GB/T 30832-2014
基本信息
标准号:
GB/T 30832-2014
中文名称:阀门 流量系数和流阻系数试验方法
标准类别:国家标准(GB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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试验
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标准简介
GB/T 30832-2014 阀门 流量系数和流阻系数试验方法
GB/T30832-2014
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标准内容
ICS 23.060.01
中华人民共和国国家标准
GB/T30832—2014
流量系数和流阻系数试验方法
Valves--Iest method of flow coefficient and flow resistance coefficicn12014-06-24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
2015-03-01实施
标准按照GB/T 1.1-一2009给出的规则起草本标准由中国机械T业联合会提所。本标准由全国阀门标雅化技术委员会(SAC/TC188)口。GB/T30832—2014
本标准起草单位:合肥道用机械研究院、合肥通用机电产品检测院有限公可、武汉涡炉集团阀门有限资任公司、宁波埃美柯铜阀门有限公司、浙江省泵树产品质量检验中心、四川飞球(集团)有限责任公司,渐江厅得凯铜业有限公司。本标准主要起草人:下晓钩、李妍、吕召政、郑雪珍、林美、朱永平、查昭。1
1范围
阀门流量系数和流阻系数试验方法GB/130832—2014
本标准规定阀门流量系数流阳系数试验的术语和定义、试验装和测量仪表、试验要求、试验程序、计算和试验报告。
本标雅适用于:
a)以水为介质的阅门、管道过滤器等产品的流量-压力损失、流量系数和流阻系数的试验;h)被试验产品的流阻系数值大于 0.1 的其他类似阀门和管件的流量-压力损失、流量系数、流阻系数的试验可参照本标准的方法进行战验。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不川少的,凡是注H期的引用文件,权注口期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB3101有关量,单位和符号的…般原则GB/T17395无缝钢管尺寸、外形、重量及允许编养3术语和定义
下列术语和定义造用于本文件。3.1
流量low
单位时间内流经阀门水的体积量,单位为m°/小。3.2
差压pressure drop
水流经阀门对的压力降(压力损失),单位为kPa。3.3
流量系数
flowcoefficien
5℃~~40℃温度范围的水流终阅门两端差压为100kPa时,以m/h计的流量数值,即K,值。3.4
flaw coefficient
流量系数
5℃~38℃温度范围的水流经阀门.两端养压为1Psi时,以美国gal/mia计的流量数值,即C、值3.5
流阻系数flow resistance coefficient阅门压力损失的一个无量纲系数1
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雷诺数
rcynolds number
流体流态的物理变量中的黏性力和惯性力的比率。4试验装置和测量仪表
4.1试验装置
4.1.1试验阅门为自通式或2形连接(进山口不在同一轴线上)的典型试验系统布置如图1所示;试验阀门为们式连接的典型试验系统布置如图2所示。水道
说明:
上游酒门;
:--温度计
流壁测蛋仪表;
而管毁取压孔
管爱养压()测量仪表:
玉力测量仪表:
试验阀门管段差压(,)测量仪表:上游取压孔:
试验阀门;
下游取压孔;
下游调。
图1直通式或Z形连接试验阀门的典型试验系统布置图来力水液
说明:
1—上游阀[;
温度:
流量测量议衰:
直管段取压孔:
真管段差压()测虽仪表:
6—正洲量仪表
试验阅门管段差压()测最仪表:上游取压孔:
试验阀门
下游取压孔;
11-。下游调节润门
图2角式连接试验阀门的典型试验系统布置图GB/T 30832—2014
