МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

ВЕНТИЛЯТОРЫ ПРОМЫШЛЕННЫЕ

Испытания в условиях эксплуатации

(ISO 5802:2001, ЮТ)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2014

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Техническим комитетом по стандартизации Российской Федерации ТК 061 «Вентиляция и кондиционирование», Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н Е. Жуковского» (ФГУП «ЦАГИ»)

2    ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

3    Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (протокол от 3 декабря 2012 г. № 54-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны no МК (ИСО 3166) 004—97 Код страны по МК (ИСО 3166) 004—97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации Армения AM Минэкономики Республики Армения Беларусь BY Госстандарт Республики Беларусь Казахстан KZ Госстандарт Республики Казахстан Киргизия KG Кыргызстандарт Молдова MD Молдова-Стандарт Россия RU Росстандарт Таджикистан TJ Таджикстандарт Узбекистан UZ Узстандарт

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 5802:2001 Industrial fans. Performance testing in situ (Вентиляторы промышленные. Испытания в условиях эксплуатации).

Международный стандарт разработан техническим комитетом по стандартизации ISO/ТС 117 «Вентиляторы промышленные» Международной организации по стандартизации (ISO).

Перевод с английского (еп).

Степень соответствия—идентичная (ЮТ).

5    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 сентября 2013 г. № 919-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 5802-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2014 г.

6    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случав пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандарти нформ ,2014

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен. тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

и

ГОСТ ISO 5802-2012

Содержание

1    Область применения....................................... 1

2    Нормативные ссылки...................................... 1

3    Термины, определения и обозначения.............................. 1

3.1    Термины и определения................................... 1

3.2    Обозначения......................................... 9

4    Измеряемые величины..................................... 12

5    Общие условия и процедуры при испытаниях вентилятора на месте эксплуатации........ 12

5.1    Общие рекомендации.................................... 12

5.2    Выбор режимов для испытаний при изменении только сопротивления сети.......... 13

5.3    Вентилятор с регулирующими устройствами......................... 13

5.4    Система дросселирующих устройств, позволяющих изменять сопротивление сети......    13

5.5    Выбор режимов для измерений при невозможности изменения сопротивления сети.....    14

5.6    Случай, когда нет необходимости в коррекции безразмерных коэффициентов, полученных при

испытаниях......................................... 14

6    Измерительная аппаратура................................... 14

6.1    Аппаратура для измерения давления............................ 14

6.2    Измерение скорости воздуха................................. 15

6.3    Измерение температуры................................... 16

6.4    Определение плотности................................... 17

6.5    Измерение скорости вращения................................ 18

7    Определение давления вентилятора................................ 18

7.1    Положение плоскости измерения давления.......................... 18

7.2    Измерение давления вентилятора.............................. 19

8    Определение расхода...................................... 27

8.1    Выбор метода измерений.................................. 27

8.2    Выбор сечения для измерений................................ 27

8.3    Определение расхода с помощью расходомерных устройств................ 29

8.4    Определение расхода измерением поля скоростей...................... 29

9    Определение мощности..................................... 42

9.1    Определение характеристик, связанных с мощностью вентилятора............. 42

9.2    Потери при передаче мощности от двигателя к рабочему колесу............... 43

9.3    Методы определения мощности............................... 43

9.4    Измерительные приборы................................... 45

9.5    Меры предосторожности, принимаемые во время испытаний на месте............ 45

10    Погрешности, связанные с определением характеристики вентилятора.............. 46

10.1    Общие положения..................................... 46

10.2    Ошибки в характеристике.................................. 46

10.3    Погрешности измерения.................................. 46

10.4    Указанные погрешности................................... 47

10.5    Анализ погрешностей.................................... 47

Приложение А (обязательное): Положение исследуемых линий для профиля крайних стенок, соответствующих общему степенному закону...................... 52

Приложение В (обязательное) Определение положения крайних исследуемых линий для случаев.

