TCVN 9222:2012 - Phần 1

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9222:2012

ISO 9906:1999

BƠM CÁNH QUAY - THỬ NGHIỆM CHẤP NHẬN TÍNH NĂNG THỦY LỰC - CẤP 1 VÀ CẤP 2

Rotodynamic pumps - Hydraulic performance acceptance tests - Grade 1 and 2

Lời nói đầu

TCVN 9222:2012 hoàn toàn tương đương với ISO 9906:1999.

TCVN 9222:2012 do Ban Kỹ thuật tổ chức Cơ điện - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn biên soạn. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

BƠM CÁNH QUAY - THỬ NGHIỆM CHẤP NHẬN TÍNH NĂNG THỦY LỰC - CẤP 1 VÀ CẤP 2

Rotodynamic pumps - Hydraulic performance acceptance tests - Grade 1 and 2

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử đặc tính thủy lực của máy bơm cánh quay (bơm ly tâm, bơm hỗn lưu và bơm hướng trục, sau đây gọi là máy bơm) áp dụng cho mọi kích cỡ công suất, dùng để bơm nước và các loại chất lỏng tương tự nước sạch quy định tại điều 5.4.5.2. Tiêu chuẩn này không quan tâm đến các chi tiết kết cấu của bơm hoặc tính chất cơ học của các thành phần.

Trong tiêu chuẩn này đề cập đến hai cấp chính xác đo lường: cấp 1, áp dụng cho các phép thử đòi hỏi cấp chính xác cao và cấp 2 - cho các phép thử thông thường. Các cấp thử nghiệm có giá trị các hệ số dung khác nhau về độ không đảm bảo đo và độ sai lệch cho phép. Các cấp thử nghiệm có giá trị các hệ số chọn theo đường đặc tuyến điển hình và bơm có công suất đầu vào dưới 10 kW, xem Phụ lục A đối với các hệ số dung sai lớn hơn.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho bơm độc lập và tổ hợp bơm, tích hợp toàn bộ hoặc một phần với các cấu kiện, đường ống.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là rất cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố, chỉ áp dụng phiên bản được nêu. Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố, chỉ áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi bổ sung (nếu có).

• TCVN 8193-1-2009/ISO 1438-1:1998, Đo lưu lượng nước trong kênh hở bằng đập trành thàn mỏng và máng lường ventury (Water flow measurement in open channel using weir and Venturi flumes - Part 1: Thin plate weirs).
• ISO 2186, Lưu lượng chất lỏng trong ống dẫn đầy - Đầu nối truyền tín hiệu áp suất giữa thành phần sơ cấp và thứ cấp (Fluid flow in closed conduits - Connections for pressure signal transmissions beetwin primary and secondary elements).
• ISO 3354, Đo lưu lượng nước sạch trong ống dẫn kín-Phương pháp diện tích bề mặt sử dụng thiết bị đo tốc độ dòng chảy trong ống dẫn kín ở điều kiện dòng chảy đều (Measurement of fluid flow in closed conduits - Velocity-area method using, current-meters in full conduits and under regular flow conditions).
• ISO 3966, Đo lưu lượng chất lỏng trong ống dẫn kín - Phương pháp diện tích bề mặt sử dụng ống Pitot tĩnh (Measurement of fluid flow in closed conduits - Velocity-area method using Pitot static tubes).
• ISO 4373, Đo lưu lượng chất lỏng trong ống dẫn kín - Thiết bị đo mức nước (Measurement of fluid flow in closed conduits - Water-level measuring devices).
• ISO 5167-1 Đo lưu lượng chất lỏng bằng thiết bị áp suất vi sai-Phần 1: Đĩa chênh áp, vòi phun và ống venturi đặt trong ống dẫn tiết diện tròn chảy đầy (Measurement of fluid flow by means of pressure diferential devices-Part 1: Orifice plates, nozzles an Venturi tubes in circular cross section conduits running full).
• ISO 5198 Bơm ly tâm, hỗn lưu và dọc trục - Mã số thử nghiệm đặc tính thủy lực-Cấp chính xác cao (Centrifugal, mixed flow and axial pumps - Code for hydraulic performance test - Precision grade).
• ISO 7194, Đo lưu lượng chất lỏng trong ống dẫn kín - Phương pháp đo diện tích bề mặt trong điều kiện dòng chảy xoáy hay không đối xứng trong ống dẫn tròn bằng thiết bị đo tốc độ dòng chảy hoặc ống Pitot tĩnh (Measurement of fluid flow in closed conduits - Velocity-area method ò flow measurement in swirling or asymmetric flow conditions in circular ducts by means of current-meters or Pitot-static tubes).
• ISO 8316 Đo lưu lượng chất lỏng trong ống dẫn kín - Phương pháp thu chất lỏng trong thùng thể tích (Measurement of fluid flow in closed conduits - Method by collection of the liquid in a volumetric tank).
• ISO 9104, Đo lưu lượng chất lỏng trong ống dẫn kín - Phương pháp đánh giá đặc tính kỹ thuật của thiết bị đo lưu lượng chất lỏng kiểu điện từ (Measurement of fluid flow in closed conduits - Method of evaluating the performance of electro-magnetic flow-meter for liquids).
• IEC 60034-2, Quy định về máy điện quay (ngoại trừ máy kéo, máy chuyên chở) - Phần 2: Xác định hiệu suất của máy điện quay (Recommendations for rotaring electrical machinery (excluding machines for traction vehical - Part 2: Determination of efficiency of rotaring electrical machines).
• IEC 60051, Quy định về thiết bị đo và phụ kiện tác động trực tiếp (Recommendations for direct acting electrical measuring intruments and their accessories).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau

