ГОСТ 32974-2014 Вакуумная технология. Стандартные методы измерения характеристик вакуумных насосов. Часть 2. Вакуумные насосы объемного действия (с Поправкой).
ГОСТ 32974-2014
(ISO 21360-2:2012)
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Вакуумная технология
СТАНДАРТНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ВАКУУМНЫХ НАСОСОВ
Часть 2
Вакуумные насосы объемного действия
Vacuum technology. Standard methods for measuring vacuum-pump performance. Part 2. Positive displacement vacuum pumps
МКС 23.160
Дата введения 2015-09-01
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 Открытым акционерным обществом "Вакууммаш" (ОАО "Вакууммаш") на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 5
2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК249 "Вакуумная техника"
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 20 октября 2014 г. N 71-П)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по 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 |
Россия | RU | Росстандарт |
Таджикистан | TJ | Таджикстандарт |
(Поправка. ИУС N 3-2022).
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 мая 2015 г. N 449-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32974-2014 (ISO 21360-2:2012) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2015 г.
5 Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту ISO 21360-2:2012* Vacuum technology - Standard methods for measuring vacuum-pump performance - Part 2: Positive displacement vacuum pumps (Вакуумная технология. Стандартные методы измерения характеристик вакуумных насосов. Часть 2. Вакуумные насосы объемного действия), путем внесения дополнительных положений, что обусловлено необходимостью учета потребностей национальной экономики и особенностей российской национальной стандартизации.
Дополнительные положения и требования, а также сноски, включенные в текст настоящего стандарта для учета потребностей национальной экономики и особенностей российской национальной стандартизации, выделены курсивом*.
Международный стандарт разработан техническим комитетом по стандартизации ISO/TC 112 "Вакуумная техника" международной организации по стандартизации (ISO).
Перевод с английского языка (en).
Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, имеются во ФГУП "Стандартинформ".
Степень соответствия - модифицированная (MOD)
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты" (по состоянию на 1 января текущего года), а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае 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
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 3, 2022 год, введенная в действие с 12.10.2021
Введение
Настоящий стандарт содержит требования и информацию по методам измерения технических характеристик вакуумных насосов объемного действия. Настоящий стандарт дополняет [1], в котором приведены общие положения по измерению характеристик вакуумных насосов.
Приведенные в этом документе методы широко применяются в существующих международных стандартах. Цель настоящего стандарта - объединить соответствующие методы измерения технических характеристик вакуумных насосов объемного действия. Настоящий стандарт является приоритетным в случае возникновения противоречий с [1].
Целью настоящего стандарта является установление минимальных требований к поставщику/изготовителю, которые должны соблюдаться им для заявления о соответствии настоящему стандарту.
Международный стандарт ISO 21360 состоит из следующих частей под общим наименованием "Вакуумная технология. Стандартные методы измерения характеристик вакуумных насосов":
- Часть 1. Общие положения;
- Часть 2. Вакуумные насосы объемного действия.
Пользователи настоящего стандарта должны учитывать, что помимо требований, предусмотренных настоящим стандартом, для индивидуальных случаев применения могут потребоваться дополнительные требования. Настоящий стандарт не запрещает поставщику/изготовителю предлагать, а пользователю/заказчику использовать альтернативное оборудование или инженерные решения. Это может в частности быть применимо к инновационным и разрабатываемым технологиям. Если предлагаются альтернативные технологии, то поставщик/изготовитель несут ответственность за указание любых отклонений от требований данного стандарта и сообщение подробностей.
В настоящий стандарт внесено следующее редакционное изменение: введен раздел 5 "Требования безопасности", изменение выделено курсивом.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на механические вакуумные насосы объемного действия (далее - насосы).
Стандарт устанавливает требования к методикам измерений быстроты действия, базового давления, наибольшего давления паров воды, потребляемой мощности и минимальной температуры запуска насосов объемного действия, которые осуществляют выхлоп газа при атмосферном давлении, с предельным давлением обычно менее 10 кПа.
В настоящем стандарте необходимо использовать определения быстроты действия и базового давления, приведенные в [1].
Настоящий стандарт также применяется при проведении испытаний других типов насосов, выпускающих газ при атмосферном давлении.
2 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по [1], а также следующие термины с соответствующими определениями:
2.1 газобалластное устройство (gas ballast device): Устройство напуска газа или воздуха в рабочий объем насоса.
Примечание - В случае отсутствия проблем с конденсацией водяных паров, например, при использовании установки для разделения масла и воды, максимальное давление водяных паров является допустимым.