не входящих в приложение А............................ 55

Приложение С (обязательное) Минимальные длины прямых участков вверх и вниз по потоку для расположения дифференциальных датчиков давления, используемых для измерений ........................................ 57

Приложение D (обязательное) Потери давления для прямых, гладких каналов и стандартизированных воздуховодов.................................. 64

Приложение Е (обязательное) Калибровка крыльчатого анемометра................. 65

Библиография............................................ 67

Введение

Необходимость изменения существующих методов испытаний вентиляторов в местах их эксплуатации появилась относительно недавно. Принимая во внимание масштабы этих изменений, было признано целесообразным представить метод испытаний в месте эксплуатации в виде отдельного документа по испытаниям в месте эксплуатации. Это позволило бы более детально изложить методы измерения скорости для всех наиболее часто применяемых сечений воздуховодов. Это также позволило бы добавить описания в приложениях, охватывающих выбор подходящих сечений для измерения и калибровки прибора.

В соответствии с последними международными соглашениями определено, что давление вентилятора теперь определяется как разница между давлениями заторможенного потока на выходе из вентилятора и на входе в него. Давление торможения является абсолютным давлением, измеряемым в точке потока, если бы он был остановлен вследствие адиабатического процесса. Для чисел Маха менее 0.2 давление заторможенного потока находится в пределах 0,6 % от полного давления.

Меньше внимания уделяется использованию термина «статическое давление вентилятора», как менее удобного. Следует ожидать, что со временем он вообще выйдет из употребления. Все потери давления являются по существу потерями давления торможения, и это отражено в определениях.

Следует признать, что характеристика вентилятора, определяемая в условиях эксплуатации, не обязательно должна совпадать с той. что получена при стендовых испытаниях. Причины такого различия не только в низкой точности испытаний в условиях эксплуатации, но и за счет так называемого «фактора эффекта системы» или «влияния установки», в которой воздуховоды, присоединенные на входе вентилятора и/или выходе, изменяют его характеристику. Необходимо обеспечить хорошее соединение воздуховодов с вентилятором. Настоящий стандарт определяет использование «специальных участков», непосредственно примыкающих к вентиляторам, для определения давления, а также для обеспечения равномерного потока воздуха/газа с симметричным профилем скорости на входе в вентилятор без вихрей и чрезмерных возмущений. Только, если эти условия будут выполнены, характеристики на месте эксплуатации будут совпадать с характеристиками, полученными при стендовых испытаниях.

Следует также отметить, что настоящий стандарт определяет расположение точек для измерения скорости согласно лог-Чебышева или лог-линейного правил. Может привести к значительной погрешности, если принимается не очень большое количество точек. (Тогда распределение скорости должно будет отображаться графически и необходимо будет определять площадь под этой кривой. Истинная средняя скорость будет равна этой площади, разделенной на размерные ординаты).

Оценка дополнительных погрешностей из-за того, что длина воздуховода или положение места измерения меньше, чем 8 приложении В. выходит за рамки настоящего стандарта. Методические указания, однако, приведены в ISO/TR 5168 и ISO 7194. из которых следует, что там. где присутствуют значимые поворотные участки, погрешность может значительно превышать, как правило, 4 % при 95 % доверительном интервале.

IV

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ВЕНТИЛЯТОРЫ ПРОМЫШЛЕННЫЕ Испытания в условиях эксплуатации

Industrial fans. Performance testing in situ

Дата введения — 2014—07—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы испытаний для определения одной или более аэродинамических характеристик промышленных вентиляторов, эксплуатируемых в натурных условиях при работе в однофазной среде.

2    Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного документа, для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).

