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GBT 15613.1-2008 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验 第1部分：通用规定PDF文本

ICS27.140K55中华人民共和国国家标准GB/T15613.1-2008代替(B/T156131995水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验典第部分：通用规定Model acceptance tests of hydraulic turbines,storage pumps andpump-turbines-Part 1:General rules(IEC60193:1999,NEQ)2008-06-30发布2009-04-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布中国国家标准化管理委员会蜀Z.Z心
GB/T15613.1-2008目次前言……11范围………1.池用………1.2目的……12规范性引用文件3术语、定义、符号和单位3.1总则3.2单位3.3术语、定义、符号和单位表………4水力性能保证值的性质和范围………………204.概述……204.2通过模型试验验证的主要水力性能的保证值………204.3模型试验不能验证的保证值…。224.4辅助性能数据…225试验的执行…225.对试验台和模型的要求代兰22.2模型和原型尺的检香…245.3水力相似、试验条件和试验程序………2554测量万法的介绍………………………………………………………385,行物理特性…40附求A(资料性附录)无量纲项…45附录B(规范性附录)物理特性、数据……47附录C(资料性附录)机械水力比能公式的推导………54附求D(资料性附录)实际用水的密度P。对测量和标定的影响……………56附录（资料性附录）试验和计算步骤的综述…57附录F(规范性附录)反式机械水力效率的比尺效应…61附录G(规范件附求)考虑机组摩擦损失和风损的原型飞逸特性的计算………………必附录日（资料性附录）确定最光滑曲线的示例：独立区段法…66附录J(资料性附录)误关和不确定度评估的示例………69附火K(规范性附录)水斗式水轮机效率的比尺效应…73附录1.（规范性附录）在固定运行条件下试验时随机不确定度分析……76附录M(规范性附录)机组究化系数刚的计算…79附录V(资料性附水)水力比能、流量和功率的详细流程图…82附录P(资料性附录)参考文献…………………84附录Q(资料性附录)本部分与IEC60193:1991技术性差异及其原因…86筑Z.Z0
GB/T15613.1一2008前言GB/T15613《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验》分为三部分：一第一部分：通用规定；第二部分：常规水力性能试验；第三部分：辅助性能试验本部分是GB/T15613的第1部分，对应于IEC60193:1999《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验》的第一章和第二章。本部分与IEC60193:1999的一致性程度为非等效采用，主要差异如下：一-按GB/T1.1一2000的要求，对书写格式进行了修改；用小数点“.”代替作为小数点的逗号：删除了IEC前言；将规范性引用文件的内容进行了调整，将原1EC标准中有对应的国家标准的均予更换。本部分替代GB/T15613一1995《水轮机模型验收试验规程》。本部分与GB/T15613一1995《水轮机模型验收试验》相比主要变化如下：根据IEC60193:1999《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验》的第一章和第二章对水轮机模型验收试验的内容、方法和原则进行了修改，增减了部分内容，并对规程名称、章条结构和顺序进行了调整，使之尽可能与1EC60193保持一致：一对文字、单位和图表进行了规范化处理。风本部分的附录士来采C录K离风附录M是规范性希柔17本部分的附录A、附录C、附录D、附录E、附录H、附录J、附录N、附录P、附录Q是资料性附录。本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国水轮机标准化技术委员会(SAC/TC175)归。本部分起草单位：哈尔滨大电机研究所、中国水利水电科学研究院、东方电机股份有限公司。本部分主要起草人：罩大清、孟晓超、胡江艺、赵越、潘罗平、温国珍。本部分所代替标准的历次版本发布情况为：—GB/T15613-1995。霸Z.ZC.ET
