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工業(yè)過程控制閥第2-3部分:流通能力試驗(yàn)程序Industrial-processcontrolvalvesPart2-3:Flowcapacity-testprocedures(IEC60534-2-3:2015,IDT)(工作組討論稿)(工作組討論稿)GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015GB/T17213《工業(yè)過程控制閥》擬分部分出版。目前計(jì)劃發(fā)布如下部分:——第1部分:控制閥術(shù)語和總則(GB/T17213.1——第2-1部分:流通能力——第2-3部分:流通能力——第2-4部分:流通能力——第2-5部分:流通能力安裝條件下流體流量的計(jì)算公式(GB/T17213.2試驗(yàn)程序(GB/T17213.9固有流量特性和可調(diào)比(GB/T17213.10流體流經(jīng)級間恢復(fù)多級控制閥的計(jì)算公式(GB/T17213.17——第3-1部分:尺寸兩通球形直通控制閥法蘭端面距和兩通球形角形控制閥法蘭中心至法蘭端面的間距(GB/T17213.3——第3-2部分:尺寸角行程控制閥(蝶閥除外)的端面距(GB/T17213.11);——第3-3部分:尺寸對焊式兩通球形直通控制閥的端距(GB/T17213.12——第4部分:檢驗(yàn)和例行試驗(yàn)(GB/T17213.4——第5部分:標(biāo)志(GB/T17213.5定位器在直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的安裝定位器在角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的安裝定位器在直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的安裝定位器在角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的安裝(GB/T17213.6——第6-2部分:定位器與控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接的安裝細(xì)節(jié)(GB/T17213.13——第7部分:控制閥數(shù)據(jù)單(GB/T17213.7——第8-1部分:噪聲的考慮——第8-2部分:噪聲的考慮——第8-3部分:噪聲的考慮——第8-4部分:噪聲的考慮實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測量空氣動(dòng)力流流經(jīng)控制閥產(chǎn)生的噪聲(GB/T17213.8實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測量液動(dòng)流流經(jīng)控制閥產(chǎn)生的噪聲(GB/T17213.14空氣動(dòng)力流流經(jīng)控制閥產(chǎn)生噪聲的預(yù)測方法(GB/T17213.15液動(dòng)流流經(jīng)控制閥產(chǎn)生的噪聲預(yù)測方法(GB/T17213.16——第9部分:階躍輸入響應(yīng)測量的試驗(yàn)程序(GB/T17213.18)。本部分為GB/T17213的第2-3部分。本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定本部分代替GB/T17213.9—2005《工業(yè)過程控制閥第2-3部分:流通能力試驗(yàn)程序》。與GB/T17213.9—2005相比,主要技術(shù)變化如下:——增加了試驗(yàn)樣品中微小流量系數(shù)C控制閥的要求和允許采用計(jì)算機(jī)建模作為試驗(yàn)樣品的要求。(見5.1——增加了計(jì)算管道幾何系數(shù)(Fp)來驗(yàn)證管道直徑匹配的要求(見5.2——增加了流量測量的分辨率和重復(fù)性的要求(見5.4——修改了取壓口的要求(見5.5,2005版的5.4——增加了壓力測量中以單獨(dú)壓力測量替代差壓測量情況下的要求(見5.5——增加了溫度測量中使用熱電阻的要求和入口流體溫度的要求(見5.6——增加了行程測量中對測量儀表的準(zhǔn)確度要求(見5.7——修改了試驗(yàn)準(zhǔn)確度的要求(見第6章,2005版的第6章);——增加了對不可壓縮試驗(yàn)流體中固體物以及添加防腐劑后粘度和密度影響的要求(見7.1——增加了對可壓縮試驗(yàn)流體中比熱比的要求(見7.2IGB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015——增加了在不可壓縮流體試驗(yàn)時(shí)應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)的要求(見8.1.5,8.2.4——增加了計(jì)算流量系數(shù)C時(shí)對計(jì)算用值的要求(見9.3——增加了當(dāng)試驗(yàn)流體不是淡水時(shí)的計(jì)算要求(見9.4.2,9.4.3——增加了在可壓縮流體試驗(yàn)時(shí),流動(dòng)條件應(yīng)保證流體為紊流的要求(見10.1.3);——增加了在可壓縮流體試驗(yàn)時(shí)應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)的要求(見10.1.5,10.2.4);——增加了在不滿足試驗(yàn)程序的情況下的替代試驗(yàn)方案(見10.6,附錄D——增加了計(jì)算流量系數(shù)C時(shí)對計(jì)算用值的要求(見11.2);——增加了資料性附錄B:工程數(shù)據(jù);——增加了資料性附錄C:控制閥類型修正系數(shù)Fd的推導(dǎo);——增加了資料性附錄D:層流試驗(yàn)探討;——增加了資料性附錄E:長格式FL試驗(yàn)程序;——增加了資料性附錄F:計(jì)算F以幫助確定管道/閥門端口直徑是否匹配。本部分使用翻譯法等同采用IEC60534-2-3:2015《工業(yè)過程控制閥第2-3部分:流通能力試驗(yàn)程序》。與本部分規(guī)范性引用的國際文件有一致性對應(yīng)關(guān)系的我國文件如下:GB/T17213.1—2015工業(yè)過程控制閥第1部分:控制閥術(shù)語和總則(IEC60534-1:2005,IDT)GB/T17213.14—201X工業(yè)過程控制閥第8-2部分:噪聲的考慮實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測量液動(dòng)流流經(jīng)控制閥產(chǎn)生的噪聲(IEC60534-8-2:2011,IDT)GB/T18271.1—201X過程測量和控制裝置通用性能評定方法和程序第1部分:總則(IEC61298-1:2008,IDT)GB/T18271.2—201X過程測量和控制裝置通用性能評定方法和程序第2部分:參比條件下的試驗(yàn)(IEC61298-2:2008,IDT)批注[批注[王1]:原文為mm應(yīng)該是錯(cuò)誤GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015工業(yè)過程控制閥第2-3部分:流通能力試驗(yàn)程序GB/T17213的本部分給出了工業(yè)過程控制閥的流通能力試驗(yàn)程序,用于確定GB/T17213.2給出的方程式中使用的下列變量:a)流量系數(shù)C;b)無附接管件控制閥的液體壓力恢復(fù)系數(shù)F;c)帶附接管件控制閥的液體壓力恢復(fù)系數(shù)和管道幾何形狀系數(shù)的復(fù)合系數(shù)F;d)管道幾何形狀系數(shù)F;e)壓差比系數(shù)x和x;f)控制閥類型修正系數(shù)F;g)雷諾數(shù)系數(shù)F。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本IEC60534-1工業(yè)過程控制閥第1部分:控制閥術(shù)語和總則GB/T17213.2—2017工業(yè)過程控制閥第2-1部分:流通能力安裝條件下流體流量的計(jì)算公式(IEC60534-2-1:2011,IDT)IEC60534-8-2工業(yè)過程控制閥第8-2部分:噪聲的考慮實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測量液動(dòng)流流經(jīng)控制閥產(chǎn)生的噪聲IEC61298-1過程測量和控制裝置通用性能評定方法和程序第1部分:總則IEC61298-2過程測量和控制裝置通用性能評定方法和程序第2部分:參比條件下的試驗(yàn)3術(shù)語和定義IEC60534-1、GB/T17213.2、IEC61298-1和IEC61298-2界定的術(shù)語和定義適用于本文件。