2.3 производительность по водяным парам (water vapour capacity): Количество воды, которое может проходить через насос без образования конденсата за единицу времени.
Примечание - Для каждого вещества давление насыщенных паров зависит от температуры.
2.6 температура насыщенного водяного пара (water vapour saturation temperature): Температура, соответствующая давлению насыщенных водяных паров.
2.7 энергия сжатия (compression energy): Энергия, необходимая для сжатия объема газа.
3 Обозначения
В настоящем стандарте применены следующие условные обозначения:
- коэффициент повышения давления при открытии выпускного клапана | |
- относительная влажность воздуха, % | |
к | - показатель адиабаты |
L | - энергия молярного испарения, Дж/моль |
Р | - потребляемая мощность насоса при предельном остаточном давлении с указанной частотой вращения, Вт |
Р | - потребляемая мощность насоса при предельном остаточном давлении с указанной частотой вращения с максимально открытым газобалластным устройством, Вт |
Р | - максимальная потребляемая мощность насоса с указанной частотой вращения, Вт |
р | - атмосферное давление, Па |
р | - парциальное давление воздуха в выхлопном газе, Па |
р | - парциальное давление водяного пара в атмосферном воздухе, Па |
р | - парциальное давление воздуха в атмосфере, Па |
p | - наибольшее давление паров воды, Па |
p | - давление насыщенного водяного пара, Па |
р | - давление насыщенного водяного пара при температуре T , Па |
q | - быстрота действия насоса, м /с |
q | - расход воздуха через газобалластное устройство, м /с |
R | - универсальная газовая постоянная: R=8,3143, Дж/(моль·К) |
T | - температура, соответствующая р , К |
Т | - температура окружающей среды, °С |
Т | - температура выхлопных газов насоса, °С |
Т | - температура выхлопных газов при нулевой производительности, К |
T | - скорректированное значение температуры выхлопных газов насоса, К |
T | - температура насыщенных выхлопных газов, зависящая от давления на входе р , К |
V | - объем сжимаемого газа, м |
V | - рабочий объем газобалластного устройства, м |
V | - рабочий объем, м |
W | - энергия адиабатического сжатия, Дж |
W | - энергия адиабатического сжатия для водяных паров, Дж |
W | - энергия адиабатического сжатия для воздуха, Дж |
W | - поправочный коэффициент для температуры выхлопных газов насоса. |
4 Методы испытаний
4.1 Измерение быстроты действия
4.1.1 Методика проведения измерений
Методики проведения измерений быстроты действия насоса приведены в [1], подразделы 5.1 и 5.3. Для измерения быстроты действия должны применяться методика постоянного потока или методика постоянного объема. Если не указаны иные, то следует использовать указания и экспериментальные установки, приведенные в [1].
4.1.2 Методика постоянного потока
Стандартной методикой является методика постоянного потока. Она может быть использована для всех насосов, на которые распространяется настоящая часть стандарта.
4.1.3 Методика постоянного объема
4.1.4 Рабочие условия
Подсоединяют насос к экспериментальной установке и запускают его. Перед началом измерений насос должен проработать до достижения им обычной рабочей температуры. Частота вращения не должна отличаться от номинальной более чем на ±3%.
Если испытуемый насос использует газобалластное устройство, то быстрота действия должна измеряться сначала без, а затем с газобалластным устройством.
Температура окружающей среды - в соответствии с [1].
4.2 Измерение базового давления
Измерение базового давления приведено в [1], подраздел 5.4. Измерение осуществляется на экспериментальной установке, указанной в [1], раздел 5. Измерение сначала проводится без, а потом - с газобалластным устройством. Измерения можно проводить в любой последовательности, если это не оказывает влияния на результат измерений.
4.3 Измерение наибольшего давления паров воды
Наибольшее давление паров воды определяется как максимальное давление чистых водяных паров на входе в насос. Существует несколько методик измерения наибольшего давления паров воды (Па). Пример методики измерения наибольшего давления паров воды приведен в приложении А.
Также существует несколько методик измерений производительности по водяным парам (кг/с). Пример преобразования значения наибольшего давления паров воды в значение производительности по водяным парам указан в [2] (стр.331).
См. также [2] (стр.329-333) и [3] (стр.60).
4.4 Измерение потребляемой мощности
4.4.1 Общие положения
Потребление мощности насосом зависит от значения впускного давления и изменяется при использовании газобалластного устройства. Потребляемая мощность должна измеряться при следующих условиях: при измерении предельного давления насоса с газобалластным устройством и без него, и при максимальной потребляемой мощности на соответствующем впускном давлении. Максимальная потребляемая мощность достигается тогда, когда насос работает при максимальной необходимой электрической мощности.