4.1.2当试验阀门有多个进出端口的,应铵1.1.1的要求,在需要测试的两端或多端布置试验系统。4.1.3除非因试验阀门连接形式的原两,试验阀门连接管道无法达水平安装的,其所有的试验阀门连接管道都应采取试验阀门和连接管道均水平布置方式布置进行试验。4.1.4应保证试验过程中,管道内全部充满水,不会有空进人管道内4.1.5试验时,应保证下游调节阀门前管道内的水压刃应不小于35kPa。4.1.6下游调节阀门应采用不会造成管道内水流量波动的阀门(阀芯节流件不会是在水流中有晃动)。4.1.7安装后,连接管道与流量测量仪表、试验阀门各处应当同轴,各连接处应无泄漏。连接处的密封势片的内孔应不小于管道内径,应无影响管道流通的凸台、棱边等现象存在。4.2连接管道
4.2.1流量仪表连接管道,试验阀门前后的所有管道应是圆形直管.不得有凸台、凹坑等现象,管道的尺寸及偏差应符合GB/T17395的规定。管道内表面应清洁:无氧化皮和其他可能引起流休扰动的障碍物,安装流最测量仪表和试验阀门的管道的连接端部都应是平直的。4.2.2如图1或图2所示,L,~1。是指与试验阀门同公称尺小的直管段长度,L,是用来測量试验阅门连接管道本身的流量差压的测量管段:L。和L:是试验阀门L下游连接管道取压点管段,L4是试验阀门下游取压点后的直管段;L:是指管道取压点前直管段长度。4.2.3试验阀门连接管道及取斥点的长度要求为:L:应是大于或等于管道公称尺寸的5倍,L:应是大于或等于管道公称尺寸的10倍,L,应人于连接管道公称尺寸的5倍。试验系统中设置L,百管段的,L,应是L,和L的长度之和,L的长度应是大于管道公称尺寸的15倍;若试验系统未设置I.,直管段的,L:的长度应是大乎管道公称尺寸的18倍。L,管段若采用了整流导叶,则长度寸缩短到管道公称寸的容倍。
4.2.4流量测量仪表连接管道的长度应满足流量测量仪表对连接管道长度的要求,该连接管道和法兰3
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的内径应不小于流量计的内径,以接近流量计的内径为宜。4.2.5除螺纹端连接的阀门外,连接试验阀门的管道的内径应不小于试验阀门的连接端的内径,4.2.6螺纹端阀门的连接管的端面应设法抵融到阀门螺纹底部的台阶,4.3取压孔和接管
4.3.1测量管道1.的每个取压截面应有1个2个对称或4个对称布置的取压孔:公称尺寸大于DN30C的测量管近及要求测量精度高于1为的所有节道,都成在测量管道的每个取压截面有4个对称布置的取压孔然后将各个圾压孔汇集合成一个总取压孔,测量管道取压孔的内径按表1的规定表1测量管道取压内径
公称尺寸N
20--50
取正孔内径范围
4.3.2取压孔成与测量管道垂直,偏角最大不得超过5\。取压孔在测量管道内外表面的边应是锐角,且不应有毛刺、钻削飞边存在。汇集合成的总取压孔与差压测量仪表间连接管道的内径应至少为测量管道[:各个取压孔直径的2倍,汇集合成的总取压孔接管口应水半方向设置,4.4测量仪表
4.4.1对于公称尺寸不火于DN500的阅门的试验系统,流量测量仪表可采用可测量水介质的电磁、润轮或文丘里等流量测量仪表.精度等级应不低于1.0级。4.4,2对于公称尺寸不大于DN500的阅门的试验系统,差乐测量仪表可采用可测量水介质的差压计或水银U形管,差压计精度等级应不低于1.0级,水银U形管的分辨率应不低于Imm。4.4.3压为力测量仪表可采用力表或压力传感器,精度等级应不低于1.0级。温度测量仪衣可采用温度传器或水银温度计测量水的温度,温度的分辨不低于上1℃。4.4.4
4.4.5所有仪表应按国家有关校准或检定规程进行校准或检定,5试验要求
5.1试验条件
5.1.1试验介质为5%~40℃的清水,测试期间,测量管道内水温度变化应保持在:3℃以内,5.1.2试验时,流阻系数测成时应保证管道内流动处下紊流状态,需诺数Re应大了40000,流体的流动特征见附录A。
5.2测量值的允许波动
5.2.1测试时,试验阀门的开度位胃固定,谢整下游阅门使流量达到要求测试的流量值(允许有偏差),保持该流量10s时间后观察流量测量仪表的品示值,在确定显示的流量值中,最大值和最小值之差相对于平均值的偏差应不超过1.2%后,叫可以逃行试验阀门流量-差压的测试记录。对每个流量,都应每间隔不少于5s时间,同时记录流量和差床数值,不少于5次,5.2.2对公称尺小人丁DN500的试验系统.因可能受试验系统流量稳定状况的限制,按5.2.1的方法4
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光对流量稳定性观察,其最人值和最小值之差相对于平均值的百分比应不超过裁2的规定后,才可逛行试验的流量和差压的数据记录。计算时,应取流量和差所所有读数的算术平均值作为术试验的实际值。表2最大与最小测量值相对于平均值的允许偏差读欧数
被大与最小测最值相对于乎均值的允诈偏差木大下
5.2.3测量存在定程度的不确定性,在测量显序、测量议器符合木标准时,试验结果的误差可按附录B进行分析.
