新舊版本標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7784技術(shù)變化研究

郝詠冰，喬金宇，宋龍波

（淄博市機(jī)電泵類(lèi)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院，山東淄博 255200）

0 引言

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7784-2018《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》于2019年7月1日正式實(shí)施，該新版標(biāo)準(zhǔn)與舊版標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7784-2006《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》相比，主要的技術(shù)變化有：對(duì)測(cè)試精度進(jìn)行了分級(jí)；在質(zhì)量法和容積法測(cè)量流量時(shí)，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的誤差進(jìn)行了修正；對(duì)泵的排出壓力計(jì)算公式、吸入壓力計(jì)算公式和凈正吸入壓頭計(jì)算公式進(jìn)行了修正；試驗(yàn)介質(zhì)和性能試驗(yàn)泵的轉(zhuǎn)速的適用范圍都有所擴(kuò)大；對(duì)“試驗(yàn)地點(diǎn)”和“試驗(yàn)類(lèi)型”做出了進(jìn)一步明確，諸如“試驗(yàn)人員”、“試驗(yàn)設(shè)備”和“試驗(yàn)大綱”等試驗(yàn)要素，都是新增內(nèi)容；進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)試驗(yàn)裝置的要求。以上6個(gè)方面是除了編輯性修改外，GB/T 7784-2018與GB/T 7784-2006在技術(shù)方面的主要變化。本文重點(diǎn)對(duì)前4種技術(shù)變化進(jìn)行分析研究。

1 測(cè)試精度分級(jí)

與舊版GB/T 7784-2006《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》相比，新版GB/T 7784-2018《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》中第一章增加了對(duì)兩種測(cè)量等級(jí)的描述，具體描述為：“1級(jí)適用于較高精度的試驗(yàn)，2級(jí)適用于一般精度的試驗(yàn)，兩種測(cè)量精度等級(jí)包含了不同的容差系數(shù)值、容許波動(dòng)值和測(cè)量誤差限”[2]。

本文認(rèn)為：為了對(duì)測(cè)量結(jié)果的精度進(jìn)行有效區(qū)分，必須對(duì)測(cè)量過(guò)程的精度進(jìn)行有效區(qū)分，對(duì)各參量的容許波動(dòng)范圍和不確定度容許值進(jìn)行分級(jí)，這樣測(cè)量結(jié)果的精度才能得到有效控制。

新版GB/T 7784-2018《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》中規(guī)定：所有被測(cè)參數(shù)的指示數(shù)值在規(guī)定的范圍內(nèi)波動(dòng)，即可認(rèn)為所有的測(cè)量都是在穩(wěn)定工況下進(jìn)行的，指示值不在規(guī)定的范圍內(nèi)波動(dòng)，即認(rèn)為試驗(yàn)條件不穩(wěn)定，不能進(jìn)行試驗(yàn)[2]。

測(cè)量總的不確定度是由系統(tǒng)不確定度和隨機(jī)不確定度合成得到。系統(tǒng)不確定度與儀器設(shè)備的精度有關(guān)，儀器設(shè)備的

表1 測(cè)量參數(shù)的允許波動(dòng)值

表2 系統(tǒng)不確定度的容許值

表3 總的不確定度容許值

2 測(cè)量流量系統(tǒng)誤差修正

新版GB/T 7784-2018《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》中，針對(duì)流量的測(cè)量方法，增加了對(duì)計(jì)量泵的描述。采用容積法測(cè)量流量時(shí)，計(jì)量泵測(cè)量系統(tǒng)的量器檢定的絕對(duì)誤差與測(cè)量容積之比應(yīng)不大于0.05%；采用質(zhì)量法測(cè)量流量時(shí)，計(jì)量泵試驗(yàn)時(shí)衡器的感量與量程之比應(yīng)不大于0.05%；無(wú)論用何種方法測(cè)量流量，計(jì)量泵試驗(yàn)時(shí)間間隔應(yīng)不少于30 s[1]。

計(jì)量泵也叫定量泵，具有恒定排出流量，排出流量多少與排出壓力無(wú)關(guān)。計(jì)量泵是一種可以滿(mǎn)足各種嚴(yán)格的工藝流程需要，流量可以在0～100%范圍內(nèi)無(wú)極調(diào)節(jié)的精密計(jì)量輸送設(shè)備[2]。因此，新版標(biāo)準(zhǔn)中增加了對(duì)計(jì)量泵測(cè)量流量的系統(tǒng)誤差相關(guān)要求。

3 排出壓力計(jì)算公式修正

新版GB/T 7784-2018《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中排出壓力的計(jì)算如公式（1）所示，舊版GB/T 7784-2006《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中排出壓力的計(jì)算如公式（2）所示。泵出口處壓力測(cè)量示意圖如圖1所示。精度越高，系統(tǒng)不確定度越小，在測(cè)試過(guò)程中是不可控的。隨機(jī)不確定度與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散程度有關(guān)，數(shù)據(jù)越穩(wěn)定，隨機(jī)不確定度越小，在測(cè)試過(guò)程中是可控的。要想提高測(cè)試數(shù)據(jù)的精度，必須控制數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，還需使用精度高的測(cè)量?jī)x器儀表。