CHÚ THÍCH 1: Các định nghĩa, cụ thể như "Cột áp hút dương tối thiểu" (NPSH), có thể không hoàn toàn phù hợp chung cho động học chất lỏng, mà chỉ sử dụng riêng cho tiêu chuẩn này. Một số thuật ngữ đang được sử dụng nhưng không cần thiết cho tiêu chuẩn này không được định nghĩa.

CHÚ THÍCH 2: Bảng 1 cho danh mục ký hiệu theo dãy chữ cái, và Bảng 2 cho các ký tự. Trong tiêu chuẩn này tất cả các công thức tính toán cho tương ứng với các đơn vị đo hệ SI. Đối với các đơn vị đo khác, xem bảng chuyển đổi trong Phụ lục D.

CHÚ THÍCH 3: Để tránh sai lỗi trong việc suy diễn, nên sao chụp lại các định nghĩa về đại lượng đo trong ISO 31 và các bản sửa đổi bổ sung bởi các thông tin cụ thể để sử dụng với tiêu chuẩn này.

3.1

Vận tốc góc (angular velocity) w

Trị số radian của trục bơm trên một đơn vị thời gian

w = 2 p n (1)

trong đó:

w là vận tốc góc, rad/s;

n là số vòng quay của trục, s^-1;

p là hằng số (p = 3,14159).

3.2

Tốc độ quay (speed of rotation)

Số vòng quay trên một đơn vị thời gian

3.3

Khối lượng riêng (density) r

Khối lượng của một đơn vị thể tích

p = m / V (2)

trong đó:

r là khối lượng riêng, kg/m³;

m là khối lượng, kg;

V là thể tích, m³.

3.4

Áp suất (pressure) p

Lực tác động vuông góc trên một đơn vị diện tích

p = F / A (3)

trong đó:

p là áp suất, biểu thị bằng Pa

F là lực tác động, N;

A là diện tích bề mặt tác động, m².

CHÚ THÍCH: Trong tiêu chuẩn này, tất cả "áp suất" đều là áp suất đo được trên áp kế, ví dụ: đo so với áp suất khí quyển, ngoại trừ đối với áp suất khí quyển và áp suất hơi nước là áp suất tuyệt đối.

3.5

Công suất (power) P

Năng lượng truyền dẫn hoặc chuyển đổi trong một đơn vị thời gian:

p = E / T (4)

trong đó:

P là công suất, W;

E là năng lượng, J (hay Wh);

T là thời gian, s.

3.6

Hệ số Reynolds (reynolds number) Re

Hệ số Reynolds, tính theo công thức

R_{e = UD / v}

trong đó:

Re là hệ số Reynolds;

U là vận tốc trung bình dòng chất lỏng, m/s;

D là đường kính ống dẫn (dòng chảy), m;

v là độ nhớt động học của chất lỏng, m²/s.

3.7

Lưu lượng khối lượng (mass flow rate) q

Lưu lượng khối lượng xả ra từ bơm, ví dụ: lượng chất lỏng xả qua mặt cắt ngang đường ống nhánh xả cửa ra của bơm trong một đơn vị thời gian, biểu thị bằng kg/s.