5.3 测量管道的流量与差压
在测试时成当测试试验树门前后取压点安管道人身的流量与差压,测试条件和试验程序与测试鼓试验阀门相同,尤其对被试验阅门流阻系数较低的,不心忽略管道术身的流量与差斥。6试验程序
6.1将被试验阀门安装在图1或图2所示前试验装置中.试验阀门处于开启状态,启动试验系统水,使管道内排净空气,全部充满水。6.2试验阀门处于某个开度位置,作流量状态符合5,2的规定时,习可以进行测试记录,6.3当有与试验阅门前后测试管道等长度及同规格尺寸的试验管的差压而进行测试时,成同时测试记录该段的差压;没有测试誉道等长度及同规格寸毁的差压可同时测试时,应征试验阅门测试完成斥,取下试验阅门,将测试管道接在一起,按被识验阅门的试验程序和流量点进行测试管道的差压测量,6.4对无特殊说明的产品,流阳系数和流量系数的测试应在产品处于全开位置状态,应尽试验装置的最大流量能力测试测试记录应不少于5种流<除非有特别要求),各流量值的变化量应不少于10%。最大流量应是试验阀门制造离规定的操作范用的上限,该流量时不能产生汽化,6.5除因阀芯位置会随流量变化而变化的阀门外,其他阀门在任一开度位置,给定最小流量、最大流量及介于最小流量和最大流量之间的均分流量状态,其流量系数的最大值和最小值之间的偏差应不超过2%,
6.6根据阅门的类型不同,以选择不向的方法进行试验,对无特殊说明的产品.测试数据可以是,设定管道内的流量读取测量点的差压,或设定测量点的差压读取管道内的流量。7计算
7.1曾诺数
7.1.1测试时的雷诺数Re按式(1)计算:Re-xd
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式中:
试验管道内的水平均流速,单位为米每秒(m/s);d
试验管道的内径,单位为米():.水的运动黏度,单位为平方米每秒(n\/)。7.1.2试验测量道内水的平均流速按式(2)计算:4XQ
式中:
试验管道内的水平均流速,单位为米每秒(m/s);Q
测得的水流量,单位为立方米每秒(m\/s):d
试验營道的内径,单位为米(t)。7.2被试验阀门的净差压
被试验阀门的净差压应是山测得的阅门前后取压点的差压(阀门及试验管道总差压)减去测试管道本身(不含阀门)的差压,按式(3)计算。当被试验阀门与附属连接管段或接头一起供货时,连接管段或接头应包括作阀门内起试验。
Ap.=Ap-Apr
式中:
被试验阀门的学差压,单位为T帕(kPa);被试验阀门前后取长点差压(阀门及试验管道总差压),单位为千帕(kPa);被试验阀门试验管道的差压(不含阀门).单位为T帕(kPa)。7.3流量系数的计算
流量系数K.按式(4)计算:
K,-10×Q×
戏中:
测得的水流量.单位为立方米每小时(m/h);--阀门的净差床,单位为干帕(kPa);水的密度,单位为干克每文方米(kg/m\):15时的水密度,单位为千克每立力米(kg/m\)注:水在常温时,\/的比值取1,7.3.2流量系数C按式(5)计算:
C,=1.15GXK,
7.4流阻系数
流阻系数按式(6)计算:
式中:
被试验阈门的净差压,单位为千帕(kPa);试验管道内水的平均流速,单位为米每秘(m/s);水的密度,单位为于克每立方米(kg/m\)。-(3)
.(4)
试验报告
被试验阀门的信息
试验报告中应包括如下的信息:阅门制造商名称;
阀门结构类型如:截止阀);
阀门的公称尺寸(DN);
阀门型号;
阀门编号:
试验数据
试验报告中计量单位应按GB3101的规定,包括以下试验数据:试验时,关闭件的位置;
试验时刻的流量和各测量点的差压;—试验管道的内径;
试验管道内介质的温度:
…螺纹啮合长度(螺纹连接端的阔门):试验口期。
8.3 试验结果