4符號符號單位C流量系數(shù)(Kv、Cv)各不相同(見IEC60534-1)額定行程時(shí)的流量系數(shù)各不相同(見IEC60534-1)d控制閥公稱通徑(DN)Fd控制閥類型修正系數(shù)量綱為11GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015符號單位FF液體臨界壓力比系數(shù)量綱為1FLFLP無附接管件控制閥的液體壓力恢復(fù)系數(shù)帶附接管件控制閥的液體壓力恢復(fù)系數(shù)和管道幾何形狀系數(shù)的復(fù)合系數(shù)量綱為1量綱為1FPFRFγMNpcpvp1p2ΔpΔpmaxΔpmax(L)Δpmax(LP)QQmaxQmax(L)Qmax(LP)Qmax(T)Qmax(TP)RevT1XxTxTPYZγνζρ1/ρo管道幾何形狀系數(shù)雷諾數(shù)系數(shù)比熱比系數(shù)流體分子量數(shù)字常數(shù)(見表3)絕對熱力學(xué)臨界壓力入口溫度下液體的蒸汽壓力上游取壓口測得的入口絕對靜壓力下游取壓口測得的出口絕對靜壓力上、下游取壓口的壓力差(p1?p2)最大壓差無附接管件的最大有效壓差Δp帶附接管件的最大有效壓差Δp體積流量最大體積流量(阻塞流條件下)不可壓縮流體的最大體積流量(無附接管件阻塞流條件下)不可壓縮流體的最大體積流量(帶附接管件阻塞流條件下)可壓縮流體的最大體積流量(無附接管件阻塞流條件下)可壓縮流體的最大體積流量(帶附接管件阻塞流條件下)控制閥雷諾數(shù)入口絕對溫度標(biāo)準(zhǔn)條件下的參比溫度壓差與入口絕對壓力之比(Δp/p1)無附接管件控制閥在阻塞流條件下的壓差比系數(shù)帶附接管件控制閥在阻塞流條件下的壓差比系數(shù)膨脹系數(shù)壓縮系數(shù)(對表征理想氣體性能的氣體Z=1)運(yùn)動(dòng)粘度控制閥帶漸縮管、漸擴(kuò)管、或其它管件時(shí)的速度頭損失系數(shù)相對密度(水在15.5℃時(shí)ρ1/ρo=1)量綱為1量綱為1量綱為1kg/kmol各不相同(見注1)m3/h(見注3)m3/hm3/hm3/hm3/hm3/h量綱為1K℃量綱為1量綱為1量綱為1量綱為1量綱為1量綱為1m2/s(見注4)量綱為1量綱為1注1:在確定數(shù)值常數(shù)的單位時(shí),可使用表1給出的單位對相應(yīng)的公式進(jìn)行量綱分析。注3:對于可壓縮流體,用符號Q表示的體積流量(m/h)是指絕對壓力為101.325kPa(1.01325bar),溫度為0℃或15℃(見表3)的標(biāo)準(zhǔn)條件下的值。2GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015符號單位注4:1厘斯=10-6m2/s5試驗(yàn)系統(tǒng)5.1試驗(yàn)樣品試驗(yàn)樣品是要求取得試驗(yàn)數(shù)據(jù)的任何閥或閥同漸縮管、漸擴(kuò)管或其它管件的組合體??纱淼湫同F(xiàn)場裝置的試驗(yàn)樣品的其他示例見附錄A。當(dāng)對某些類型的高流通能力控制閥,例如球閥或蝶閥,進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)還應(yīng)多加考慮。這些控制閥可能會(huì)在下游試驗(yàn)段產(chǎn)生自由射流,影響壓力恢復(fù)區(qū)的位置。預(yù)期準(zhǔn)確度見第6章。微小流量系數(shù)C控制閥(C<<N的控制閥)在8.1.2中描述??梢圆捎脤?shí)體模型或計(jì)算機(jī)建模作為確定控制閥流量系數(shù)的基礎(chǔ),但這超出了本文件的范圍。建模時(shí),從業(yè)者應(yīng)采用合適的建模技術(shù),以驗(yàn)證模型和縮放比例與實(shí)際流量數(shù)據(jù)的關(guān)系,并記錄5.2試驗(yàn)段基本流量試驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示。圖1基本的流量試驗(yàn)系統(tǒng)連接試驗(yàn)樣品的上、下游管段應(yīng)與試驗(yàn)樣品接頭的公稱通徑一致,直管段長度應(yīng)符合圖2的要求。入口和出口管道應(yīng)能承受試驗(yàn)系統(tǒng)施加的最大壓力(表B.3提供了常用管道的數(shù)據(jù))。管道內(nèi)徑與各種尺寸閥試驗(yàn)樣品的入口和出口實(shí)際內(nèi)徑的偏差應(yīng)在±2%以內(nèi)。當(dāng)(試驗(yàn)閥的)C/d比增大時(shí),直徑不匹配問題更大。與入口和出口接頭相關(guān)的潛在壓力損失要比與閥有關(guān)的壓力損失更為何形狀系數(shù)(F)的值上體現(xiàn),對于標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn),即連接管道與試驗(yàn)樣品的內(nèi)徑相等,此值接近于1。因此,為確保試驗(yàn)的適當(dāng)準(zhǔn)確度,應(yīng)通過計(jì)算或試驗(yàn)來證明0.99≤F≤1.01。如果F<0.99或者F>1.01,試驗(yàn)數(shù)據(jù)中應(yīng)有記錄(見8.1.5或10.1.5)。計(jì)算實(shí)例見附錄F。管道內(nèi)壁應(yīng)無鐵銹、氧化皮或其它可能引起流體過度磨擦損失的障礙物。3GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:20155.3節(jié)流閥上游和下游節(jié)流閥用于控制試驗(yàn)段取壓口前后的壓差,并使上游或下游壓力保持一個(gè)特定值。對這兩個(gè)閥的型式無任何限定。下游節(jié)流閥的公稱通徑宜大于試驗(yàn)樣品的公稱通徑,以保證無論是可壓縮流體還是不可壓縮流體,阻塞流都能發(fā)生在試驗(yàn)樣品內(nèi)。當(dāng)用液體進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),應(yīng)說明:l——管道公稱通徑的2倍;l——管道公稱通徑的6倍;l——最短為管道公稱通徑的18倍;l——最短為管道公稱通徑的1倍;注1:若認(rèn)為有益,可使用整流葉片。如果使用了整流葉片,則l的長度可縮短到不小于管道公稱通徑的8倍。有關(guān)流動(dòng)調(diào)整的信息見ASME性能試驗(yàn)規(guī)程PTC19.5—2004,“流量測量”。注2:取壓口位于整個(gè)試驗(yàn)樣品的上游和下游。試驗(yàn)樣品可以是一個(gè)控制閥,也可以是控制閥與附接管件的任意組合體(見附錄A)。注3:如果上游流體擾動(dòng)是由不同平面上的兩個(gè)串聯(lián)的彎頭造成的,則需要附加整流器。有關(guān)直管段長度的附加指南見ASME流體流量計(jì)。圖2試驗(yàn)段管道要求5.4流量的測量流量測量儀表可位于試驗(yàn)段的上游,也可位于試驗(yàn)段的下游,它可以是符合規(guī)定準(zhǔn)確度要求的任何裝置。其準(zhǔn)確度應(yīng)在實(shí)際輸出值的±2%以內(nèi),分辨率和重復(fù)性應(yīng)在±0.5%以內(nèi)。流量測量儀表應(yīng)定期校準(zhǔn),以保持規(guī)定的準(zhǔn)確度。應(yīng)遵循流量測量儀表流動(dòng)調(diào)整(例如測量儀表上、下游直管段的直徑等)的所有相關(guān)指南。5.5取壓口試驗(yàn)段管道上應(yīng)根據(jù)圖3規(guī)定設(shè)置取壓口,其結(jié)構(gòu)如圖3所示。取壓口孔的邊緣應(yīng)光滑,呈銳角(即檢查腐蝕和/或侵蝕)或微帶圓角,無毛刺、卷口或其它不規(guī)則形狀。管道內(nèi)不允許有任何管件突出。4GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015不可壓縮流體——取壓口中心線宜處于水平位置,以減少空氣滯留和污物積聚在取壓口內(nèi)的可能可壓縮流體——取壓口中心線宜處于水平位置或垂直于管道上方,以減少污物或冷凝物滯留的可對于蝶閥和其它旋轉(zhuǎn)閥,取壓口應(yīng)與閥的主軸對準(zhǔn)(平行以減小流動(dòng)流體的速度頭對壓力測量每個(gè)測量段可使用多個(gè)取壓口以取壓力測量的平均值。每個(gè)取壓口均應(yīng)符合圖3的要求。其他安裝指南見5.9。5.6壓力測量所有壓力和壓差測量儀表的準(zhǔn)確度都應(yīng)達(dá)到實(shí)際輸出讀數(shù)的±2%以內(nèi)。壓力測量裝置應(yīng)定期校準(zhǔn),以保持規(guī)定的準(zhǔn)確度。如果以單獨(dú)的壓力測量(p1,p2)代替差壓測量(?p),應(yīng)注意選用足夠準(zhǔn)確的儀表,使計(jì)算出的壓差值(p1-p2)的準(zhǔn)確度至少與上述壓差測量的準(zhǔn)確度一致。