CHÚ THÍCH 1: Các tổn thất sau đây hoặc trừu tượng là cố hữu đối với máy bơm:

a) Dòng xả cần thiết để cân bằng lực dọc trục;

b) Làm mát ổ lăn của bơm;

c) Van/đệm chất lỏng. Dòng xả cần thiết để cân bằng lực dọc trục;

CHÚ THÍCH 2: Tổn thất do độ kín khít lắp ráp, rò rỉ bên trong, v.v. không tính được trong dòng chảy. Ngược lại, tất cả các dòng chảy cho các mục đích khác có thể tính được như:

a) Làm mát ổ lăn động cơ, và

b) Làm mát hộp số (ổ lăn, làm mát dầu), v.v. đều được tính trong dòng chảy.

CHÚ THÍCH 3: Liệu các dòng chảy này có được tính đến hay quan tâm đến mức nào, tùy thuộc vào nguồn gốc và phân đoạn đo lưu lượng tương ứng.

3.8

Lưu lượng thể tích (volume flow rate) Q

Lưu lượng thể tích Q (còn ký hiệu bằng q_v) được tính bằng công thức sau

Q = q / p

trong đó:

Q là lưu lượng thể tích, m³/s;

r là khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m³.

CHÚ THÍCH: Trong tiêu chuẩn này, ký hiệu Q cũng có thể dùng để chỉ lưu lượng thể tích trong bất kỳ phân đoạn nào, là tỷ số của lưu lượng khối lượng trong phân đoạn này và khối lượng riêng. (Phân đoạn này có thể được phân biệt bằng chỉ số).

3.9

Vận tốc trung bình (mean velocity) U

Vận tốc trung bình dọc trục của dòng chảy bằng lưu lượng thể tích chia cho diện tích tiết diện ngang của đường ống dẫn

U = Q / A

trong đó:

U là vận tốc trung bình của dòng chảy, m/s;

A là diện tích mặt cắt ngang của đường ống dẫn chất lỏng, m².

CHÚ THÍCH: - Trong thực thế cần lưu rằng, trong trường hợp này Q có thể thay đổi bởi các nguyên nhân khác nhau qua mạch.

3.10

Vận tốc cục bộ (local velocity)

Vận tốc của dòng chất lỏng tại điểm bất kỳ.

3.11

Cột áp (head) H

Năng lượng trên đơn vị khối lượng của dòng chất lỏng chia cho gia tốc trọng trường g, tính bằng biểu thức

H E / mg

trong đó:

H là cột áp, m;

E là năng lượng, J (hay W.s);

m là khối lượng chất lỏng, kg;

g là gia tốc trọng trường, m/s².

3.12

Mặt phẳng quy chiếu (reference plane)

Mặt phẳng nằm ngang bất kỳ, được sử dụng như mặt phẳng chuẩn để xác định độ cao.

3.13

Độ cao trên mặt phẳng nền (height above reference plance)

Khoảng cách từ điểm quan tâm đến mặt phẳng nền (xem Hình 3 và Hình 4).

CHÚ THÍCH: Độ cao mang dấu dương nếu điểm quan tâm nằm bên trên mặt phẳng quy chiếu và mang dấu âm - nếu nằm dưới.

3.14

Áp suất đo (gauge pressure)

Áp suất tương đối so với áp suất khí quyển, đọc trên thiết bị đo áp suất (áp kế).

CHÚ THÍCH: - Áp suất đo mang dấu dương, nếu lớn hơn và âm - nếu nhỏ hơn áp suất khí quyển.

- Tất cả áp suất trong tiêu chuẩn này là áp suất đo được trên áp kế hay thiết bị đo áp suất, ngoại trừ áp suất khí quyển và áp suất hơi chất lỏng là áp suất tuyệt đối.

3.15

Cột áp động (velocity head) H_v

Năng lượng động học đơn vị khối lượng của dòng chất lỏng, tính theo biểu thức

trong đó:

U là vận tốc trung bình của dòng chảy, m/s.

g là gia tốc trọng trường, m/s².

3.16

Cột áp toàn phần (total head)

Cột áp toàn phần tại mặt cắt phân đoạn đường ống dẫn chất lỏng bất kỳ, tính theo biểu thức

trong đó:

H_x là cột áp toàn phần tại phân đoạn x, m;

z_x là cột áp địa hình (tính từ tâm mặt cắt ngang tới mặt phẳng nền), m;

p_x là áp suất đo tại vị trí của tâm mặt cắt ngang, Pa.