Примечание - Существует ряд насосов, которые не могут постоянно работать при максимальной потребляемой мощности.
4.4.2 Условия измерения
Частота вращения должна находиться в диапазоне, устанавливаемом производителем. Если нет ограничений, то она не должна отклоняться от указанной частоты вращения более чем на ±3%.
4.4.3 Порядок измерений
Устанавливают устройство измерения потребляемой электрической мощности между источником питания и насосом. Измеряют реальную потребляемую мощность с использованием этого устройства. Если насос имеет электронный источник питания, то допускается установка частотных фильтров.
Значение тока следует измерять также, как и потребляемую мощность.
4.5 Минимальная температура запуска
Минимальная температура запуска - это температура, при которой двигатель запускает насос при атмосферном давлении на входе. Охлаждают вакуумный насос, заполненный рабочей жидкостью, указанной производителем, до самой низкой температуры запуска, указанной производителем. Если минимальная температура запуска не указана, охлаждают до температуры 12°С. Перед началом запуска измеряют температуру насоса. Если используется какое-либо электронное оборудование, подключенное к насосу, то следует удостовериться, что на его компонентах не конденсируется влага.
Затем запускают насос, он должен набрать 80% своей номинальной частоты вращения в течение 10 мин.
Для насосов, запуск которых осуществляется под вакуумом на входе насоса, температура запуска должна быть не более 18°С.
4.6 Погрешности измерения
Погрешности измерения определяются в соответствии с [1].
5 Требования безопасности
При проведении измерений необходимо соблюдать предъявляемые к вакуумным насосам требования безопасности, которые изложены в [4].
Приложение А
(справочное)
Измерение наибольшего давления паров воды
А.1 Измерение наибольшего давления паров воды
А.1.1 Общие положения
В случае, когда пары, в особенности - водяные, проходят через вакуумный насос, они могут конденсироваться внутри него до того момента, когда выпускной клапан откроется и выпустит их в атмосферу. Конденсат смешивается с рабочей жидкостью внутри насоса и повторно испаряется в процессе всасывания насоса. Это приводит к возрастанию базового давления насоса и может вызвать коррозию. Для того, чтобы избежать появления конденсата, воздух или иной неконденсирующийся газ подается в насос через особый канал в газобалластном устройстве, который может закрываться клапаном.
Откачка насосом водяных паров может привести к увеличению потребляемой мощности и повышению температуры некоторых типов насосов, что ведет к возрастанию давления насыщенных паров, которое определяет значение наибольшего давления паров воды.
А.1.2 Установка для испытаний
См. рисунки А.1 и А.2.
Рисунок А.1 - Схема установки для измерения наибольшего давления паров воды
Рисунок А.2 - Угловой патрубок для измерения температуры и давления на выходе из насоса (пример)
А.1.3 Определение наибольшего давления паров воды
Формула для определения наибольшего давления паров воды
Для получения большей точности формула (А.1) используется следующим образом:
где L - энергия молярного испарения;
R - универсальная газовая постоянная;
ВАЖНО: Формула (А.7) действительна только для постоянного значения энергии молярного испарения в используемом диапазоне температур.