GB/T15613.1-2008水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验第一部分：通用规定1范围1.1范围本部分适用于在试验室条件下所试验的各种类型的冲击式和反击式的水轮机、蓄能泵或水泵水轮机。本部分适用于机组功率大于10MW或公称直径大于3.3的原型所对应的模型。如将本部分所规定的步骤完全地应用于机组功率或直径较小的水轮机，一般来讲并不合适，但若供需双方协议认可，此类机械上也可采用本部分。在本部分中，术语“水轮机”包括作水轮机方式运行的水泵水轮机，术语“水泵”包括做水泵方式运行的水泵水轮机。除了必须与试验有关的事项之外，本部分不包括纯商业利益的事项。只要机械的结构或部件不影响模型的性能或模型与原型间的相互关系，那么本部分既不涉及机械的详细结构，也不涉及机械部件的机械性能。1.2目的本部分包括为验证主要水力性能的合同保证值是否得到满足所进行的水轮机、蓄能泵和水泵水轮机的模型验收试验。如果对试验的任何步骤持异议，那么可参看本部分，它包含了指导试验进行的规则和描述了所采取的测量方法。本部分的主要目的是：—定义使用的术语和参数：·为了确定模型的水力性能，规定试验方法和所涉及的测量参数；规定结果的计算方法和与保证值的比较方法；决定本部分所规定的范围内的合同保证值是否得到满足；—定义最终报告的范围、内容和结构、保证值可以以下列一种方式给出：一由考虑了比尺效应的模型试验结果计算出原型水力性能的保证值；一—模型水力性能的保证值。此外，为了水轮机原型的设计或运行，也需要确定一些辅助性能数据（见4.4）。与GB/T15613.2对主要水力性能的要求不同，GB/T15613.3给出的有关辅助性能数据的信息对使用者仅具有议或指导性质。如果现场验收试验（见GB/T20043)的预期条件不能验证原型的给定保证值的性能，那么更应进行模型验收试验。本部分也适用于其他目的模型试验，例如比较试验和研究及开发性的工作。如果模型验收试验已经完成，现场试验可以仅限于进行指数试验（见GB/T20043第8章）2规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/T15613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霸Z.ZC.ET
GB/T15613.1-2008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。GB/T15613.2一2008水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验第二部分：常规水力性能试验(IEC60193:1999,MOD)GB/T15613.3-一2008水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验第三部分：辅助性能试验(IEC60193:1999,MOD)GB/T10969水轮机通流部件技术条件(neq IEC60193:1977)GB/T17189水力机械（水轮机、蓄能泵和水泵水轮机）振动和脉动现场测试规程GB/T20043水轮机、蓄能泵和水泵水轮机水力性能现场验收试验规程(GB/T20043一2005，1EC60041:1991,MOD)IS031-3:1992参数和单位第3部分：机被IS03112:1992参数和单位第12部分：特性数值IS02533标准大气压IS(04185:1980封闭管道中的液流测量重量法1S05168:1978液流的测量流速测量置信度的估计VIM:1993计量用基本和一般术语的国际词汇(BIPM-IEC-ISO-OIML)3术语、定义、符号和单位分中将采阳e来瘾春素刺材华风特米场特在服给子T3.1总则供需双方在试验前应对有异议的术语、定义或度量单位做出澄清。3.1.1试验点point试验点是由在不改变运行条件和设置情况下，由一个或多个连续一组读数和/或记录组成，它足以计算出在该运行条件和设置下机械的性能。3.1.2试验test试验是整个规定运行范围内足以计算出机械性能的一系列试验点和结果。3.1.3水力性能hydraulic performance由于流体动力作用于机械的各种性能参数。3.1.4主要水力性能数据main hydraulic performance data一组水力性能参数，如：功率、流量和/或比能、效率、稳态飞逸和/或流量。这里必须考虑空化的影响。3.1.5辅助性能数据additional data-一组水力性能数据，它可从模型试验得出（见4.4），然而由于只能应用粗略的相似规则，由此得出的相应原型数据预测精度要低于由主要水力性能数据得出的结果。3.1.6保证值grarantees合同中商定的规定性能数据。Z.ZS心