CHÚ THÍCH: - Cột áp toàn phần tuyệt đối H_td tại phân đoạn, tính theo công thức

trong đó: p_kq là áp suất khí quyển (môi trường bao quanh), Pa.

3.17

Cột áp toàn phần cửa vào (inlet total head) H₁

Cột áp toàn phần tại mặt cắt phân đoạn cửa vào của bơm H₁, tính theo công thức

3.18

Cột áp toàn phần cửa ra (outlet total head) H­₂

Cột áp toàn phần tại mặt cắt phân đoạn cửa ra của bơm H₂, tính theo công thức

3.19

Cột áp toàn phần của bơm (pump total head) H

Hiệu số học của cột áp toàn phần cửa ra H­₂ và cột áp toàn phần cửa vào H₁.

CHÚ THÍCH: - Nếu hệ số nén chất lỏng trong bơm nhỏ không đáng kể, tính theo công thức

H = H₂ - H₁

- Nếu hệ số nén chất lỏng trong bơm là đáng kể, tỷ trọng r trong công thức (14) phải được thay thế bằng giá trị trung bình

trong đó: r_m và r₁, r₂ là khối lượng riêng trung bình của chất lỏng và tại cửa vào/ cửa ra tương ứng của bơm, kg/m³; Khi đó cột áp toàn phần của bơm được tính theo công thức:

3.20

Năng lượng riêng (specific energy) y

Năng lượng đơn vị khối lượng của chất lỏng, tính theo biểu thức

y = gH

trong đó: y là năng lượng riêng, J/kg.

3.21

Tổn thất cột áp cửa vào (loss of head at inlet)

Hiệu của cột áp chất lỏng toàn phần tại điểm đo và cột áp chất lỏng toàn phần tại mặt cắt cửa vào của bơm.

3.22

Tổn thất cột áp cửa ra (loss of head at outlet)

Hiệu của cột áp chất lỏng toàn phần tại mặt cắt cửa ra và cột áp chất lỏng toàn phần tại điểm đo.

3.23

Hệ số tổn thất do ma sát trong đường ống (pipe friction loss coefficient)

Hệ số tổn thất cột áp do ma sát trong ống dẫn.

3.24

Cột áp hút dương tối thiểu (net positive suction head) NPSH

Cột áp toàn phần tuyệt đối ở cửa vào cao hơn cột áp tương đương của áp suất hơi bão hòa p_h, phụ thuộc vào mặt phẳng cơ sở NPSH, tính theo công thức

trong đó: z_D là khoảng cách từ mặt phẳng nền đến mặt phẳng cơ sở NPSH (Hình 2, Hình 3).

CHÚ THÍCH: Cột áp hút dương tối thiểu phụ thuộc vào mặt phẳng cơ sở NPSH, trong khi cột áp toàn phần lại phụ thuộc vào mặt phẳng quy chiếu.

3.25

Mặt phẳng chuẩn cột áp hút dương tối thiểu (NPSH datum plane)

Đối với bơm nhiều cấp (nhiều tầng):

Mặt phẳng nằm ngang qua tâm đường tròn, đi qua các điểm ngoài của cạnh tới phía trước của bánh công tác (các cánh bơm);

3.26

Mặt phẳng cơ sở cột áp hút dương tối thiểu (DPNPSH datum plane)

Mặt phẳng chuẩn nằm ngang, tại đó xác định cột áp hút dương tối thiểu DPNPSH (xem Hình 1):

a) Đối với bơm nhiều cấp (nhiều tầng)

Mặt phẳng nằm ngang qua tâm đường tròn, đi qua các điểm ngoài của cạnh tới phía trước của bánh công tác (các cánh bơm);

b) Đối với bơm trục đứng hoặc xiên hai cửa hút

Mặt phẳng qua tâm đường tròn nằm phía trên (ở vị trí cao hơn).

3.27

Cột áp hút dương tối thiểu có thể đạt được (avalaible NPSH) NPSHA

Đối với bơm trục đứng hoặc xiên hai cửa hút:

Mặt phẳng qua tâm đường tròn nằm phía trên (ở vị trí cao hơn).