ISO 5167-1:1991 Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices — Part 1: Orifice plates, nozzles and Venturi tubes inserted in circular cross-section conduits running full (Измерение потока текучей среды с помощью устройств дифференциального давления. Часть 1. Диафрагмы, сопла и трубки вентури, помещенные в заполненные трубопроводы круглого сечения)

ISO 5801:1997 Industrial fans — Performance testing using standardized airways (Вентиляторы промышленные. Эксплуатационные испытания с использованием стандартизированных воздуховодов)

IEC 60034-1 Rotating electrical machines — Part 1: Rating and performance (Машины электрические вращающиеся — Часть 1: Номинальные значения параметров и эксплуатационные характеристики)

IEC 60051-8 Direct acting indicating analogue electrical measuring instruments and their accessories. Part 8: Special requirements for accessories (Приборы аналоговые, электроизмерительные, показывающие прямого действия и части к ним — Часть 8: Особые требования к вспомогательным частям)

3    Термины, определения и обозначения

3.1    Термины и определения

В настоящем стандарте применяются следующие термины с соответствующими определениями.

Все величины рассматриваются как значения, усредненные по времени. Пульсации, влияющие на измеряемые величины, могут быть учтены повторением измерений через определенные промежутки времени. Средние значения могут быть потом рассчитаны и использованы как стационарные значения.

3.1.1    воздух (air): Воздух или другой газ, кроме случая, когда оговорено, что это атмосферный воздух.

3.1.2    стандартный воздух (standard air): Атмосферный воздух, имеющий плотность 1,2 кг/м³.

Примечание — Атмосферный воздух при температуре 16^е С. давлении 100 000 Па и относительной влажности 65 %, имеет плотность 1.2 кг/м³, но эти условия не являются определяющими.

Издание официальное

3.1.3    вентилятор (fan): Лопаточная машина, которая обеспечивает непрерывный расход воздуха при коэффициенте повышения давления, как правило, не превышающем 1,3.

3.1.4    рабочее колесо (impeller): Вращающаяся часть вентилятора, которая посредством лопаток передает энергию перемещаемому воздуху.

3.1.5    корпус (casing): Неподвижная часть вентилятора, через которую направляется поток воздуха от входа в вентилятор к его выходу.

3.1.6    канал (duct): Воздуховод, в котором скорость воздуха сравнима со скоростью на входе или выходе из вентилятора.

3.1.7    камера (chamber): Воздуховод, в котором скорость воздуха мала по сравнению со скоростью на входе или выходе из вентилятора.

3.1.8    переходник (transition piece section): Воздуховод, вдоль которого происходит плавное изменение площади его поперечного сечения и/или формы.

3.1.9    помещение для испытаний (test enclosure): Комната или другое место, защищенные от сквозняка, в которых находятся вентилятор, воздуховоды и приспособления для испытаний в месте эксплуатации.

3.1.10    площадь сечения канала (area of the conduit section), А_я: Площадь канала в сечении х.

3.1.11    площадь входа в вентилятор (fan inlet area), А,: По соглашению — большая площадь в плоскости входа в корпус вентилятора.

Примечание — Входную плоскость вентилятора следует принимать как поверхность, ограниченную внутренней границей входного фланца. В настоящем стандарте входная плоскость вентилятора обозначена «плоскость 1» (см. рисунок 1).

3.1.12    выход вентилятора (fan outlet area), А₂: По соглашению — большая площадь в плоскости выхода из корпуса вентилятора без исключения площади двигателей, обтекателей или других элементов.

Примечание — Плоскость выхода из вентилятора следует принимать как поверхность, ограниченную внутренней границей выходного фланца. В настоящем стандарте выходная плоскость вентилятора обозначена «плоскость 2» (см. рисунок 1).

3.1.13температура (temperature), f Температура воздуха или среды, измеренная датчиком температуры.

3.1.14    абсолютная температура (absolute temperature), 0: Термодинамическая температура, измеренная от абсолютного нуля

0 = f+273,15.

3.1.15    температура торможения в точке (stagnation temperature at a point). 0^: Абсолютная температура. которая характеризует изоэнтропическое течение идеального газа при отсутствии дополнительного подвода тепла или энергии.

Примечание — Температура торможения постоянна вдоль линии тока и для входного воздуховода и равна абсолютной температуре окружающей среды в помещении для испытаний.

3.1.16    статическая температура среды (static or fluid temperature), 0: Абсолютная температура датчика температуры, движущегося со скоростью среды

где v— скорость движения среды, м/с.