GB/T15613.1-20083.2单位本部分采用国际单位制(Sl,见1()31-3：1992)。所有术语都由SI基本单位或由此导出的相关单位给出)。使用这些单位的基本等式均是有效的，如某些数据使用与S非相关的其他单位时也必须考虑这种情况（例如，功率中千瓦代替瓦，压力中千帕或巴代替帕斯卡、以每分钟转速中每分钟代替每秒钟等)。因为绝对温度（以凯尔文表示）很少需要，所以温度以摄氏度给出。仅在供需双方以书面形式同意的情况下，可以使用任何其他单位制。3.3术语、定义、符号和单位表3.3.1下标和符号子项术语定义下标和符号高压基准断面)性能保证所指定的机械高压侧断面3.3.1.11high pressure reference section(见图1)低压基准断面》性能保证所指定的机械低压侧断面3.3.1.22low pressure reference section(见图1)高压测量断面这些断面应尽可能与断面1一致，3.3.1.31',1",…high pressure measuring sections或其测量值可换算到断面1低压测量断面这些断面应尽可能与断面2一致，3.3.1.42',2",…low pressure measuring sections或其测量值可换算到断面2规定值带有下标的量值，如转速、流量等，3.3.1.5specified上Z争白宝十十以其用以保证其他量值厂sp最大值/最小值儿茶个小表明任何术语的最大与最小值的下max3.3.1.6maximum/minimum标min合同规定值极值uL3.3.1.7一不应超出值limits或1117应达到值3.3.1.8原型prototype与原型有关值的下标p3.3.1.9模型model与模型有关值的下标M雷诺数为常数下的模型与模型在雷诺数为常数下有关值的3.3.1.10model at constantM'下标reynolds number3.3.1.11基准reference与规定基准条件有关值的下标ref3.3.1.12最优optimum最优效率点的下标opt3.3.1.13环境ambient指在周围大气条件下的下标amb3.3.1.14电站plant与电站原型运行条件有关值的下标pl3.3.1.15飞逸runaway与飞逸条件有关值的下标R1)术语“高压”和“低压”定义为机械的两侧并与水流方向无关，因此它们与机械的运行方式也无关。1)N=kg·m·s-2,Pa=kg·m1·82,J=kg·m2·82.W=kg·m2·s1。3霸Z.Z0
GB/T15613.1-2008进/出断面高压基准断面水轮机高压测景断面①1机械低压测量断面水梨筑素Z进/出断面图1水力机械示意图3.3.2几何术语子项术语定义符号单位3.3.2.1面积Area垂直于主流流动方向的净面积Am2导叶开度相邻导叶间的平均最短距离（若必3.3.2.2mGuide vane opening要可指规定断面处)（见图2）3.3.2.3导叶角度Guide vane angle从关闭位置算起的平均导叶角度喷针行程（冲击式水轮机）从关闭位置开始测得的喷针平均3.3.2.4mNeedle stroke(impulse turbine)行程转轮/叶轮叶片角度从给定位置算起测得的转轮叶片的3.3.2.5Runner/impeller blade angle平均角度公称直径3.3.2.6如图3给出的水力机械的公称直径DmReference diameter转轮/叶轮进出开度转轮/叶轮相邻叶片间的平均最短3.3.2.7a1,a2mRunner outlet/Impeller inlet width距离（见GB/T10969)水斗宽度冲击式水轮机水斗斗内最大宽度3.3.2.8BBucket width(见图3)霸Z.ZC
