GB/T 15613《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验》分为三部分,本部分是GB/T 15613的第1部分。本部分替代GB/T 15613-1995《水轮机模型验收试验规程》。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3.3ｍ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。本部分与GB/T 15613-1995《水轮机模型验收试验》相比主要变化如下：———根据IEC 60193：1999《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IEC 60193保持一致；———对文字、单位和图表进行了规范化处理。 GB/T 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 GB/T15613.1-2008 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS27.140
GB T19001-2008
中华人民共和国国家标准
GB/T 15613.1—2008
代替GB/T15613—1995
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
Model acceptance tests of hydraulic turbines,storage pumps andpump-turbines—Part 1:General rules(IEC 60193:1999,NEQ)
2008-06-30发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
效码防售
2009-04-01实施
GB/T15613.1—2008
1范围
1.1范围
规范性引用文件
3术语、定义、符号和单位
3.1总则
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·4.1
概述·
通过模型试验验证的主要水力性能的保证值：模型试验不能验证的保证值·
辅助性能数据
试验的执行·
对试验台和模型的要求·
模型和原型尺寸的检查
水力相似、试验条件和试验程序5.4
测量方法的介绍·
物理特性
附录A（资料性附录）
附录B（规范性附录）
附录C（资料性附录）
附录D（资料性附录）
附录E（资料性附录）
附录F（规范性附录）
附录G（规范性附录）
附录H（资料性附录)
附录（资料性附录）
附录K（规范性附录）
附录L（规范性附录）
附录M（规范性附录）
附录N（资料性附录）
附录P（资料性附录）
附录Q（资料性附录）
无量纲项·
物理特性、数据
机械水力比能公式的推导
实际用水的密度pwa对测量和标定的影响试验和计算步骤的综述
反击式机械水力效率的比尺效应考虑机组摩擦损失和风损的原型飞逸特性的计算确定最光滑曲线的示例：独立区段法误差和不确定度评估的示例
水斗式水轮机效率的比尺效应
在固定运行条件下试验时随机不确定度分析机组空化系数opl的计算
水力比能、流量和功率的详细流程图参考文献·
本部分与IEC60193:1991技术性差异及其原因20
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：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
GB/T15613.1—2008
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：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IEC标准中有对应的国家标准的均予更换。本部分替代GB/T15613—1995《水轮机模型验收试验规程》。本部分与GB/T15613—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IEC60193保持一致；对文字、单位和图表进行了规范化处理。本部分的附录B、附录F、附录G、附录K、附录L、附录M是规范性附录。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)归口。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：覃大清、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。
1范围
1.1范围
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
GB/T15613.1—2008
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3.3m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自的
本部分包括为了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：
一定义使用的术语和参数；
一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；一决定本部分所规定的范围内的合同保证值是否得到满足；一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建议或指导性质。
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1
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。免费标准下载网bzxz
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（negIEC60193：1977）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3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/T200432005，GB/T20043
IEC60041:1991,MOD)
ISO31-3：1992参数和单位第3部分：机械ISO31-12：1992参数和单位第12部分：特性数值ISO2533标准大气压
ISO4185：1980封闭管道中的液流测量重量法ISO5168：1978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
3.1总则
本部分中将采用下列通用的术语、定义、符号和单位，特殊术语将在出现处给予解释。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hydraulicperformance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mainhydraulicperformancedata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additionaldata
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。
3.2单位
本部分采用国际单位制（SI，见ISO31-3：1992)。GB/T15613.1—2008
所有术语都由SI基本单位或由此导出的相关单位给出1)。使用这些单位的基本等式均是有效的，如某些数据使用与SI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
下标和符号
高压基准断面1)
high pressure reference section低压基准断面1)
low pressurereference section高压测量断面
high pressure measuring sections低压测量断面
low pressuremeasuring sections规定值
specified
最大值/最小值
maximum/minimum
limits
原型prototype
模型model
雷诺数为常数下的模型
model at constant
reynolds number