3.1.17    температура по сухому термометру (dry bulb temperature), f_d: Температура воздуха в помещении, измеренная сухим датчиком температуры около входа в вентилятор или канал.

3.1.18    температура по мокрому термометру (wet bulb temperature), t*: Температура, измеренная датчиком температуры, покрытым влажным тампоном и помещенным в поток.

Примечание — При правильном измерении она является близким приближением к температуре адиабатического насыщения.

ГОСТ ISO 5802-2012

3.1.19    температура торможения в сечении (stagnation temperature at a section), 0_eex: Среднее значение за время, пока температура заторможенного потока усредняется по площади выбранного сечения воздуховода.

3.1.20    статическая температура или температура воздуха в трубе (static or fluid temperature at a section), 0_K: Среднее значение за время, пока статическая температура или температура жидкости в трубе усредняется по площади выбранного сечения трубы.

3.1.21    газовая постоянная (specific gas constant). R. Для идеального газа, определяемая уравнением:

= Rb.

3

3.1.22    температура торможения на входе (inlet stagnation temperature), 0,_fl1: Температура в помещении. в котором проводят испытания, возле входа в вентилятор или входной канал в сечении, где скорость меньше 25 м/с.

Примечание — В этом случае температура торможения может рассматриваться равной температуре окружающей среды

0,в1 = в_а = *а ⁺ 273.15.

3.1.23    показатель адиабаты (isentropic exponent), к-. Для идеального газа и адиабатического процесса:

^р. = const.

Р

3.1.24 удельная теплоемкость при постоянном давлении (specific heat at constant pressure). c_p: Для идеального газа:

3.1.25 удельная теплоемкость при постоянном объеме (specific heat at constant volume). c_v. Для идеального газа:

3.1.26 коэффициент сжимаемости (compressibility factor). Z:

Z =

Z—функция отношений £ и ^

rC    C

где p_c — критическое давление газа;

0_C—критическая температура газа.

Примечание — Для идеального газа Z = 1.

3.1.27    абсолютное давление в точке (absolute pressure at a point), р: Давление в точке, измеренное от абсолютного нуля, в покое по отношению к окружающей среде.

3.1.28    атмосферное давление (atmospheric pressure), р_а: Абсолютное давление свободной атмосферы на средней высоте расположения вентилятора.

3.1.29    избыточное давление (gauge pressure). р_в: Значение давления, измеренного от атмосферного давления, в точке измерения.

Примечание — Оно может быть положительным или отрицательным.

Рв = Р-Ра

3.1.30    абсолютное давление торможения в точке (absolute stagnation pressure at a point), p_ig: Абсолютное давление в точке потока, которое должно быть измерено в точке, если бы движущийся газ был остановлен в результате адиабатического процесса:

p_sg=p[l+^Ma²)* \

где Ма — число Маха в этой точке.

3.1.31    динамическое давление в точке (dynamic pressure at a point). p_d: Давление, рассчитанное по скорости ии плотности р воздуха в точке.

3.1.32 полное давление в точке (total pressure at a point), р,: Абсолютное давление торможения минус атмосферное давление,

P. = P8g-Pa = Pe ⁺ Pd-

4

ГОСТ ISO 5802-2012

Примечание — Когда число Маха меньше 0.2. коэффициент Маха меньше 1.01 и абсолютное давление торможения р«,_ч очень близко к сумме избыточного давления, атмосферного давления и динамического давления:

Psqsp_e+p_a+p_d..

3.1.33    среднее избыточное давление в сечении х (average gauge pressure at a section x). p_ex: Усредненное по времени избыточное давление, среднее по площади в выбранном поперечном сечении воздуховода

3.1.34    среднее абсолютное давление в сечении х (average absolute pressure at a section x). p_x: Усредненное по времени абсолютное давление, среднее по площади в выбранном поперечном сечении воздуховода

Рх = Рех ⁺ Ра

3.1.35    среднее динамическое давление в сечении х (conventional dynamic pressure at а section x), p_dx: Динамическое давление, вычисленное по средней скорости и средней плотности в выбранном поперечном сечении воздуховода