Рисунок А.3 - График зависимости температуры выхлопных газов и температуры насыщенных водяных паров от впускного давления (пример)
А.1.4 Методика измерения
А.1.5 Оценка измерения
1000 | 0,8497 |
200 | 0,8875 |
100 | 0,9034 |
50 | 0,9189 |
20 | 0,9389 |
10 | 0,9535 |
А.1.6 Погрешность измерений
г) энергия молярного испарения L;
д) содержание воды в воздухе напускаемого в измерительную камеру;
Приложение Б
(справочное)
Расчет наибольшего давления паров воды
Расчет потока пара на входе в насос за один цикл хорошо аппроксимируется законами для идеального газа:
Закон Бойля-Мариотта воздушного газобалластного устройства:
Таким образом следует:
Давление открытия выпускного клапана:
Отсюда следует:
или
Формула для расчета наибольшего давления паров воды (см. [2] стр.247):
Приложение В
(справочное)
Давление насыщенных водяных паров
Таблица В.1 - Давление насыщенных водяных паров
T , К | p , Па | T , К | p , Па |
273 | 603,6 | 313 | 7314,5 |
274 | 649,1 | 314 | 7714,0 |
275 | 697,5 | 315 | 8132,1 |
276 | 749,1 | 316 | 8569,7 |
277 | 804,0 | 317 | 9027,4 |
278 | 862,4 | 318 | 9506,0 |
279 | 924,6 | 319 | 10006,3 |
280 | 990,7 | 320 | 10529,0 |
281 | 1060,9 | 321 | 11075,1 |
282 | 1135,4 | 322 | 11645,3 |
283 | 1214,6 | 323 | 12240,6 |
284 | 1298,5 | 324 | 12861,8 |
285 | 1387,5 | 325 | 13509,7 |
286 | 1481,8 | 326 | 14185,5 |
287 | 1581,7 | 327 | 14889,9 |
288 | 1687,5 | 328 | 15624,1 |
289 | 1799,4 | 329 | 16389,0 |
290 | 1917,7 | 330 | 17185,6 |
291 | 2042,9 | 331 | 18015,0 |
292 | 2175,1 | 332 | 18878,4 |
293 | 2314,8 | 333 | 19776,8 |
294 | 2462,2 | 334 | 20711,4 |
295 | 2617,8 | 335 | 21683,3 |
296 | 2782,0 | 336 | 22693,6 |
297 | 2955,0 | 337 | 23743,8 |
298 | 3137,4 | 338 | 24834,9 |
299 | 3329,5 | 339 | 25968,2 |
300 | 3531,8 | 340 | 27145,1 |
301 | 3744,7 | 341 | 28367,0 |
302 | 3968,7 | 342 | 29635,1 |
303 | 4204,3 | 343 | 30950,9 |
304 | 4452,0 | 344 | 32315,7 |
305 | 4712,3 | 345 | 33731,1 |
306 | 4985,6 | 346 | 35198,5 |
307 | 5272,7 | 347 | 36719,3 |
308 | 5573,9 | 348 | 38295,2 |
309 | 5889,9 | 349 | 39927,8 |
310 | 6221,4 | 350 | 41618,6 |
311 | 6568,9 | 351 | 43369,2 |
312 | 6933,0 | 352 | 45181,4 |
Приложение ДА
(рекомендуемое)
Сравнение структуры международного стандарта со структурой межгосударственного стандарта
Таблица ДА.1
Структура международного стандарта ISO 21360-2:2012 | Структура межгосударственного стандарта | ||
Раздел 2 | - | ||
Раздел 3 | Раздел 2 | ||
Раздел 4 | Раздел 3 | ||
Раздел 5 | Раздел 4 | ||
Подраздел | Пункт | Подраздел | Пункт |
5.1 | 5.1.1 | 4.1 | 4.1.1 |
| 5.1.2 |
| 4.1.2 |
| 5.1.3 |
| 4.1.3 |
| 5.1.4 |
| 4.1.4 |
5.2 | - | 4.2 | - |
5.3 | - | 4.3 | - |
5.4 | 5.4.1 | 4.4 | 4.4.1 |
| 5.4.2 |
| 4.4.2 |
| 5.4.3 |
| 4.4.3 |
5.5 | - | 4.5 | - |
5.6 | - | 4.6 | - |
- | Раздел 5 | ||
Примечания
1 Сравнение структур стандартов приведено начиная с раздела 2, так как предыдущие разделы стандарта и их иные структурные элементы (за исключением предисловия) идентичны.
2 В межгосударственный стандарт был добавлен раздел 5 "Требования безопасности".
|
Библиография
[1] | ISO 21360-1:2012 | Vacuum technology. Standard methods for measuring vacuum-pump performance. Part 1. General description (Вакуумная технология. Стандартные методы измерения характеристик вакуумных насосов. Часть 1. Общие положения) |
[2] | Справочник по вакуумной технологии под редакцией JOUSTEN K., перевод Benjamin Nakhosteen С, г.Вайнхайм: издательство Wiley-VCH, 2008 г., 1002 стр. | |
[3] | Naser, K.Н. Физическая химия для технологов и инженеров, 3-е издание, г.Лейпциг:, 1960, 428 стр. | |
[4] | EN 1012-2:1996 | Compressor and vacuum pumps. Safety precautions. Part 2. Vacuum pumps (Компрессоры и вакуумные насосы. Требования безопасности. Часть 2. Вакуумные насосы) |
УДК 621:006:354 | МКС 23.160 |
Ключевые слова: насосы вакуумные объемного действия, базовое давление, быстрота действия, наибольшее давление паров воды, давление насыщенных паров, потребляемая мощность, энергия сжатия |