5.7溫度測量流體溫度測量儀表的準(zhǔn)確度應(yīng)不超過實(shí)際輸出讀數(shù)的±1℃(±2°F)。測溫探頭宜經(jīng)過選擇,并設(shè)置在批注[王2]:原文錯(cuò)誤對流量測量和壓力測量的影響為最小的位置上。溫度測量用的熱電阻至少宜為IEC60751中規(guī)定的批注[王2]:原文錯(cuò)誤在記錄每一個(gè)特定試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔內(nèi),入口流體溫度應(yīng)恒定在±3℃(±5°F)范圍內(nèi)。宜允許流動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定時(shí)間超過測量裝置的時(shí)間常數(shù),以確保記錄正確的溫度。5.8控制閥行程在任何一個(gè)特定流量試驗(yàn)過程中,控制閥的行程偏差都應(yīng)控制在額定行程的±0.5%以內(nèi)。行程測量儀表的準(zhǔn)確度應(yīng)達(dá)到額定行程的±0.2%。5.9試驗(yàn)樣品的安裝試驗(yàn)段管道軸線與試驗(yàn)樣品入口和出口軸線的同軸度應(yīng)在以下范圍內(nèi)(見表1和圖3表1試驗(yàn)樣品同軸度管道公稱通徑允許不同軸度DN15~DN25DN32~DN150DN200及以上0.01倍的管道公稱通徑每個(gè)墊片的內(nèi)徑應(yīng)進(jìn)行尺寸測量和定位,以免凸出于管道之內(nèi)。5GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015注1:如能遵守以上建議,任何合適的物理連接方法都可以接受。注2:參考文獻(xiàn):ASMEPerformanceTestCodePTC19.5-1972,“Applications.PartIIofFluidMeters,InterimSupplementonInstrumentsandApparatus.”管道尺寸b不大于b不小于250mm及以上圖3推薦的取壓口鏈接6試驗(yàn)準(zhǔn)確度試驗(yàn)行程下C/Nd<0.047且x<0.84的控制閥,試驗(yàn)樣品流量系數(shù)值的計(jì)算偏差應(yīng)在±5%以內(nèi)。不符合此條件的控制閥,偏差可能超過5%。這些準(zhǔn)確度表述適用于完全湍流的情況。當(dāng)情更多信息見附錄D。見5.1的注意事項(xiàng)。7試驗(yàn)流體7.1不可壓縮流體本試驗(yàn)程序使用的基本流體應(yīng)為不含可見固體物(即含鹽量<1000×10-;攜帶固體物<1000×10)的淡水??梢允褂靡种苿﹣矸乐够蜓泳徃g,防止有機(jī)物生長。添加劑和污染物對密度或粘度的總體影響應(yīng)采用本文件給出的公式進(jìn)行計(jì)算后加以評估。對估計(jì)系數(shù)的影響不應(yīng)超過0.1%。為取得F和F,可能需要除了淡水外的其他試驗(yàn)流體。試驗(yàn)流體為淡水的溫度范圍宜為5℃到40℃。7.2可壓縮流體本試驗(yàn)程序使用的基本流體是空氣或其它可壓縮流體。在試驗(yàn)條件下,試驗(yàn)流體應(yīng)在理想氣體特性范圍內(nèi)。因此,比熱比應(yīng)在1.2≤γ≤1.6范圍內(nèi)(見參考文獻(xiàn)中的Cunningham,Driskell)。蒸汽在樣品的縮流斷面可能接近其冷凝點(diǎn),因而不能用作試驗(yàn)流體。試驗(yàn)過程中應(yīng)注意避免內(nèi)部結(jié)冰。6GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:20158不可壓縮流體的試驗(yàn)程序8.1流量系數(shù)C的試驗(yàn)程序8.1.1按照圖2的管道要求安裝無附接管件的試驗(yàn)樣品。8.1.2流量試驗(yàn)應(yīng)在紊流、無汽化區(qū)域內(nèi)3個(gè)間隔較大的壓差點(diǎn)(但不低于0.1bar)上進(jìn)行流量測量。建議壓差是:a)恰好在空化點(diǎn)以下(剛開始空化)或試驗(yàn)設(shè)備可達(dá)到的最大值,取其中較小值(見IEC60534-8-2b)約為a)壓差的50%;c)約為a)壓差的10%。在閥選定行程下,通過試驗(yàn)段兩端的取壓口測量壓力。對于流通能力很小的閥,在推薦的壓差下可能會(huì)產(chǎn)生非紊流。在這種情況下應(yīng)取較大的壓差,以保證產(chǎn)生紊流。當(dāng)閥的雷諾數(shù)Re(見公式(13))為10或更大時(shí),宜進(jìn)行流量試驗(yàn)。當(dāng)最小雷諾數(shù)無法達(dá)到10時(shí),宜考慮進(jìn)行可壓縮流體流量系數(shù)試驗(yàn)(見附錄D)。應(yīng)記錄與指定壓差的偏差,并說明偏差的對于達(dá)到流量限制的大口徑閥,只要保持紊流并說明偏差的原因。8.1.3為了保持試驗(yàn)段的下游部分充滿液體,并防止液體汽化,上游絕對壓力應(yīng)保持在2?p/F或p+0.14bar,取其中較大值。如果試驗(yàn)樣品的液體壓力恢復(fù)系數(shù)F為未知數(shù),可保守估計(jì)一個(gè)較低上游壓力。典型F值見GB/T17213.2—2017附錄E。表2給出?p和F選定值的最低的上游壓力。為避免淡水汽化,線速度不宜超過13.7m/s。8.1.4應(yīng)通過流量試驗(yàn)確定:a)100%額定行程時(shí)的額定流量系數(shù)C;b)5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%和100%額定行程時(shí)的固有流量特性(任注:為更完整地確定固有流量特性,可以以小于額定行程5%的行程間隔進(jìn)行流量試驗(yàn)。表2與rL及Δp有關(guān)的最低入口絕對試驗(yàn)壓力F最低入口絕對試驗(yàn)壓力(0.35)40(0.40)45(0.45)(0.50)(0.55)(0.60)(0.65)(0.70)(0.75)0.5(2.8)(3.2)(3.6)400(4.0)440(4.4)480(4.8)(5.2)(5.6)(6.0)0.6(1.9)(2.2)(2.5)(2.7)(3.0)(3.3)(3.6)(3.8)410(4.1)0.7(1.5)(1.6)(1.8)(2.0)(2.2)(2.4)(2.6)(2.8)(3.0)7GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:20150.8(1.5)(1.6)(1.6)(1.7)(1.7)(1.9)(2.0)(2.2)(2.3)0.9(1.5)(1.6)(1.6)(1.7)(1.7)(1.8)(1.8)(1.9)(1.9)注1:對于達(dá)到流量限制的大口徑閥,只要能保持紊流且壓差測量準(zhǔn)確度符合要求,就可以使用較低的壓差。注2:對于未列出的壓力,可以用下式計(jì)算上游壓力:p=2Δp/F8.1.5記錄下列數(shù)據(jù):a)控制閥行程;b)入口壓力p;c)上、下游取壓口的壓差(p-p);d)流體入口溫度T;e)體積流量Q;g)試驗(yàn)樣品的結(jié)構(gòu)描述(例如:閥型式、公稱通徑、公稱壓力、流向);h)試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)流體的描述;i)偏離本文件規(guī)定的說明。數(shù)據(jù)應(yīng)按9.3的程序評估。8.2液體壓力恢復(fù)系數(shù)F和液體壓力恢復(fù)系數(shù)與管道幾何形狀系數(shù)的復(fù)合系數(shù)F的試驗(yàn)程序8.2.1計(jì)算系數(shù)F(指定的無附接管件試驗(yàn)樣品)和F(指定的帶附接管件試驗(yàn)樣品)時(shí),需要用到最大流量Q(稱之為阻塞流)。在入口條件不變的情況下,當(dāng)增大壓差不能使流量增大時(shí)就證明是阻塞流。確定Q應(yīng)采用下列試驗(yàn)程序。數(shù)據(jù)評估程序見9.4。F和相應(yīng)的C的試驗(yàn)在相同的閥行程上進(jìn)行。因此,在以任何一種閥行程進(jìn)行這兩個(gè)系數(shù)的試驗(yàn)時(shí),閥應(yīng)鎖定在某一固定位置上。8.2.2按照圖2和表B.3的管道要求安裝無漸縮管或其他附接管件的試驗(yàn)樣品。8.1.4所確認(rèn)的每個(gè)行程都應(yīng)進(jìn)行一次單獨(dú)試驗(yàn)。在每次試驗(yàn)中,節(jié)流元件應(yīng)定位并固定在所需的行程值上。8.2.3下游節(jié)流閥應(yīng)處于全開位置。應(yīng)在預(yù)先選定的入口壓力下測量流量并記錄入口壓力和出口壓力。本試驗(yàn)可確定此試驗(yàn)系統(tǒng)中試驗(yàn)樣品的最大壓差(p-p)。