SL 141-1997(条文说明) 水泵模型浑水验收试验规程.pdf

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1、中华人民共和国行业标准水泵模型浑水验收试验规程SL 141-97 条文说明目次编制说明.29 1 ，总贝U.山.30 2 术语的定义、符号及计量单位.313 模型验收试验台.32 4 模型泵.33 5 模型验收试验各种参数测量及误差.34 6 模型验收试验.35 7 保证值的验证.36 编制说明任务概述随着我国工农业生产的发展，含沙河流上兴建的大型泵站越来越多，还有一些蓄能泵也需在含沙水流中运行。由于这些机组的容量及尺寸越来越大，而且需要了解含沙水流情况下的各项性能的保证情况，水泵行业习惯的水泵水力性能原型验收试验因受具体条件限制越来越难以进行，用于清水的蓄能泵模型验收试验规程在这种情况下也不

2、适用。目前我国己建成一批测试精度较高的水泵模型浑水试验台，完成过国内一些在多泥沙河流上运行的水泵的性能测试任务。但是，国内外均无关于水泵模型浑水试验的标准。为此，1994年水利部科技司提出了水泵模型浑水验收试验规程的编制项目井下达任务，该规程由中国水利水电科学研究院、水利部天津勘测设计研究院及中国农业机械化研究院负责起草。编制经过受水利部科技司委托，中国水利水电科学研究院作为主要起草单位于1994年6月完成了水泵模型浑水验收试验规程的初稿，并在部科技司标准处召开的标准编制计划会议上征求意见。之后又在有关起草单位内进一步征求意见，对初稿进行了重新整理和编排，于1995年7月完成了征求意见稿，并向

3、25个单位寄发了38份征求意见，共收到返回意见16份(见意见汇总表)。根据返回的意见，对征求意见稿进行了修改，于1996年3月完成了送审稿。1996年7月17日至19日在北京召开了水泵模型浑水验收试验规程行业标准审查会，根据专家评审意见对送审稿进一步进行了修改，于1996年9月完成了报批稿。29 1 总则1. 2. 3 目前水泵模型浑水试验台一般采用电磁流量计测量流量。根据以往经验，当含沙量超过50kg/m3时，将对流量测量产生明显影响，因此本规程规定了试验含沙量的上限为50kg/m3。本规程只适用于悬移质浑水验收试验，意味着将根据所试模型泵流量的大小改变试验台管路直径，以保证泥沙充分悬浮。1

4、. 3 引用标准目前国内外尚无关于水泵模型浑水试验的标准供参考。在编制本规程时，主要根据国内浑水模型试验积累的经验，并参考了IEC497 (1 976) 蓄能泵模型验收试验国际规程、GB3216-89离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法和IEC995(1 99 1) (用考虑比尺效应的水力机械模型验收试验确定原型性能等标准。在技术要求及试验台测试精度方面主要参考了IEC497(1976)。另外，也参考了GB3216-89的部分内容。1. 4.1 本规程中只写入了性能、汽蚀、飞逸特性、磨损特性及水压脉动特性等5项最基本的浑水试验内容。其中汽蚀试验项目应包含汽蚀初生检测，有条件的应进行浑水情况下

5、的汽蚀初生检测。磨损特性试验目前用易损涂层法进行，用于磨损部位及磨损强度的相对比较。30 2 术语的定义、符号及计量单位浑水试验系统一旦加入泥沙，很难完全冲洗干净。因此，有必要给出在浑水试验台上试验时清水的定义。本规程在给出这一定义时主要考虑了:能够目测汽蚀初生;在这种状态下长时间运行不会对过流表面产生明显磨损。重度不是我国统一实行的法定计量单位，但考虑到其在水力机械行业沿用已久，故本规程将其作为导出单位使用。有关的浑水水柱及压强均换算成清水水柱。水头均折算成清水水柱进行计算，因此泵扬程与图2-2图2-4中的几何扬程(浑水水柱)不相等，故未在圈中标出H.H按图2-2图2-4中所给公式计算。31

6、 3 模型验收试验台3.0.3 对于闭式试验台，为使泥沙能顺利加入并在加入后能尽快获得充分搅拌，应将泥沙加入装置设在低压水箱顶部，泥沙的加入应在试验系统处于正常运行的条件下进行。3.0.5 浑水试验完成后，为防止泥沙在试验管路系统中沉积，必须使系统中的浑水在模型泵停止运转后快速排空，为此，应在试验系统的最底部设置快速排空间。3.0.7 即使是高精度试验台，不同的台之间也存在着测试差异。为能较准确地了解水流挟沙对机组各项性能指标的影响，本规程规定清、浑水验收试验一般在同一试验台上进行。3.0.11 在水流紊动的情况下，测压环管内的水体存在随机性瞬态流动。当挟沙水进入测压环管后，由于水流速度降低，

