Приложение Е (справочное). Сравнение стандартов МЭК 60193 и МЭК 62097 в методах пересчета гидравлического КПД для реактивных гидромашин

Приложение Е
(справочное)

Сравнение стандартов МЭК 60193 и МЭК 62097 в методах пересчета гидравлического КПД для реактивных гидромашин

Е.1 Метод пересчета по МЭК 60193

Е.1.1 Применение

МЭК 60193 рассматривает метод пересчета гидравлического КПД питательных насосов, насос-турбин, ковшовых турбин (турбин Пельтона), радиальных и осевых турбин и диагональных машин (машин Дериаза) без учета фактического значения шероховатости модельной и натурной гидромашины.

Для полного метода пересчета КПД следует обратиться к МЭК 60193.

Е.1.2 Ограничения

Метод пересчета КПД в МЭК 60193 имеет следующие ограничения:

a) Формула пересчета дает в результате большее значение для турбины с низким КПД при той же удельной скорости. Большие потери на турбине с низкой эффективностью возникают в основном из-за больших кинетических потерь (немасштабируемых потерь). Тем не менее формула пересчета, представленная в МЭК 60193, дает большие масштабируемые потери для турбин с более низким КПД и, следовательно, оказывает большее влияние масштаба на эффективность. Другими словами, более высокая эффективность турбины наказывается этим методом пересчета. Этот необоснованный результат является результатом предположения о том, что масштабируемые потери есть ) и V _ref приведен в стандарте в качестве постоянного значения для каждого типа турбины, независимо от ее индивидуального качества конструкции;

b) V _ref является постоянным значением для каждого типа турбины. Не учитывает влияние удельной скорости;

c) Формула пересчета предполагает, что и модель, и прототип имеют шероховатую гладкую поверхность (гидравлически гладкую), а масштабируемые потери варьируются только числом Рейнольдса. Однако показатель степени и V _ref значения были усреднены из экспериментальных значений, полученных из модельных испытаний при различных числах Рейнольдса на моделях с гидравлически гладкими поверхностями, и сравнения с тестами эффективности соответствующих гомологичных прототипов, имеющих шероховатость поверхности в соответствии с 5.2.11.3 МЭК 60193;

d) Формула пересчета эффективности не учитывает влияние масштаба на каждый параметр производительности, такой как Е, Q ₁ и P _m. Предполагается, что эффективность пересчета связана исключительно с изменением Р _m (увеличение мощности турбины или уменьшение мощности насоса). В случае насос-турбин он недооценивает входной сигнал насоса-прототипа. Это может вызвать перегрузку приводной электрической машины.

Е.2 Метод пересчета по МЭК 62097

Е.2.1 Применение

МЭК 62097 был разработан для устранения ограничений формул пересчета в МЭК 60193. Метод пересчета эффективности МЭК 62097 учитывает шероховатость поверхности модели и прототипа для преобразования производительности на насос-турбинах, радиально-осевых турбинах и осевых машинах. Этот метод требует данных о шероховатости поверхности модели и прототипа и учитывает сдвиг n _ED, Q _ED и P _ED, факторы, определяющие влияние масштаба на изменение гидравлического КПД между моделью и прототипом.

Е.2.2 Ограничения

Метод пересчета эффективности по МЭК 62097 имеет следующие ограничения:

a) Метод пересчета не применяется к питательным насосам, ковшовым турбинам (турбинам Пельтона) и диагональным машинам (машинам Дериаза).

b) Измерения шероховатости поверхности

- Методология и связанные с ней неопределенности с измерениями шероховатости поверхности определены, но все еще находятся в стадии изучения.

- Для натурных проектов реконструкции некоторые значения шероховатости поверхности компонентов могут быть настолько высокими, что нет подходящего измерительного прибора; и даже если эти измерения возможны, преобразование этих измерений в значения Ra точно не установлено.

c) Не все типы машин получают преимущество от всесторонних исследований масштабного эффекта. Метод транспонирования для РО турбин со случаем полноохватной спирали хорошо определен и изучен. Тем не менее для РО турбин с неполноохватными спиралями и для осевых машин транспонирование упрощено и не полностью подтверждено из-за недостатка данных. Для РО турбин с неполноохватными спиралями и для осевых машин с полноохватными спиральными камерами новая процедура расчета, основанная на методе МЭК 62097, должна быть взаимно согласована или должна применяться методика транспонирования КПД по МЭК 60193.

d) Смещенные значения удельной гидравлической энергии, расхода и крутящего момента теоретически влияют на все другие дополнительные рабочие характеристики (например, кавитация, разгон, четырехквадрантное, осевое усилие и т.д.). Однако влияние этих сдвигов изучено недостаточно. Взаимное соглашение между сторонами должно быть достигнуто до проведения этих испытаний, независимо от того, будет ли это влияние учтено.