在相同的入口壓力下,將壓差降低到第一次試驗(yàn)確定壓差的90%,進(jìn)行第二次試驗(yàn)。如果第二次試驗(yàn)的流量與第一次試驗(yàn)的流量相差不超過2%,則可以將第一次試驗(yàn)測得流量作為Q。否則,就在一個(gè)較高的入口壓力下重復(fù)整個(gè)試驗(yàn)過程。如果在試驗(yàn)系統(tǒng)的最高入口壓力下不能達(dá)到Q,可采用以下程序。計(jì)算一個(gè)F值代替在可達(dá)到的最高入口壓力值和壓差值下得到的流量。在報(bào)告中注明被試控制閥的F大于前述計(jì)算值。更詳細(xì)的“全壓差”的程序見附錄E。8.2.4記錄下列數(shù)據(jù):a)控制閥行程;b)入口壓力p;c)出口壓力p;d)流體入口溫度T;e)體積流量Q;g)試驗(yàn)樣品的結(jié)構(gòu)描述(例如:閥型式、公稱通徑、公稱壓力、流向h)試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)流體的描述;i)偏離本文件規(guī)定的說明。8GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:20158.3管道幾何形狀系數(shù)F的試驗(yàn)程序?qū)τ趲Ц浇庸芗拈y,管道幾何形狀系數(shù)F可以改變閥的流量系數(shù)C。系數(shù)F是在相同的工作條件下試驗(yàn)時(shí),帶附接管件閥的C與無附接管件閥的額定C之比。為了獲得此系數(shù),需要用閥和附接管件的組合來代替閥。將這個(gè)組合作為試驗(yàn)樣品按照8.1的閥安裝在附接漸縮管和漸擴(kuò)管的DN150的管線上,應(yīng)按DN150管線來確定取壓口的位置。數(shù)據(jù)評估程序見9.5。8.4液體臨界壓力比系數(shù)F的試驗(yàn)程序液體臨界壓力比系數(shù)F只是流體與其溫度的一個(gè)特性,它是阻塞流條件下明顯的“縮流斷面”壓力與入口溫度下液體的蒸汽壓力之比。F的數(shù)值可以通過對已知F和C的試驗(yàn)樣品進(jìn)行試驗(yàn)來確定。按照圖2的管道要求安裝無附接管件的閥。采用8.2所述獲取Q的試驗(yàn)程序并使用所關(guān)注的流體作為試驗(yàn)流體。數(shù)據(jù)評估程序見9.6。8.5不可壓縮流體的雷諾數(shù)系數(shù)F的試驗(yàn)程序?yàn)榱说玫嚼字Z數(shù)系數(shù)F的值,應(yīng)通過試驗(yàn)閥產(chǎn)生非紊流條件。這個(gè)條件要求低壓差,高粘度的流體,流,并且在這些條件下F將為1.0。用無附接管件的閥安裝在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)段上進(jìn)行流量試驗(yàn)確定F的值。除了下述情況以外,這些試驗(yàn)應(yīng)遵循確定C的試驗(yàn)程序:a)任何設(shè)定值都不導(dǎo)致試驗(yàn)流體在試驗(yàn)閥內(nèi)不產(chǎn)生汽化現(xiàn)象;b)如果試驗(yàn)流體不是20℃±14℃的淡水,那么表2列出的最低入口試驗(yàn)壓力值可能不適用;c)試驗(yàn)流體應(yīng)為粘度比水高很多的牛頓流體,除非儀表能夠精確測量非常低的壓差。在每個(gè)選定閥行程下通過改變閥的壓差,進(jìn)行足夠次數(shù)的試驗(yàn),以覆蓋從紊流到層流的整個(gè)條件范數(shù)據(jù)評估程序見9.7。8.6控制閥類型修正系數(shù)F的試驗(yàn)程序控制閥類型修正系數(shù)F考慮的是閥內(nèi)件幾何形狀對雷諾數(shù)的影響。它被定義為單流道水力直徑與節(jié)流孔直徑之比,其中節(jié)流孔的面積等于給定行程下所有相同流道面積的總和??刂崎y類型修正系數(shù)F宜在所需行程下測量。它的值僅能按8.5的程序在完全層流的條件下進(jìn)行測完全層流的定義為/FR保持恒定,允差范圍為±5%的條件(Re值通常低于50)。數(shù)據(jù)評估程序見9.8。9不可壓縮流體的數(shù)據(jù)評估程序9.1非阻塞流非阻塞流的不可壓縮流體的基本流量方程式為:9p1?FFp1?FFpvppoGB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015p/poQ=N1FRFpCp/po對于無附接管件的閥,F(xiàn)=1,并且在紊流條件下F=1。9.2阻塞流9.2.1對于阻塞流,應(yīng)考慮兩種情況:9.2.2無附接管件時(shí):9.2.2當(dāng)控制閥無附接管件時(shí):Qmax(L)=N1FLC··························································(2)注:對于無附接管件的閥,在阻塞流條件下足以產(chǎn)生流動(dòng)的最大壓差為:Δpmax(L)=F(p1?FFpv)···························································(3)9.2.3帶附接管件時(shí):當(dāng)控制閥帶附接管件時(shí):Qmax(LP)=N1FPC2················································(4)方程式(4)的通用式為:Qmax(LP)=N1FLPC······················································(5)注:對于帶附接管件的控制閥,阻塞流條件下足以產(chǎn)生流動(dòng)的最大壓差為:ΔPmax(LP)=2(p1?FFpv)·······················································(6)9.3流量系數(shù)C的計(jì)算流量系數(shù)C可按K或C來計(jì)算,N的適宜值見表3,它取決于所選系數(shù)和壓力的測量單位。用8.1得到的數(shù)據(jù),代入下面的方程式計(jì)算各次流量試驗(yàn)的C: C=····································································(7)對于規(guī)定溫度范圍內(nèi)的水,ρ/ρ=1。每一行程的流量系數(shù)應(yīng)該是三個(gè)試驗(yàn)值的算術(shù)平均值,圓整到不多于三位有效數(shù)字。用于計(jì)算平均值的每一個(gè)值應(yīng)在平均值的±2.5%范圍內(nèi)。9.4液體壓力恢復(fù)系數(shù)F和液體壓力恢復(fù)系數(shù)和管道幾何系數(shù)的復(fù)合系數(shù)F的計(jì)算9.4.1系數(shù)F和F可用8.2取得數(shù)據(jù)按下列方程式計(jì)算。9.4.2無附接管件時(shí):當(dāng)控制閥無附接管件時(shí):GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015Qmax(L)Qmax(L)ppoN1Cp1?FFpv.................................對于規(guī)定溫度范圍內(nèi)的水,ρ/ρ=1并且F=0.96。如果不使用淡水,應(yīng)使用該流體的ρ/ρ和F。9.4.3帶附接管件時(shí):當(dāng)控制閥帶附接管件時(shí):N1Cp1?FFpvFN1Cp1?FFpv對于規(guī)定溫度范圍內(nèi)的水,ρ/ρ=1并且F=0.96。如果不使用淡水,應(yīng)使用該流體的ρ/ρ和F。9.5管道幾何形狀系數(shù)F的計(jì)算用8.3取得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值,按下列公式計(jì)算:用8.3取得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值,按下列公式計(jì)算: 對于規(guī)定溫度范圍內(nèi)的水,ρ/ρ=1。9.6液體臨界壓力比系數(shù)F的計(jì)算按下列公式計(jì)算F:2..............................(4)這里p是入口溫度下流體蒸汽的壓力。試驗(yàn)樣品的CF采用8.2的標(biāo)準(zhǔn)方法確定。9.7雷諾數(shù)系數(shù)F的計(jì)算用8.5所述程序和式(12)得出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來獲得近似C值。這個(gè)C相當(dāng)于CF。因而用近似C除以控制閥在同一行程上按8.1規(guī)定的條件進(jìn)行試驗(yàn)得到的C,獲得F。 CFR=Qp/po....................................