测定方法5.3.1 应当在越过程口流下来的水流与堪板不附着的情况下进行测量。5.3.2 水堪的堪口至堪口外水池水面的高度不得少于100mm 0 5.3.3 可以采用钩针水位计

20、或浮筒水位计(如图9所示来测量水位，但水位不稳定时不能使用钩针水位计。使用钩针水位计时，应将针先沉入水内再提上对准水平面，以消除表面张力的影响。除1.述水位计外，也可采用水位测量精度不低于这两种水位计的其他水位计。765 游际尺崽业帽11/剧。针尘三兰三岳呈ZZ二(a)钩针水位tt0.45m, BI.0m。矩形握和全宽堪(bB = 1 )如图13所示。8. b. e. 5.4.2 C. d. 阁13矩形堪、金宽堪(b/8=1)L吗 、题掘圃mJ唱唱流量的计算公式为2(11 ) .主.E-k;123 Q二G一一流量系数，用下列公式计算=bj= 1 (全宽堪)，二0.602+0.07h/E，bj

21、B = O. 9 (矩形堪)，二O.598 + O. 064 h I E ; bj B = O. 8 (矩形堪)，=0.596+0.045hjE号b/B=0.7(矩形堪)，=0.594+ 0.030hl E , b/二O.6 (矩形堪)，=0.593+0.018hIE， b I B = 0. (矩形堪).= O. 592 + O. 010 h I E ; b/ B = O. 4 (矩形堪)，二0.591+0.0058hjE, b/二O.2 (矩形堪).= O. 589 - O. 00 1 8 h / E。式中z的不确定度51=土1.5g IY1: h, 有效堪水头，21B GB/T 3214-

22、91 h , =h +I,. (12) 式中2h一一一世量堪水头，m; K，一一补偿粘度和表面张力的影响的修正值，对矩形堪、全宽堪K，= 0.001 m , b , 堪口有效宽度，rn; b，二b+ K b . . .(13 ) 式中:b一一测量堪口宽度，mg Kb一一补偿粘度和表面张力的影响的修正值，从表8中查得。表8堪口宽度修正值町1町11 Ii U . I () _2 (j .:1 II .-1 () .5 (1 .6 。.7。.8。.9 .0 A 2 . 2.5 2.7 1.2 :u; .1 1.2 :1 .2 。.9注用内描法计算茬中的中间数值。适用范围za. h E飞2.5, b.

23、 hO.03m , c. b;O.15m (矩形堪); d. EO.10m , R - b t 一丁-0.10m(矩形堪入5.5 水埋流量测量不确定度的铺篝5.5.1 直角三角堪2A三mdut宝Q7.20 O. 72 1. 38 飞5.96。.15 1. 02 0.9 x O. 36 0.27 3.60 0.54 ,- 1.44 ,5.58 0.20 O.to 距形堪1.2xO.48 0.312 4.80 0.63 1.83 7.29 。.25。.7; 0.6 O. 15 6.00 0.30 : 1. 05 O. 15 7.35 。制0.9 0.225 9.00 0.45 1.60 0.23

24、11.05 。.30 O. 7;) 1.2 0.30 12.00 0.60 2.10 0.30 .14.70 O. tl 1.5 0.375 二、15.00。.75.- 2.65 0.38 /18.40 。.HI 1. U5 全宽埋2.0 0.50 20.00 1.00 3.50 0.50 24.50 0.50 1.50 3.0 0.75 30.00 1.50 5.25 0.75 36.75 0.75 2.00 5.0 50.00 7.40 59.00 1.00 2.50 0.80 1.60 0.80 8.0 制.00 10.40 92.00 1.50 3.00 L一一一一一22句 GB/T

25、3214-91 附录C流量测量不确定度的估算实例(参考件)Cl 标准孔板、标准畹嘴和标准文丘里晴嘴例用于水泵试验的标准喷嘴的体积流量的不确定度估算计算公式:A21212 /d2 , 1/ fJJ, 2. 1 ,1 飞P甘寸=:,: (石d)叫石甘-y(D)矿)+叫叫叩4气巾(1+ 言引)(勺巾Z)+丁工( 币)+丁4(工石豆)汀2丁J已知2=O. 6, Re = 1 x 10 5 查得:=1.0290按标准规定:争二士。-300，些=土川5%，旦旦:+ o. 8 % 川d若用液柱差压计测量压差2ROI立P二士1.0% /,. p 假定密度测量的不确定号=士O.5?-o，A0.6420.644吃

26、=LO-82+4(;:liE)2(OJ)+4(l+可). (叫寸。.叶1，, =士0.64+ O. 005 7+ O. 012 7+ 0, 0625+ 0.25) 1 % 工0.99%。C2 水埋例1:用直角三角堪测量流量的不确定度的估算计算公式:，乱，旦.亏=432+唁)2+252(fYi/若已知2E = O. 30m , h二O.121 m , h = + O. 10 mm , h. = + 0.10 mm , b, = O. 44m , h，二土0.50mm，h, = O. 22m，h I =士1.0mm , K, = + 0.30mm，全=+1.0% , 水头15次测量时标准偏差s;=

27、 O. 03mm , tl!; .- 1. 0 _ n , 0. 5 目。王士叫EEE)2+(EE)勺川z土。.47%227 GB/T 3214-91 生L=川(0.时+O. 10 +川0+ (2 x队)12% h 121 ; +0.28% 咛;+ (1.0 + O. 47 + 6.川.28)%;+1.31%。例2:用矩形堪或全宽堪测量流量的不确定度的估算计算公式so . ? lbe. _O)/hl11 t(f)2+(了)+ 1.盯了)J11 若已知gb ;0.30mm , E ;0.20m, h ;0.08m, K,; +0.30mm , K ;士O.30mm，马;+ O. 20 mm ,

28、h ; + O. 30 mm , h; + 0.50 mm , 水头叫测量时标准偏差需=川mm，于;+1.5%，h_ 100(0.50 + 0.30) 1/ 则L=%=士。.19%, b - 300 主;+.:.:10.:.;0 (:.:.0.20 +川，+川0+ (2 x川)川%; + O. 6%. h - 80 言;+ (1.5川.19+ 2.25 xO川%h川=寸扎l刊C3 容器伊I:以容积法测量流量的不确定度的估算计算公式23=(乡)刊于)J1/ 若已知3在=+0.3%，5，=+川.,.; + O. 1 s 五次测量的时间分别为:75.2、75、74.8、74.7、75.3sX,= 主x;)/n;川+75+74?+川+川=衍228 GB/T 3214-91 22(1:-有)，标准偏差S7=iun I 川(0.2 +0.2 :0.3 +0.3、)-=0.26 , 4 / , , 100(0.5+0.1+ (2xO.26)J I/ t - 75 故专=(0川州，% = 1.02 附加说明:本标准由中华人民共和国机械电子工业部提出。本标准由沈阳水泵研究所归口。本标准由沈阳水泵研究所负责起草。本标准主要起草人张淑芹。% = + O. 97 %, 229