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应按客的要求,报告流量系数、流阻系数、流量系数-开度图表或流量-差压的试验结果。7
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A.1流动状态
附录A
(资料性附录)
阀门内流体的流动特征
A.1.1层流和紊流是流动流体的两个主要形态。层流中,液体质点非常整齐地、五.不十扰地、被此平行地向前推动:紊流是一种高白由状态,任一点的速度方问和速度人小均是不断变化着的。但在特定方间上,存在若乎均流速,各方向上的开时流速分量登加成此平均流速。紊流中会山现非常强烈的介质点相干扰情况。
A.1.2层流和流这两种形态之间没有明显的分羿线,介于它们之问的流动为第三种流态流量与差压的关系
过渡状态。
A,2.1当一定量的流体道过阀门时,可以建立流基Q与产生的差用A之间的关系,图A.1给出了流量相对差压平方根的典型曲线。温流
正常流
气穴并始
丽临界站
出现气穴观象
完全汽穴
出现内戴类象()
好在气火现象
流量相对压力降平方根的曲线图A.2.2根据图A.1,可以叠出正常流态时,有层流和紊流现象,案流状态叫能出现:化、气穴和内蒸现象。
A.3水的流动状态
当测试管道中流休的需诺数低于2000.管中的流休流态是层流,测试管道中流休的雷诺数高于A.3.1
3000,管中的流体流态为紊流,8
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A.3.2层流状态下,通过管子和阀门的能量预失与速度尼线性相关的。紊流状态下通过管子和阀门的能量抛失与速度的平方成比例。在过渡状态下,通过管了和阀门的能量损失是变化的。相同流量下,小同流态的流体通过管子或穿过障碍物时的差压是不同的。为了补偿流阻变化的影响可为阀门确定修正系数:
A.3.3根据案流状态下的流量系数,按式(A.1)计算不同流态时的流量系数:Kiey=FR'K
阀门在某一紊流状态时的流量系数;FR
阀门需诺数的函数.当阀门的雷诺数已知后,可通过图A.2确定系数Fk:K.
阀闲的流量系数。
A.4气穴和闪蒸
A,4.1差压的产生
围A.?系数F与雷诺数之间的函数关系10
雷华数Prn
流体在某种尺于的管子内流动,当流经截面缩小的管子时,流速提高而压力下降。然,流体到下游与前面同等尺小的管了时,流速会下降到原来大小,而压力只有部分恢复,因而介质流经此设备时产生了差压。
A.4.2气穴现象Www.bzxZ.net
流体通过阀门会有差长产生·随差管道内流量增加,流速也在增加,而在阀门处的压力则下降。在相同上游压力下,若下游流量增加,会使得阀门处有较大的差压,若流体的最小差压至该条件下介质蒸GB/T30832—2014
气压力或蒸气压力以下时,流体介质开始蒸发。如果阀门山口处的滤和压力大介质的蒸气压力,相会变回液相。整个液-气-液柏的变化过程就是气穴现象。A.4.3拒流
如果在相同「游压力卜,继续增加阅门处的差压,液态介质在该处横截而积最小的位置会完全气化,这时流速达到最大,称之为掘流。A.4.4被坏
A.4.4.1蒸气液体的相变是阀门受损的主要原因,相变期间-介质以高速喷射和冲击波的形式对阅门的内表面逃行冲击,在足够的强度,近程距高和时问作用下,这种冲击会损坏内件材料,从疏性阅门无法维持其功能或结构的完整性。A.4.4.2闪然具有较高的侵纯特性。出现完全气穴现象时,在相同的1游压力条件下,如果增加差压,阅门下游的压力将永远不会恢复至介质的蒸气乐以「:,这种介质仍以气相存在,被称为闪蒸。10
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