(5)N1Δp雖然可采用任何一種實(shí)驗(yàn)者認(rèn)為合適的方式使這些數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián),但是被證實(shí)能提供令人滿意的相互關(guān)系的方法都要用到控制閥雷諾數(shù),控制閥雷諾數(shù)由式(13)計(jì)算:19.8控制閥類型修正系數(shù)F的計(jì)算當(dāng)C/d>0.016N時(shí),用8.5獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù),按下式計(jì)算F:1)如果試驗(yàn)流體是單組分流體,則允許使用FF=0.96?0.28。GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015Q建議僅在額定行程下計(jì)算F。減小行程會(huì)發(fā)生明顯錯(cuò)誤。對于在額定行程時(shí)C/d≤0.016NF=................................(8)N31vFF=................................(8)d「2]Q1+N323試驗(yàn)應(yīng)在Re小于100或F小于0.26時(shí)進(jìn)行。F宜由至少3次試驗(yàn)的平均值加以確定。10可壓縮流體的試驗(yàn)程序10.1流量系數(shù)C的試驗(yàn)程序10.1.1確定流量系數(shù)C需要以下試驗(yàn)程序。試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)采用11.1的程序進(jìn)行評估。10.2.6提供了計(jì)算C的替代程序。10.1.2按照圖2的管道要求安裝無附接管件的試驗(yàn)樣品。10.1.3記錄測量數(shù)據(jù)前,應(yīng)注意確保通過試驗(yàn)樣品的流量和通過流量測量裝置的流量是相同的。用放空式試驗(yàn)裝置進(jìn)行可壓縮流體流量試驗(yàn)存在潛在問題,尤其是當(dāng)試驗(yàn)樣品的流通能力大于試驗(yàn)裝置的流通能力時(shí)。在這種情況下,放空的瞬態(tài)性質(zhì)會(huì)導(dǎo)致難以形成通過試驗(yàn)歧管的穩(wěn)態(tài)流。預(yù)防措施包括:1)允許有足夠的穩(wěn)定時(shí)間;2)盡可能減小試驗(yàn)樣品與流量測量裝置之間的距離(在兩種裝置安裝的允許范圍內(nèi)3)限定受試控制閥的最大流通能力。流量試驗(yàn)應(yīng)包括3種壓差下的流量測量。為了形成可認(rèn)為是不可壓縮的流動(dòng)條件,壓差比(x=Δp/p1)應(yīng)當(dāng)小于或等于0.02。還必應(yīng)確保流動(dòng)條件處于完全紊流的流動(dòng)狀態(tài)。各種試驗(yàn)條件下最小閥雷諾數(shù)ReV都宜達(dá)到105(見式(13))。注意,計(jì)算雷諾數(shù)宜使用實(shí)際體積流量。10.1.4應(yīng)通過流量試驗(yàn)確定:a)100%額定行程時(shí)的額定流量系數(shù)C;b)5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%和100%額定行程時(shí)的固有流量特性(任選)。注:為更完整地確定固有流量特性,還可以在小于5%額定行程的行程下進(jìn)行流量試驗(yàn)。10.1.5記錄下列數(shù)據(jù):a)控制閥行程;b)入口壓力p;c)上、下游取壓口的壓差(p-p);d)流體入口溫度T;e)體積流量Q;g)試驗(yàn)樣品的結(jié)構(gòu)描述(例如:閥類型、公稱通徑、公稱壓力、流向);h)試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)流體的描述;GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015b)偏離本文件規(guī)定的說明。10.2壓差比系數(shù)x和x的試驗(yàn)程序10.2.1對于Fγ=1(γ=1.4)的流體,x和x這兩個(gè)量是壓差與入口絕對壓力之比(Δp/p)。但當(dāng)使用Fγ不等于1的試驗(yàn)氣體時(shí)(只要按7.2規(guī)定γ在1.2≤γ≤1.6范圍內(nèi)根據(jù)式(23)和式(24)仍能求得這兩個(gè)值。在計(jì)算(給定無附接管件試驗(yàn)樣品的)x和(給定帶附接管件試驗(yàn)樣品的)x時(shí),還需要最大體積流量Q(稱之為阻塞流)。在固定的入口條件下,如果壓差增大而流量不再增加,這就證明一種替代程序。確定Q應(yīng)當(dāng)采用下列試驗(yàn)程序。10.2.2用5.2規(guī)定的試驗(yàn)段,試驗(yàn)樣品的行程為100%額定行程。還可有選擇地以其他閥行程進(jìn)行試驗(yàn),以便更充分了解在不同的閥行程上x和x可能發(fā)生的變化。10.2.3與試驗(yàn)樣品前后的壓差一樣,只要符合阻塞流的要求(10.2.4中規(guī)定)可以采用任何一種足以產(chǎn)生阻塞流的上游壓力。10.2.4下游節(jié)流閥應(yīng)處于全開位置,在預(yù)先選定的入口壓力下測量流量,并記錄入口壓力和出口壓力。本試驗(yàn)確定該試驗(yàn)系統(tǒng)中試驗(yàn)樣品的最大壓差(p1?p2)。在相同的入口壓力下,將壓差降低到第一次試驗(yàn)確定壓差的90%,進(jìn)行第二次試驗(yàn)。如果第二次試驗(yàn)的流量與第一次試驗(yàn)的流量相差不超過0.5%,就可將第一次試驗(yàn)測得的流量作為最大流量。否則,應(yīng)在較高的入口壓力下重復(fù)此試驗(yàn)。為了達(dá)到規(guī)定的準(zhǔn)確度,流量測量儀表的準(zhǔn)確度和重復(fù)性應(yīng)符合5.4的要求。這一系列試驗(yàn)應(yīng)在使用相同的儀表并且不改變試驗(yàn)裝置的條件下連續(xù)進(jìn)行。10.2.5記錄下列數(shù)據(jù):a)控制閥行程;b)入口壓力p;c)出口壓力p;d)流體入口溫度T;e)體積流量Q;g)試驗(yàn)樣品的結(jié)構(gòu)描述(例如:閥類型、公稱通徑、公稱壓力、流向);h)試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)流體的描述;i)偏離本文件規(guī)定的說明。10.2.6壓差比系數(shù)x和x及流量系數(shù)C的替代試驗(yàn)程序如果試驗(yàn)室無法用上述程序確定x值,可采用此替代試驗(yàn)程序。采用5.2規(guī)定的試驗(yàn)段,試驗(yàn)樣品的行程為100%額定行程(或其他的行程)。在預(yù)先選定的某個(gè)入口壓力下,對最少5個(gè)間隔恰當(dāng)?shù)膞值(壓差與入口絕對壓力之比)測量流量Q流體入口溫度T和下游壓力。根據(jù)這些數(shù)據(jù)點(diǎn),用下列方程式計(jì)算YC之積的值:N9p1xYC=QN9p1xGB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015Y=1?.....................................(10)=Y/1.4。試驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)繪在以(YC)對x的直角坐標(biāo)上,使線性曲線同數(shù)據(jù)重合。如果有任何一點(diǎn)與曲線的偏差大于5%,就要用附加試驗(yàn)數(shù)據(jù)來確認(rèn)樣品確實(shí)出現(xiàn)異常特征。樣品的C值從x=0,Y=1的曲線處獲取。至少應(yīng)有一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)(YC)滿足(YC)≥0.97(YC)的要求,其中(YC)對應(yīng)于x≈0。至少應(yīng)有一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)(YC)滿足(YC)≤0.83(YC)的要求。樣品的x應(yīng)從YC=0.667(YC)的曲線處獲取。如果采用本方法,應(yīng)加以說明。10.3管道幾何形狀系數(shù)F的試驗(yàn)程序管道幾何形狀系數(shù)F用于修正帶附接管件閥的流量系數(shù)C。系數(shù)F是在相同工作條件下試驗(yàn)時(shí),帶附接管件閥的C與無附接管件閥的C之比。驗(yàn)段的管道直徑。例如,DN100的閥裝在DN150管線的漸縮管和漸擴(kuò)管之間,將按DN150管線來確定取壓數(shù)據(jù)評估程序見11.5。10.4雷諾數(shù)系數(shù)F的試驗(yàn)程序?yàn)榱舜_定雷諾數(shù)系數(shù)F的值,應(yīng)通過試驗(yàn)閥產(chǎn)生非紊流流動(dòng)條件。如果C值用C表示時(shí)小于0.5,用K表示時(shí)小于0.43,通常只能采用可壓縮流體產(chǎn)生這種條件。不存在阻塞流,則認(rèn)為存在非紊流條件。