圖1 泵出口處壓力測(cè)量

圖2 泵入口處壓力測(cè)量

新版GB/T 7784-2018《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》中對(duì)測(cè)量參數(shù)的容許波動(dòng)規(guī)定如表1所示。系統(tǒng)不確定度的容許值和總的不確定度的容許值的規(guī)定如表2和表3所示。

式中：pd為排出壓力，MPa；Gd為泵出口處壓力表讀數(shù)，MPa；Zd為壓力表中心至泵基準(zhǔn)面的垂直距離，m；had為泵出口至壓力表中心的速度頭，m；hfd為泵出口至壓力表中心摩擦水頭，m；g為重力加速度，m/s2；v2為排出管路內(nèi)取壓點(diǎn)處的流速，m/s。

對(duì)比式（1）與式（2）發(fā)現(xiàn)：式（1）比式（2）多出的3項(xiàng)分別是泵出口至壓力表中心的摩擦水頭、加速度頭和速度頭之和，即泵出口管路損失。

4 吸入壓力計(jì)算公式修正

新版GB/T 7784-2018《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中吸入壓力的計(jì)算如式（3）所示，舊版GB/T 7784-2006《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中吸入壓力的計(jì)算如式（4）所示。

式中：Gs為泵入口測(cè)壓點(diǎn)處壓力表讀數(shù)，MPa；Zs為壓力表中心至泵基準(zhǔn)面的垂直距離，m；has為泵入口至壓力表中心的速度頭，m；hfs為泵入口至壓力表中心摩擦水頭，m；g為重力加速度，m/s2；v1為吸入管路內(nèi)取壓點(diǎn)處的流速，m/s。

對(duì)比式（3）與式（4）發(fā)現(xiàn)：式（3）比式（4）多出的3項(xiàng)分別是泵入口至壓力表中心的摩擦水頭、加速度頭和速度頭之和，即泵入口管路損失。

5 凈正吸入壓頭計(jì)算公式修正

新版GB/T 7784-2018《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中凈正吸入壓頭的計(jì)算如式（5）所示，舊版GB/T 7784-2006《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中凈正吸入壓頭的計(jì)算如式（6）所示。

式中：NPSH為凈增吸入壓頭，m；pv為液體在試驗(yàn)溫度下的飽和蒸汽壓力，MPa。

對(duì)比式（5）與式（6）發(fā)現(xiàn)：式（5）比式（6）多出的3項(xiàng)分別是泵入口至壓力表中心的摩擦水頭、壓力表中心至泵基準(zhǔn)面的垂直距離和速度頭。

6 試驗(yàn)介質(zhì)和性能試驗(yàn)中轉(zhuǎn)速適用范圍擴(kuò)大

6.1 試驗(yàn)介質(zhì)

新版GB/T 7784-2018《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中新增了對(duì)試驗(yàn)介質(zhì)的要求：對(duì)不宜用水或乳化液做試驗(yàn)介質(zhì)、對(duì)試驗(yàn)介質(zhì)有明確要求時(shí)，可按照設(shè)計(jì)要求采用相應(yīng)的介質(zhì)或礦物油或者用實(shí)際泵輸送介質(zhì)作為試驗(yàn)介質(zhì)。但此時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果可能與水為介質(zhì)時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果有差異。

新版GB/T 7784-2018《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定了：同一臺(tái)泵的同一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)介質(zhì)的溫差應(yīng)在-2～2℃。

6.2 性能試驗(yàn)中轉(zhuǎn)速

新版GB/T 7784-2018《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)泵的轉(zhuǎn)速有了明確規(guī)定：性能試驗(yàn)時(shí)，泵的轉(zhuǎn)速應(yīng)在65%～107%額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，除性能試驗(yàn)和調(diào)節(jié)性能試驗(yàn)外的一切試驗(yàn)，泵的轉(zhuǎn)速應(yīng)在額定轉(zhuǎn)速的95%～105%范圍內(nèi)；試驗(yàn)轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的按照式（7）和式（8）進(jìn)行換算。

式中：Qr為換算到額定泵速下的流量，m/s；nr為泵的額定轉(zhuǎn)速，r/min；n為試驗(yàn)轉(zhuǎn)速，r/min。

式中：Pir為額定轉(zhuǎn)速下的輸入功率，kW；Pin為試驗(yàn)轉(zhuǎn)速下的輸入功率，kW。

7 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)新版GB/T 7784-2018《機(jī)動(dòng)往復(fù)泵試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)變化做了詳細(xì)說(shuō)明。新版標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)變化都與試驗(yàn)精度有關(guān)，即由于增加了測(cè)試精度分級(jí)，對(duì)排出壓力計(jì)算公式、吸入壓力計(jì)算公式和凈正吸入壓力計(jì)算公式進(jìn)行修正，修正過(guò)程考慮了管路摩擦損失；流量測(cè)試過(guò)程中的系統(tǒng)誤差得到了修正；對(duì)試驗(yàn)裝置的要求更加嚴(yán)格等[3-8]。這些都是由于測(cè)試精度分級(jí)的增加帶來(lái)的新變化和新要求。

通過(guò)對(duì)新舊標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，試驗(yàn)人員應(yīng)正確掌握主要技術(shù)細(xì)節(jié)變化，這對(duì)正確控制試驗(yàn)過(guò)程和有效處理試驗(yàn)結(jié)果有一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。