基准reference
最优optimum
环境ambient
电站plant
飞逸runaway
性能保证所指定的机械高压侧断面（见图1）
性能保证所指定的机械低压侧断面（见图1）
这些断面应尽可能与断面1一致，或其测量值可换算到断面1
这些断面应尽可能与断面2一致，或其测量值可换算到断面2
带有下标的量值，如转速、流量等，以其用以保证其他量值
表明任何术语的最大与最小值的下标
合同规定值
不应超出值
一应达到值
与原型有关值的下标
与模型有关值的下标
与模型在雷诺数为常数下有关值的下标
与规定基准条件有关值的下标
最优效率点的下标
指在周围大气条件下的下标
与电站原型运行条件有关值的下标与飞逸条件有关值的下标
下标和符号
2\,2\,
口或7777
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）
1)N=kg.m.s-2,Pa=kgm-1.s-2,J=kgm2.s2,W=kgm2.s-33
GB/T15613.1—2008
水轮机
3.3.2几何术语
面积Area
导叶开度
Guide vane opening
进口/出口断面
高压基准断面
高压测量断面
低压测景断面
低压基准断面
进口/出口断面
图1水力机械示意图
垂直于主流流动方向的净面积
相邻导叶间的平均最短距离(若必要可指规定断面处)(见图2）
导叶角度Guidevaneangle
喷针行程(冲击式水轮机)
Needle stroke(impulse turbine)转轮/叶轮叶片角度
Runner/impellerblade angle
公称直径
Reference diameter
转轮/叶轮进出口开度
Runner outlet/ Impeller inlet width水斗宽度
Bucket width
从关闭位置算起的平均导叶角度从关闭位置开始测得的喷针平均行程
从给定位置算起测得的转轮叶片的平均角度
如图3给出的水力机械的公称直径转轮/叶轮相邻叶片间的平均最短距离（见GB/T10969）
冲击式水轮机水斗斗内最大宽度（见图3）
尺寸比
Length scale ratio
GB/T15613.1-2008
原型和模型间有代表性的尺寸比值；正常情况下是机械的直径比，在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
系统中某一点位于规定的基准面(通常指海平面)以上的高程
关闭位置：α=0°或a=0mn
图2导叶开度和角度
X局部放大图
图3公称直径和水斗宽度
GB/T15613.1—2008
喷嘴轴线
0a90°
a）径向机械，公称直径D为D，或D2D为叶片高压边与下环交点的直径，D2为叶片低压边与下环交点的直径，D和Dz的单位同D；
斜流式（混流，半轴流)机械带固定转轮/叶轮叶片和转轮/叶轮下环；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；c
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，例如定浆式水轮机，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；f)
水斗式水轮机。
图3（续）
物理量和特性
重力加速度
Acceleration due to gravity
Temperature
Density
汽化压力(绝对)
Vapour pressure(absolute)
动力黏度
Dynamic viscosity
试验地点的g值（见5.5.2)；作为纬度和海拔函数的理论值见附录B中的表B.1热力学温度
摄氏度
[email protected]
单位体积的质量
a）水的密度
通常，用p代替pw，蒸馏水的pwd见5.5.3.1.3和附录B中的表B.2
b）空气密度
空气值见5.5.4.1和附录B中的表B.5c）水银密度
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，在液气混合物中饱和蒸汽的绝对分压力。汽化压力只与温度有关。蒸馏水的汽化压力见5.5.3.4和附录B中的表B.4
表征液体一种机械性能的量
（见ISO31-3：1992）
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。2）
m·s-2
k·gm-3
k·gm-3
k·gm-3
k·gm-3
运动黏度
Kinematic viscosity
表面张力
Surface tension
流量、速度和转速术语
流量（体积流量）
Discharge(volume flow rate)
质量流量
Mass flow rate
测量流量
Measured discharge
基准断面流量
Discharge at reference section基准断面处修正后的流量
Corrected discharge at reference section
稳态飞逸流量
Discharge at steady-state run-awayspeed
空载流量
No-load turbine discharge
漏水流量
Leakage flowrate
平均流速
Mean velocity
圆周速度
Peripheral velocity
Rotational speed
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动力黏度与密度之比。以温度作为函数的蒸馏水的运动黏度见5.5.3.3和附录B中的表B.3
表征两种液体间界面机械性能的量（见ISO31-3:1992)
单位时间内流过系统的任一断面的水的体积
单位时间流过系统中任一断面的水的质量。β和Q必须在同一断面及该断面现有条件下确定
注：如果在两断面之间没有注人或取出水，则其质量流量不变。
单位时间内流过任一测量断面如1'的水的体积（见3.3.1.3和3.3.1.4)单位时间内流过基准断面1或2处的水的体积
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），例如
Q1e=（pQ)1/pamb
正常条件下的模型试验，可以假定Qie=Q
在nR条件下的流量（见3.3.4.12)水轮机在规定转速、规定单位比能及空载下且发电机无励磁时的流量如图6所示的体积损失
流量Q除以面积A
公称直径处的圆周速度（见图3）u=元Dn
单位时间的转速
J·m-2
kg·s1
Q或Q2m3
Q或Q2m3·s-1
Q1或Q2m3·s-1
m3·s-1
m3·s-1
m·s-1
m·s-1
GB/T15613.1—2008
稳态飞逸转速
Steady-state runaway speed
最大稳态飞逸转速
Maximum steady-state runa-
wayspeed
3.3.5压力术语
绝对压力
在规定水力条件和规定导叶/叶片/喷针开度和零机械功率条件下的稳态转速值
在规定水力条件下的稳态飞逸转速的最高值（对于原型机，详细定义见GB/T20043）
所测流体相对于理想真空的静压力Absolute pressure
环境压力
Ambientpressure
表计压力
Gauge pressure
周围空气的绝对压力（见5.5.4.2)。以海拔为函数的标准大气值见附录B中的表B.6
在同一测量地点和测量时间，流体的绝对压力与环境压力之差
p=pabs-Pamb
3.3.6比能术语
在国际单位制中，质量(kg)是基本单位之一，单位质量的能量，即比能，作为本部分的主要术语，以代替早期出版物每单位重量的能量，即以水头表示的术语。后一术语（水头)有一个缺点，即重量取决于重力加速度g，而它要随着纬度和海拔高度不同而变化。尽管如此，因为水头这一术语使用很广泛，因此在这里仍然加以应用。这两个有关能量的术语都列人表中，即本条的术语比能和3.3.7中的水头术语。它们的区别只是g这一因素，这里g是与所处地点有关的重力加速度有关。
Specific energy
机械的水力比能
Specific hydraulic energy ofmachine
任意断面处每单位质量的水具有的能量机械的高压侧和低压侧基准断面1和2之间的水具有的比能，其中要考虑到水的可压缩性1)2)
E-2am_+吨+(1-2)g
=P+并假设 g=g1=g2
式中:p=
Pi和p2可分别由Pabs1和pabs2计算并考虑或对两值的影响，这里温度对e的影响可忽略不计
J·kg-1
J·kg-1
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