為了獲得這種非紊流,試驗(yàn)樣品入口壓力應(yīng)小于:FCFp1max=0.035FCFdL單位是bar,但不會(huì)低于2bar(絕對壓力)。確定F的值要用無附接管件的閥安裝在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)段上進(jìn)行流量試驗(yàn)。在每個(gè)選定閥行程下通過改變?nèi)肟趬毫M(jìn)行足夠次數(shù)的試驗(yàn),以覆蓋從紊流到層流的整個(gè)范圍。數(shù)據(jù)評估程序見11.6。10.5控制閥類型修正系數(shù)F的試驗(yàn)程序控制閥類型修正系數(shù)F主要考慮閥內(nèi)件幾何形狀對雷諾數(shù)的影響。它被定義為特定流道的水力直徑與總流道面積等效圓直徑之比??刂崎y類型修正系數(shù)F應(yīng)在所需行程下測量。其值僅能在達(dá)到完全層流的條件下采用8.6所述試驗(yàn)程序進(jìn)行測量。完全層流被定義為/FR保持恒定,允差范圍在±5%的條件(通常Re值低于50)。數(shù)據(jù)評估程序見11.7。GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:201510.6小流量閥內(nèi)件的試驗(yàn)程序流量系數(shù)C小于0.05(C)或0.043(K)的閥內(nèi)件被定義為小流量閥內(nèi)件。要保證小流量閥內(nèi)件的流量系數(shù)是在完全紊流狀態(tài)下的流量系數(shù),入口壓力p應(yīng)不小于下式給出的值:p1=N21.....................................(12)dLFdL這里出口壓力小于0.3p。應(yīng)使用5.2的試驗(yàn)段,試驗(yàn)樣品的額定行程為100%。保持入口壓力不變,改變出口壓力獲得3個(gè)不同的流量。如果按公式(19)算出的入口壓力大于試驗(yàn)樣品的額定壓力,或者超出了試驗(yàn)設(shè)附錄D給出的適用的替代試驗(yàn)方法。數(shù)據(jù)評估程序見11.8。11可壓縮流體的數(shù)據(jù)評估程序11.1流量方程式可壓縮流體的基本流量方程式為:Q=N9FPCp1Y.................................(13)Y=1?x....................................(14)3FγxTFγ=Y/1.4。對于無附接管件閥的流量試驗(yàn),F(xiàn)=1。對于處理不同于空氣的氣體的控制閥,x的終值(即Fγx)應(yīng)在Fγx項(xiàng)中修正。在任何一種計(jì)算方程式或者與Y的關(guān)系式中,即使實(shí)際壓差比比較大,x的值仍應(yīng)保持在這個(gè)極限以內(nèi)。實(shí)際上,Y值的范圍可以從壓差很小時(shí)的將近1到阻塞流時(shí)的0.667(x=Fγx)。11.2流量系數(shù)C的計(jì)算流量系數(shù)C可按C或K來計(jì)算。N的適宜值見表3,它取決于所選系數(shù)和入口壓力的測量單位。用10.1獲得的數(shù)據(jù),并假設(shè)Y=1,以下列方程式計(jì)算各個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的流量系數(shù):MT1C=x QNMT1C=x..................................各行程的流量系數(shù)應(yīng)是3個(gè)試驗(yàn)值的算術(shù)平均值,圓整到不多于3位有效數(shù)字。用于計(jì)算平均值的各個(gè)數(shù)值應(yīng)在平均值±2.5%范圍內(nèi)。11.3壓差比系數(shù)x的計(jì)算C=.................................C=.................................GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015用10.2獲得的數(shù)據(jù)計(jì)算x。當(dāng)x=Fγx時(shí),則Q=Q且Y=0.667。XT=[0.]2[MZ] 如果用空氣作為試驗(yàn)介質(zhì),則Fγ=1,M=28.97kg/kmol且Z=1。當(dāng)式(23)采用與Q值有關(guān)的p和T的瞬時(shí)值時(shí),可達(dá)到較高準(zhǔn)確度。11.4壓差比系數(shù)x的計(jì)算用10.2獲得的數(shù)據(jù)計(jì)算x。當(dāng)x=Fγx時(shí),則Q=Q且Y=0.667。XTP=[0.P]2[MZ] 如果用空氣作為試驗(yàn)介質(zhì),則Fγ=1,M=28.97kg/kmol且Z=1。11.5管道幾何形狀系數(shù)F的計(jì)算用10.3獲得的平均值計(jì)算F。FP=C帶管件=···························································(25)如果用空氣作為試驗(yàn)介質(zhì),則M=28.97kg/kmol11.6可壓縮流體的雷諾數(shù)系數(shù)F的計(jì)算用10.4所述程序獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù),用式(26)獲得近似的C。這個(gè)C近似等同于CF,用近似的C除以標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下在同一行程上確定的受試控制閥的C的試驗(yàn)值,獲得F。CF=QMT1...............................(18)RN22Δp(p1+p2)盡管數(shù)據(jù)與任何一種試驗(yàn)方法都有關(guān)聯(lián),但是與采用控制閥雷諾數(shù)相關(guān)的試驗(yàn)方法被證實(shí)是令人滿意的,控制閥雷諾數(shù)按式(13)計(jì)算,其中F按11.8計(jì)算。11.7控制閥類型修正系數(shù)F的計(jì)算用10.5獲得的數(shù)據(jù),酌情用式(14)或(15)計(jì)算F值。11.8小流量閥內(nèi)件的流量系數(shù)C的計(jì)算用10.6獲得的數(shù)據(jù),按下列公式計(jì)算C并算出計(jì)算結(jié)果的平均值:QMT1QN220.75p1Δp表3數(shù)字常數(shù)N常數(shù)流量系數(shù)C公式單位KCQρTdνGB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015N1.00×108.65×108.65×10m/hm/hkg/mkg/m---N7.07×107.60×10m/h----N(t=0℃)2.46×102.46×102.12×102.12×10m/hm/h-KK--N(t=15℃)2.60×102.60×102.25×102.25×10m/hm/h-KK--N8.65×10-----N1.30×101.30×101.40×101.40×10-----N(t=0℃)1.73×101.73×101.50×101.50×10m/hm/h-KK--N(t=15℃)1.84×101.84×101.59×101.59×10m/hm/h-KK--N4.02×104.65×10-----N1.28×109.00×10m/h----N2.10×101.90×10m/h----N1.40×101.27×10-----注:表中的數(shù)字常數(shù)和表中實(shí)際公制單位同時(shí)使用就能得出規(guī)定單位的流量系數(shù)。GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015標(biāo)明取壓口適當(dāng)位置的各種試驗(yàn)樣品典型示例使用時(shí),控制閥安裝在各種不同的配置中。圖A.1描述了幾種常見的配置和相關(guān)的取壓口位置。圖A.1標(biāo)明取壓口適當(dāng)位置的試驗(yàn)樣品典型實(shí)例應(yīng)該注意的是,本文件給出的所有程序和數(shù)據(jù)簡化方程都假設(shè)上游和下游取壓口的位置處在同一GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015批注[批注[王3]:核對GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015工程數(shù)據(jù)本文件中計(jì)算使用的工程數(shù)據(jù)見下列表格。流體特性見表B.1(淡水)和表B.2(空氣)。管道幾何形狀數(shù)據(jù)見表B.3。表B.1水的特性溫度密度比?