п - _n Ym| - 1 (Ап \

^Рйх Рх 2 2р_х I Л, J •

3.1.36    динамическое давление вентилятора (fan dynamic pressure), p_dF: Условное динамическое давление на выходе из вентилятора, рассчитанное по массовому расходу, средней плотности на выходе и выходной площади вентилятора

О -₀    -    1    (Ят \

^Р*~^Рг 2 -2pjUJ '

3.1.37    абсолютное давление торможения в сечении х (absolute stagnation pressure at a section x). p_%9X: Сумма условного динамического давления p_dx в сечении, скорректированного коэффициентом числа Маха F_Mx в этом сечении, и усредненного абсолютного давления р_х

Psgx “ Рх ⁺ Pdx^Mx-

Примечание — Абсолютное давление торможения также может быть вычислено по формуле:

Р^=Рх(1+^^Ма*Г^

3.1.38    среднее полное давление в сечении х (average total pressure at a section x). p_tx: Если число Маха меньше 0.122. коэффициентом F_M можно пренебречь, тогда

Ах - Ре* ⁺ Pdx - Psgx “ Ра-

3.1.39    давление, создаваемое вентилятором (fan pressure). p_F: Разница между давлениями торможения на выходе из вентилятора и на входе в него

Рр “ Psg2 Psgl-

3.1.40 статическое давление, создаваемое вентилятором (fan static pressure). p_aF: Условное давление, определяемое как разница между полным давлением и динамическим давлением вентилятора, скорректированным на коэффициент числа Маха в выходном сечении вентилятора.

Psf = Psg2 - PdF^M2 - Psgl ⁼ P2 “ Psgl

3.1.41 Число Маха в точке (Mach number at a point), Ma Отношение скорости среды в точке и скорости звука в этой среде.

Примечание — Для идеального газа:

Ма • ^—

5

3.1.42    число Маха в сечении х (Mach number at a section х), Мз_х: Отношение средней скорости среды к скорости звука в выбранном сечении воздуховода

Мв, =-    .

3.1.43    коэффициент числа Маха (Mach factor), F_M. Поправочный коэффициент, связанный с динамическим давлением в точке следующим выражением:

Примечание — Коэффициент числа Маха можно вычислить по формуле:

= ¹⁺ W4 + ^Мл^а0 + iQQQ + - Аля к. равном 1.4.

3.1.44    входная плотность торможения (stagnation inlet density), р^: Плотность, вычисленная во входном сечении подавлению торможения и температуре торможения 9^:

п -^pie1 " ’

3.1.45    средняя плотность в сечении х (average density at a section х), р_х: Плотность, вычисленная по абсолютному давлению р_х и статической температуре 9_Х:

3.1.46 средняя плотность (mean density), p_m: Среднеарифметическое значение плотности во входном и выходном сечениях:

3.1.47    средний массовый расход в сечении (mean mass flowrate at a section), q_m: Среднее no времени значение массы среды, которая проходит через некоторое выбранное сечение за единицу времени.

Примечание — Массовый расход будет одним и тем же во всех сечениях вентиляционной системы, если в ней нет утечек. Если вентилятор негерметичный, то массовый расход берут либо на входе, либо на выходе.

3.1.48 входной объемный расход торможения (inlet stagnation volume flow),    Массовый расход, деленный на входную плотность заторможенного потока:

п —    .

^qv*' ■ р_ч,

3.1.49    выходной объемный расход торможения (outlet stagnation volume flow). q_Vtfl2: Массовый расход, деленный на выходную плотность заторможенного потока:

п -

^qv’#-p^

3.1.50    объемный расход в сечении х (volume flow at a section х), q^: Массовый расход в выбранном сечении воздуховода, деленный на соответствующее усредненное по времени значение плотности в этом сечении:

Qv* =

3.1.51 средняя скорость в сечении х (average velocity at a section х). v_mx: Объемный расход в выбранном сечении воздуховода, деленный на площадь его поперечного сечения А_х:

_ Qvx

Л ’

6