7、泥沙将沉淀。为防止测压环管堵塞，需对测压环管进行监测，并在环管上相应设置排沙间。3.0.16 目前还难于做到旋转机械内部二相流动的准确模拟，按近似相似推导出的泥沙模拟条件也难于满足。但是，国内多年试验结果表明，模型选用原型过机泥沙，其磨损部位及形态与原型情况是相近的，故暂时规定模型试验选用原型过机泥沙，以后随着科学技术的发展逐步进行修订。3.0.19 由于泥沙颗粒表面微裂缝中可能存留有未溶解气体，故要求在新沙加入后，系统应在78m真空度下再运行一段时间，但考虑到时间过长会导致模型机组过流表面磨损，故将这一时间规定为20min以上。3.0.21 试验台的测试误差及稳定性是其最为重要的技术指标。参

8、照IEC497(1976)并结合我国的实际情况，将水泵模型验收试验的允许总误差定为i:1.3%(清水)和i:1.5%(浑水)。32 4模型泵4.0.2 我国河流的悬移质泥沙中硬质颗粒所占比重较大，如黄河沙中石英及长石含量约占90%。为保证在浑水验收试验前后，试验结果能较好地重复，要求过流表面的材料应具有一定的抗磨能力，以保证浑水试验后，因过流表面磨损引起的效率误差仍在3. O. 21所规定的范围内。4.0.8 常规的水泵轴封方法有盘根法和机械密封法，这两种方法在浑水条件下易造成密封材料磨损和浑水外漏，从而导致浑水试验期间摩擦力不稳定，故不宜采用。4.0.10 浑水试验过程中，模型泵过流表面会不

9、同程度地产生泥沙磨损，为检验模型泵浑水验收试验前后因过流表面磨损而引起的性能变化仍在3.0.21所规定的范围内，应在整个浑水验收试验完成后再校核泵清水性能。如果校核结果表明，模型泵性能变化已超出3.0.21所规定的程围，则浑水试验结果无效。33 5 模型验收试验备种参数测量及误差5.1.3 水流挟沙后将对电磁流量计性能产生一定影响，尤其是泥抄中含有铁磁物质时影响很大。由于向流中泥沙来摞复杂，同一河流在不同季节其泥沙来源也不尽相同。因此，有条件时应进行流量计浑水标定。5. 5. 1 为保证含沙水取样时，在取样断面泥沙能充分悬萍，取样点处必须有一定的水压和流速，故此，取样孔以设在水泵出口测压直管段

10、上为宜。5.5.2 由于水平管断面上泥沙含量分布不均匀，下边含沙量大，上边含沙量小，而管中心处的含沙量接近于管断面上含沙量平均值，故取样点应设在管中心。5.5.4 工况点不同时，试验管路上的水流流速也会不同，这必然影响试验系统内泥沙的沉降及管路内泥沙浓度的分布，因此，每次浑水试验前后应在泵最大流量、保证流量及最小流量3个工况点各测量两次含沙量。5. 10 水流含沙后动力粘滞系数可按下式计算:队=(l-5v!5.)-2。式中，5vm为极限含抄量(以体积百分比计)，对黄同沙，5.=0.59; 5v为体积含沙量z为清水的动力粘滞系数。在本规程适用的最大含沙量50kg/m3条件下，再水动力粘滞系数与清

11、水的相比，相差不超过7%，故本规程暂规定浑水动力粘滞系数取清水值。34 6 模型验收试验6. 2. 1 在浑水情况下汽蚀空泡无法目测，需用间接法检测汽蚀初生。在间接法中，声学法从使用的方便性、准确性来看，都优于电学法及放射性同位素法，且广泛应用于水力机械及船舶螺旋桨的汽蚀研究中，故本规程推荐声学法。6.7.2 作磨损特性试验时，因涂层厚度及其表面租糙度对水泵内部流态及性能有一定影响，故提出对涂层厚度及表面粗糙度要求。6.7.3 因试验通常为循环系统，长时间试验过程中泥沙颗粒的形状和尺寸因撞击作用会有所改变，为保证试验泥沙的形状特性和尺寸在试验过程中不致发生大的变化，对磨损特性试验特规定每3 h

12、更换一次泥沙。35 7 保证值的验证7. 1 对于在含沙水流中工作的水泵来说，易产生汽蚀和磨损，故此，合同中应对汽蚀破坏量及磨损量作出附加保证，但限于目前的模型试验技术水平，还难以根据模型泵的汽蚀及磨损量换算至原型泵，而只能就原型泵的汽蚀及磨损部位以及各部位的汽蚀及磨损相对强度作出预测。为此，本规程对汽蚀及磨损量的附加保证暂未列出模型泵验收试验的验证方法。7. 4. 17. 4. 2 如何将浑水条件下水力机械的各项性能换算至原型，目前尚无可依据的方法，故此，本规程暂规定按清水的计算公式进行换算。此外，由于试验含沙量改变时，水泵最高效率值会发生变化，因此，对不同的含沙量，应分别计算效率增量A币，由此换算出相同含沙量下的原型各点效率值。在原型泵效率换算时，本规程采用IEC995(1991)中推荐的效率换算公式。此外，当原型泵和模型泵工作介质温度相差较大时，还应考虑水体密度对原型泵功率换算的影响，换算公式如下:P = p卢(ppjPM) (npjnM)3 (Dp/ DM) (平n.w/r;n.p)36 hm-SF .J cn 书号:1580124.63 定价27G 4.00