動(dòng)力粘度運(yùn)動(dòng)粘度℃ρ/ρcPcStm/s51.5182E-061.3063E-06201.0034E-06250.9979430.89010.89278.9272E-070.9965440.79730.80088.0083E-070.9949260.71930.72367.2363E-07400.65300.65816.5810E-07圖B.1水的動(dòng)力粘度注1:將動(dòng)力粘度轉(zhuǎn)換成運(yùn)動(dòng)粘度,可除以ρ。注2:將厘斯轉(zhuǎn)換成m/s,可乘以1×10。表B.2空氣的特性溫度絕對粘度GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015℃cPPa*s50.017261.723E-050.017501.750E-050.017741.774E-05200.017981.798E-05250.018221.822E-050.018471.847E-050.018711.871E-05400.018951.895E-05注1:將厘斯轉(zhuǎn)換成m/s,可乘以1×10。注2:計(jì)算運(yùn)動(dòng)粘度,可使用下列方程式:v=NvμTpν——運(yùn)動(dòng)粘度;Nν——轉(zhuǎn)換常數(shù),取決于所用單位(見下文μ——絕對(動(dòng)力)粘度;T——空氣的絕對溫度;p——空氣的絕對壓力。不同控制閥類型的閥系數(shù)典型值可參見GB/T17213.2—2017的附錄D。表B.3試驗(yàn)段管道公稱通徑管道外徑mm公稱管壁厚度mmSchedule40mm第1列第2列第3列第4列2.3*2.3121.32.8*2.772026.92.9*2.872533.73.23.3842.43.63.564048.33.63.6860.34.03.9176.15.088.95.65.49GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:20156.36.026.36.55200219.18.0250273.09.27300323.9注1:第2列不適用于按ISO7-1加工螺紋的管子。這類管子見ISO65。注2:第2和第3列的尺寸均來自ISO4200。注3:第3列除了標(biāo)有星號的以外,對應(yīng)于ISO4200:1991的F系列的表1,標(biāo)有星號的厚度與Schedule40僅差0.1mm。這些厚度適用于PN100及以下的等級。注4:第4列的厚度適用于Class600及以下的等級,相當(dāng)于Schedule40轉(zhuǎn)換成毫米。注5:DN65的管道外徑取自ISO4200,相當(dāng)于第3列的5.0mm公稱管壁厚度。其他參考文件所示的管道外徑值為73.0mm,這相當(dāng)于第4列中的公稱管壁厚度5.16mm。GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015控制閥類型修正系數(shù)F的推導(dǎo)除了以下變量外,附錄C中的所有變量都已在本部分中定義:A——單流道縮流斷面的面積,單位為平方毫米;d——單流道的水力直徑,單位為毫米;d——圓型流道的內(nèi)徑(見圖C.1),單位為毫米;d——總流道面積的等效圓直徑,單位為毫米;D——閥座孔直徑(見圖C.1和圖C.2),單位為毫米;I——單流道的濕周,單位為毫米;N——閥內(nèi)件獨(dú)立和相同流道的數(shù)量,無量綱;α——截流件的角位移(見圖C.2),單位為度;β——截流件的最大角位移(見圖C.2),單位為度;ζ——漸近速度系數(shù),無量綱;μ——流出系數(shù),無量綱。控制閥類型修正系數(shù)F的定義為額定行程下C/d>0.016N時(shí)的d/d比,可通過流量試驗(yàn)用下列方程式取得:(錯(cuò)誤!使用“開始”選項(xiàng)卡將附錄標(biāo)識(shí)d2(錯(cuò)誤!使用“開始”選項(xiàng)卡將附錄標(biāo)識(shí)4應(yīng)用于要在此處顯示的文字。.1)對于C/d=0.016N的控制閥,F(xiàn)按F=N31VFL2FR2(錯(cuò)誤!使用“開始”選項(xiàng)卡將附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)dQN3223+1和N的值見表C.1。單流道的水力直徑d按下式確定:4A oIdH=GB/T17213.94A oIdH=w總流道面積的等效圓直徑由下式給出:do=(錯(cuò)誤!使用“開始”選項(xiàng)卡將附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用于根據(jù)制造商圖紙中給出的尺寸,可以相當(dāng)準(zhǔn)確地估算F。對于單閥座拋物線型閥塞(流開)(見圖C.1),其控制閥類型修正系數(shù)可按式(C.3)計(jì)算。根據(jù)達(dá)西方程(Darcy'sequationA的面積按下式計(jì)算:附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用于要附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用于要的值見表C.1。 do= (錯(cuò)誤!使用“開始”選項(xiàng)卡將附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用于 =π4N23CFL=πdo=4do=IwI(錯(cuò)誤!使用“開始”選項(xiàng)卡將附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用于= 4N23CFL=π(Do+di)GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015dddo4N23CFLπ(Do+di)π(Do+di)4N23CFLπDo+di其中,di隨著流量系數(shù)而變化。當(dāng)N23CFL=Do2.,可以認(rèn)為直徑di=0。C值較低時(shí),di=Do。因此:FdN23CFLDN23CFLDo o=.(錯(cuò)誤!使用“開始”選項(xiàng)卡將附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)F最大為1.0。對于擺式穿越蝶閥(swing-throughbutterflyvalve),見圖C.2。有效孔徑被假定為閥板與閥體孔之間的流道面積中流出的兩個(gè)射流之一的水力直徑,因此N=2。阻塞流或聲速流條件下的流量系數(shù)C如下式所示:N23CFL=ζB1假設(shè)接近速度系數(shù)ζ=1,使μ=0.7,μ=0.7,將式(C.6)代入式(C.12),可得下式:且對于回轉(zhuǎn)蝶閥,因?yàn)棣?90°:0.55D(1?0.55D(1?sina)(錯(cuò)誤!使用“開始”選項(xiàng)卡將附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用ooNododo=GB/T60534-2-3:201517213.9—201X/GB/T60534-2-3:2015然而,由于存在兩個(gè)平行的相等流道面積,附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用Ao=0.275D(1?sina)附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用4AN4ANπ附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用=0.837Do4Ado=o4A0.59πDo附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用=0.59Do0.59πD被當(dāng)作供射流收縮和輪轂的每個(gè)半圓的濕周I。Fd=dHdo附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用于附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用于表C.1數(shù)值常數(shù)N常數(shù)數(shù)值公式單位QDνN--Nm/hm/sNm/hm/s注:使用本表提供的數(shù)值常數(shù)和表中規(guī)定的實(shí)用公制單位,可形成以指定單位表示的流量系數(shù)。GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015圖C.1單閥座拋物線型閥塞(流開)圖C.2擺式穿越蝶閥(swing-throughbutterflyvalve)GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015層流試驗(yàn)探討流量系數(shù)C(C,K)通常在完全紊流條件下確定和測量。然而,建立合適的流動(dòng)條件來測量極低流量閥內(nèi)件的流量系數(shù)是很困難的,尤其是當(dāng)系數(shù)的量級為0.01或更小時(shí)則更為困難。