GB/T15613.1-2008子项术语定义符号单位原型和模型间有代表性的尺寸比尺寸比值；正常情况下是机械的直径比，在3.3.2.9ALLength scale ratio确认此为基准值有困难的情况下，也可采用其他重要长度的比值高程系统中某一点位于规定的基准面3.3.2.102Level(通常指海平面)以上的高程关闭位置：a=0°或u=0mm图2导叶开度和角度筑素a)b)c)d)图3公称直径和水斗宽度霸Z.ZC
GB/T15613.1-2008喷嘴轴线0≤a≤900a)径向机械，公称直径D为D1或D2,D为叶片高压边与下环交点的直径，D为叶片低压边与下环交点的直径，D,和D2的单位同D,b)斜流式（混流，半轴流）机核带固定转轮/叶轮叶片和转轮/叶轮下环：c)斜流式（混流，半轴流）机械带固定转轮/叶轮叶片，不带转轮/叶轮下环：d)斜流式（混流，半轴流）机械带可调节转轮/叶轮叶片；)轴流式机械，例如定桨式水轮机，贯流式水轮机2)，轴流泵和水泵水轮机，带固定转轮/叶轮叶片：)轴流式机械，例如转桨式水轮机，贯流式水轮机，轴流泵和水泵水轮机带可调节转轮/叶轮叶片，g)水斗式水轮机。图3（续）3.3.3物理量和特性子项曲术上语白定7符号单位重力加速度可试验地点的g值（见5.5.2）；作为纬度和3.3.3.1Acceleration due to gravity海拔函数的理论值见附录B中的表B.1m·s2热力学温度温度⊙K3.3.3.2摄氏度Temperature℃0=0-273.15单位体积的质量0k·gm3a)水的密度Pwk·gm-3通常，用p代替pw,蒸馏水的pwd见密度5.5.3.1.3和附录B中的表B.23.3.3.3Densityb)空气密度k·gm3空气值见5.5.4.1和附录B中的表B.5c)水银密度PHak·gm-3水银值见5.5.5和附录B中的表B.7在热力学平衡条件下，在液气混合物中汽化压力（绝对）饱和蒸汽的绝对分压力。汽化压力只与3.3.3.4PaVapour pressure(absolute)温度有关。蒸馏水的汽化压力见5.5.3.4和附录B中的表B.4动力黏度表征液体一种机械性能的量3.3.3.5PasDynamic viscosity(见IS031-3:1992)2)术语“贯流式水轮机”包括灯泡式、竖井贯流式，全贯流式和S型机组。6筑Z.ZC.ET
GB/T15613.1-2008子项术语定义符号单位动力黏度与密度之比。以温度作为函数运动黏度3.3.3.6的蒸馏水的运动黏度见5.5.3.3和附录m2·s-1Kinematic viscosityB中的表B.3表面张力表征两种液体间界面机械性能的量（见3.3.3.7J·m2Surface tension1S031-3:1992)3.3.4流量、速度和转速术语子项术语定义符号单位3.3.4.1流量（体积流量）单位时间内流过系统的任一断面的水Qm3·s1Discharge(volume flow rate)的体积单位时间流过系统中任一断面的水的质量流量质量。ρ和Q必须在同一断面及该断3.3.4.2面现有条件下确定(oQ)kg·s-1Mass flow rate注：如果在两断面之间没有注入或取出水，则其质量流量不变。测量流量单位时间内流过任一测量断面如1'的3.3.4.3Q或Q2m3·sMeasured discharge水的体积（见3.3.1.3和3.3.1.4）3.3.4.4基准断面流道筑系}单位时闲内流过基准断面或2处的Q或Q:msDischarge at reference section水的体积相对于环境压力条件下单位时间内流过的基准断面水的体积（见3.3.5.2），基准断面处修正后的流量例如3.3.4.5Corrected discharge at refer-Q1e或Q2m3·s-lQic=(pQ)1/pambence section正常条件下的模型试验，可以假定QI=Q1稳态飞逸流量3.3.4.6Discharge at steady-state run-在R条件下的流量（见3.3.4.12）QRm3·saway speed空载流量水轮机在规定转速、规定单位比能及3.3.4.7Qom3·s-lNo-load turbine discharge空载下且发电机无励磁时的流量漏水流量3.3.4.8如图6所示的体积损失m3·sJLeakage flowrate平均流速3.3.4.9流量Q除以面积Am·s1Mean velocity圆周速度公称直径处的圆周速度（见图3）3.3.4.10m·sPeripheral velocityu=πDn转速3.3.4.11单位时间的转速Rotational speed蜀Z.ZS0
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