Hình 1 - Mặt phẳng cơ sở (mặt phẳng nằm ngang) DPNPSH

CHÚ THÍCH: Nhà chế tạo phải chỉ dẫn vị trí của mặt phẳng cơ sở NPSH để có thể xác định nhanh và đúng các điểm chuẩn trên bơm (Hình 1).

3.28

Cột áp hút dương tối thiểu cần thiết (require NPSH) NPSHR

Trị số NPSH nhỏ nhất, cần thiết để đạt được các đặc tính kỹ thuật tại mức lưu tốc, vận tốc và chất lỏng bơm xác định (có độ xâm thực/xục khí, ồn, rung và mức độ suy giảm cột áp/hiệu suất bơm… không đáng kể) do nhà chế tạo/cung cấp bơm công bố.

3.29

Cột áp hút dương tối thiểu 3 % (net positive suction head 3 %) NPSH3

NPSH cần thiết để cột áp toàn phần trong tầng đầu suy giảm 3 %, làm căn cứ chuẩn để sử dụng đường cong đặc tính của bơm.

3.30

Mã số kiểu (type number) K

Đại lượng không thứ nguyên được xác định tại điểm có hiệu suất cao nhất, tính theo biểu thức

trong đó:

Q' là lưu tốc thể tích của dòng chất lỏng chảy qua mỗi tầng, m³/s;

H' là cột áp của tầng đầu tiên (tầng sơ cấp), m.

CHÚ THÍCH: - Phải xác định mã số kiểu K tại đường kính lớn nhất trên bánh công tác của tầng đầu tiên.

3.31

Công suất đầu vào của bơm (pump power input) P­_i

Công suất truyền vào trục bơm từ động cơ dẫn động.

3.32

Công suất đầu ra của bơm pump power output) P_o­

Công suất cơ học truyền từ bơm vào dòng chất lỏng qua bơm (công suất thủy lực), tính theo công thức

P_o = r Q g H = r Q y

3.33

Công suất dẫn động đầu vào (drive power input) P_gr

Công suất tiêu thụ của động cơ dẫn động máy bơm.

3.34

Hiệu suất của bơm (pump efficiency) h

Tỷ số giữa công suất đầu ra và công suất đầu vào của bơm

CHÚ THÍCH: - Hiệu suất tại điểm cam kết nhận ký hiệu là h_G, %.

3.35

Hiệu suất toàn phần của tổ hợp bơm (overall efficiency) h_gr

Tỷ số giữa công suất đầu ra của bơm và công suất dẫn động bơm

trong đó:

h_gr là Hiệu suất toàn phần của tổ hợp bơm, %;

P_gr là Công suất tiêu thụ toàn phần của liên hợp bơm, kW.

Trong tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa trong ISO 2041

4. Cam kết đặc tính kỹ thuật của bơm

4.1 Đối tượng cam kết

Mỗi điểm cam kết phải được xác định bởi lưu tốc bảo hành Q_G và cột áp cam kết H_G.

Bên chế tạo/cung cấp phải đảm bảo đặc tuyến H(Q) đo được ở điều kiện vận hành (vận tốc hoặc điện áp và tần số lưới điện cung cấp quy định), không sai lệch quá trị số cho phép xung quanh điểm cam kết (xem Bảng 10 và Hình 2).

Các khoảng sai lệch khác cho phép (nếu sử dụng) phải được thỏa thuận trong khi làm hợp đồng.

Có thể bổ sung thêm một hoặc nhiều đại lượng "cam kết" ở điều kiện xác định và tốc độ xác định (tại lưu lượng xác định trong điều 6.4.2 và Hình 2):

a) Hiệu suất toàn phần của bơm h_G, hay hiệu suất toàn phần của tổ hợp "bơm - máy dẫn động" h_gr;

b) Cột áp hút dương tối thiểu cần thiết tại điểm lưu lượng cam kết NPSHR.

Phải thỏa thuận riêng đối với một số điểm "cam kết", hoặc trị số hiệu suất, cột áp hút dương tối thiểu thích hợp tại "điểm" mà giá trị lưu lượng tăng hoặc giảm. Có thể phải cam kết công suất đầu vào cực đại để đảm bảo dòng chảy cam kết trong vùng vận hành bơm. Tuy nhiên, có thể phải thỏa thuận trước khoảng sai lệch cho phép lớn hơn giữa người mua và nhà chế tạo/cung cấp, nếu có yêu cầu.

Sưu tầm và biên sọan bởi: https://honto.vn