雖然人們一致認(rèn)為,這種閥的非紊流可以預(yù)測,但目前行業(yè)內(nèi)還缺乏一種普遍接受的方法。由此可見,測量本文件所定義的系數(shù)的方法存在多樣性。流量試驗(yàn)的條件和流體的優(yōu)先順序是:b)紊流、可壓縮介質(zhì);c)紊流阻塞流、可壓縮介質(zhì);d)層流、可壓縮介質(zhì)。除了ANSI/ISA-75.01.01-2012外,本文件末尾的參考文獻(xiàn)為有興趣的讀者列出了幾個(gè)參考資料。(錯(cuò)誤!使用“開始”選項(xiàng)卡將附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用于(錯(cuò)誤!使用“開始”選項(xiàng)卡將附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用于Q=N1Cp1?FFpvGB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015全壓差F試驗(yàn)程序E.1總則E.1以下描述了液體壓力恢復(fù)系數(shù)F的另一種評估方法,本文件中將該方法稱為“全壓差”法。這種方法擴(kuò)展了用于確定F值的數(shù)據(jù)集。其優(yōu)點(diǎn)是,它呈現(xiàn)出整個(gè)壓降比范圍內(nèi)更全面的流動(dòng)特性。這些結(jié)果可以揭示有關(guān)控制閥運(yùn)行狀況的重要信息,簡化的“標(biāo)準(zhǔn)”版本試驗(yàn)方法可能無法提供這些信息。E.2試驗(yàn)程序E.2.1按照第5章的規(guī)定將試驗(yàn)樣品安裝在試驗(yàn)系統(tǒng)中。試驗(yàn)應(yīng)采用7.1規(guī)定的不可壓縮試驗(yàn)流體。所有數(shù)據(jù)應(yīng)按照8.1.5的規(guī)定收集并記錄。E.2.2控制閥行程應(yīng)設(shè)定為所需的值,根據(jù)8.2.3所述程序確定最大流量和壓差。E.2.3確定附加試驗(yàn)壓差,例如在整個(gè)試驗(yàn)壓差范圍內(nèi)(E.2.2確定的零到最大壓差)均勻分布10到15個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。從阻塞流條件開始,按遞減順序在每一個(gè)壓差下建立穩(wěn)態(tài)流并記錄數(shù)據(jù)。E.2.4如果試驗(yàn)過程由于任何原因被中斷,則應(yīng)通過超出目標(biāo)值至少10%,并將壓降降至所需值來建立恢復(fù)試驗(yàn)時(shí)的初始試驗(yàn)壓差。E.2.5原始數(shù)據(jù)應(yīng)按E.3的規(guī)定簡化,并按需要進(jìn)行附加試驗(yàn),以充分確定試驗(yàn)樣品的流動(dòng)剖面。尤其是,額外的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)在所得曲線上的拐點(diǎn),或者高曲率區(qū)域附近收集。E.3圖解數(shù)據(jù)簡化E.3.1通過確定下列不可壓縮體積流量方程的共壓差解確定F的數(shù)值。opopp不可壓縮阻塞流方程:附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用于要在Q=Qc附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用于要在此值替換成定義的F表達(dá)式:應(yīng)用于F=L應(yīng)用于F=LGB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015FL=(錯(cuò)誤!使用“開始”選項(xiàng)卡將附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)流量數(shù)據(jù)的分析方式以確定阻塞流量Q的典型值,和式(E.4)中不可壓縮流量系數(shù)C值。本文用圖形表示這一過程,來說明數(shù)據(jù)簡化的原理。一般認(rèn)為,可以使用多種回歸模式自動(dòng)執(zhí)行這個(gè)過程。E.3.2試驗(yàn)結(jié)果宜用圖形表示,如圖E.1所示,繪制成流量Q與所施加壓差的平方根的坐標(biāo)圖。A阻塞流區(qū)域B線性、不可壓縮區(qū)域圖E.1典型流量試驗(yàn)結(jié)果E.3.3根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和記錄的Q值確定代表阻塞流量的直線(圖E.1的A線)。E.3.4確定代表流量曲線中不可壓縮部分的第二條直線(圖E.1的B線)。這條線應(yīng)該穿過圖的原點(diǎn),并代表整個(gè)不可壓縮區(qū)域的數(shù)據(jù)。這條線的斜率相當(dāng)于不可壓縮流量系數(shù)C。按照8.1確定的C值也可用于確定曲線的斜率。E.3.5從圖形分析得到的Q和C值按式(E.4)計(jì)算F值。注:F值和用于評估F的C值構(gòu)成一對配對值。公布的F數(shù)據(jù)值宜與公布的C值相吻合。GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015計(jì)算F,以幫助確定管道/閥門端口直徑是否匹配注:“端口”一詞在下面討論中指“閥的入口或出口通道的開口”,見ANSI/ISA-75.05.01-2000正如5.2中提到的,閥和管道端口的直徑應(yīng)該足夠匹配,以免在計(jì)算中引入重大誤差。當(dāng)然,其最常見的目的是上游和下游管道的直徑與閥門相同。如果需要某一閥/管道配置的部分或全部管道的直徑與閥不相同,需做的一件工作是計(jì)算8.3所述的管道幾何形狀系數(shù)F;否則上游和下游管道應(yīng)該匹配。使用普通管徑和壁厚(schedules)時(shí),管道和閥端口內(nèi)徑匹配通常并不困難,但在某些情況下,比如在測試一個(gè)端口內(nèi)徑較小壓力非常高的閥時(shí),就可能需要使用特殊的管道。本文件規(guī)定了一種方法來確定管道內(nèi)徑是否匹配。5.2規(guī)定,使用GB/T17213.2-2017給出(為方便使用在下面列出)的公式計(jì)算,管道幾何形狀系數(shù)的估算值應(yīng)在0.99~1.01范圍內(nèi),即0.99≤F≤1.01。F按下式計(jì)算:FP=1(錯(cuò)誤!使用“開始” 2式中,∑ζ是上游和下游的伯努利系數(shù)和損失系數(shù)之和。這兩個(gè)系數(shù)用下列式(F.2)至式(F.6)計(jì)算,這些公式改編自IEC60534-2-1:2011的式(16)至式(20)。Σζ=ζ1+ζ2+ζB1?ζB2(錯(cuò)誤!使用“開始”選項(xiàng)卡將附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)ζB1=1?4(錯(cuò)誤!使用“開始”選項(xiàng)卡將附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用于ζB2=1?4(錯(cuò)誤!使用“開始”選項(xiàng)卡將附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用于ζ1=0.51?22(錯(cuò)誤!使用“開始”選項(xiàng)卡將附錄標(biāo)識(shí)應(yīng)用GB/T17213.9—201X/IEC60534-2-3:2015下標(biāo)1或2分別表示上游或下游的系數(shù)。注意,此處為確定F,控制閥直徑d應(yīng)該是相關(guān)閥端口的實(shí)際內(nèi)徑,而不是控制閥的公稱通徑。管道直徑D和D是管道的內(nèi)徑。根據(jù)本文件進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),有兩種情況是最常見的:(1)上游和下游管道內(nèi)徑相同并大于控制閥端口的內(nèi)徑;(2)上游管道內(nèi)徑與控制閥內(nèi)徑相同但下游管道內(nèi)徑大于控制閥內(nèi)徑。表F.1和表F.2按d/D與C之比列出了這兩種情況下的F系數(shù)。d2N2請注意,所顯示的位數(shù)較多是用來幫助驗(yàn)證人工或計(jì)算機(jī)計(jì)算的,并不意味著準(zhǔn)確度高。表F.1上游和下游管徑相同的FP值d2 N N2d/D或d/D10.950.90.850.80.0510.9999820.9999320.9998560.9997570.110.9999290.9997290.9994230.9990290.210.9997150.9989190.9976980.996
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