※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
国際規格は、ISO/IEC 指令のPart 2 部で規定されている規則に従って作成されます。
技術委員会の主な任務は、国際規格を準備することです。技術委員会によって採択されたドラフト国際規格は、投票のためにメンバー団体に配布されます。国際規格として発行するには、投票するメンバー団体の少なくとも 75% による承認が必要です。
このドキュメントの一部の要素が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。
ISO 21630 は、技術委員会 ISO/TC 115, ポンプ、小委員会 SC 2, 測定および試験方法によって作成されました。
序章
この国際規格は、廃水およびその他の用途向けの水中ミキサーの受け入れ試験方法を規定しています。これは、水中ポンプとの類似点と重要な相違点を念頭に置いて、水中ミキサーに関連する性能測定を目的としています。したがって、ヘッド (圧力) と流量の測定値は含まれません。基本出力性能パラメータは推力です。連続運転が一般的であるため、消費電力はライフサイクルコストにとって重要であり、重要なパラメータとして提唱されています。現在の国際規格は、一般論において ISO 9906:1999 に大きく依存していることは認められています。
この規格の主な目的は、次のとおりです。
- 機器の性能特性評価における均一性/互換性を高め、ミキサーの比較を可能にします。
- 顧客とサプライヤー間のコミュニケーションを簡素化し、顧客を保護します。
- ドキュメントの必要性を減らし、
- 機械とプロセスの両方で品質と効率を向上させます。
1 スコープ
この国際規格は、少なくとも 1 つのシステム コンポーネントが液体である廃水およびその他のアプリケーションで混合するために使用される水中ミキサー (以下、「SM」または「ミキサー」) の受け入れ試験方法を規定しています。
「水中ミキサ」とは、基本機能を支える駆動部と軸流式羽根車、シュラウドなどのオプションパーツからなる完全水中集合体のことです。
「液体」とは、静止時にせん断応力に対応する能力を持たない物体を意味します。これには、懸濁液および分散液 (液体/固体、気体/液体および気体/液体/固体)、および非ニュートン液体が含まれます。
2 用語と定義
このドキュメントでは、次の用語と定義が適用されます。
2.1
推力対出力比
RFP = F/ P1
1 回の循環での流れの運動量損失は、準定常状態で SM によって提供される運動量の割合に等しくなります。これはミキサーの推力Fによって与えられます。この運動量損失の結果として消費される電力はP = F u であり、これは速度u を維持するために必要な混合システムの最小電力です。したがって、システム効率はP/ P1です。 =フー/P1.
この式のシステム要件からミキサの特性を分離することが可能であり、これにより、SM の最も関連性の高い効率関連パラメータとして推力対出力比RFPが導き出されます。それは寸法であるため、インペラーの形状だけでなく、インペラーの直径と速度にも依存することに注意してください。縦方向の流れの生成のエネルギー効率以外の考慮事項は、実際に利用可能な多数のインペラーの直径と速度を提供します。
p = F/ AおよびF = 2ρ Q2/ A
これは、で確立されたミキサー テストにほぼ有効です。この排出セクションがフラットな速度プロファイル要件を最もよく満たすため、収縮大静脈A/ 2 の従来の領域が使用されます。 A = π D2/ 4で、次が得られます。Ph = ( F/ A ) ( AF/ 2ρ ) 1/2 = F3/2/ [ D (π ρ/ 2) 1/2 ]
したがって、インペラ効率は次のように記述できます。η = F3/2/ [(π ρ/ 2) 1/2DP1 ]
多くの場合 1% 以内の精度で、効率は (SI 単位 [ F ] = ニュートン、[ P1 ] = ワット、[ D ] = メートル、および 5.4 で定義されているきれいな冷水.5.2)η = F3/2/ (40 DP1 )
ここでの導出は完全に正しい仮定に基づいているわけではありませんが、効率の近似式はより厳密な方法で導出される場合があります。ミキサーシステムの効率はインペラーの直径と速度に依存するため、インペラーの効率のみの値は主な関心事ではないと見なされます。
2.2
前進率
J = u/ nd
2.3
インペラーのレイノルズ数
Re = ( F/ ρ ) 1/2/ ν
注記 1:Fは、5.4.5.2 で定義されているように、きれいな冷水で同じ速度で動作する同じミキサーの推力です。また、これはブレードのレイノルズ数と同じではなく、同一でもありませんが、プロセス産業で乾式設置の攪拌機に使用されるインペラーのレイノルズ数に似ていることに注意してください。
参考文献
| [1] | ISO 2186, 閉じた導管内の流体の流れ — 一次エレメントと二次エレメント間の圧力信号伝送用の接続 |
| [2] | ISO 3354, 密閉された導管内のきれいな水の流れの測定 — 完全な導管内および通常の流れ条件下での電流計を使用した速度面積法 |
| [3] | ISO 4392-1, 油圧流体動力 - モーターの特性の決定 - Part 1: 一定の低速および一定の圧力で |
| [4] | ISO 4392-3, 油圧流体動力 - モーターの特性の決定 - Part 3: 一定流量および一定トルクで |
| [5] | ISO 5198:1987, 遠心ポンプ、混流ポンプ、軸流ポンプ — 油圧性能試験のコード — 精密グレード |
| [6] | ISO 5199, 遠心ポンプの技術仕様 — クラス II |
| [7] | ISO 9614-2, 音響 — 音響インテンシティを使用した騒音源の音響パワーレベルの決定 — Part 2: スキャンによる測定 |
| [8] | ISO 9905, 遠心ポンプの技術仕様 — クラス I |
| [9] | ISO 9906:1999, 回転式ポンプ - 油圧性能受け入れテスト - グレード 1 および 2 |
| [10] | ISO 9908, 遠心ポンプの技術仕様 — クラス III |
| [11] | ISO 11203, 音響 — 機械および装置から放出される騒音 — ワークステーションおよびその他の指定された位置での音響パワーレベルからの放出音圧レベルの決定 |
| [12] | DIN 1342-1, 粘度 — Part 1: レオロジーの概念 |
| [13] | DIN 1342-2, 粘度 — Part 2: ニュートン液体 |
| [14] | DIN 1342-3, 粘度 — Part 3: 非ニュートン液体 |
| [15] | DIN 53018-1, 粘度測定;回転粘度計によるニュートン流体の動的粘度の測定;原則 |
| [16] | DIN 53018-2, 粘度測定;回転粘度計によるニュートン流体の動的粘度の測定;シリンダーに関するエラーと訂正の原因;回転粘度計 |
| [17] | DIN 53019-1, 粘度測定;標準形状測定システムを備えた標準設計の回転式粘度計を使用した粘度と流動曲線の測定 |
| [18] | DIN 53019-2, 粘度計 — 回転粘度計による粘度と流動曲線の測定 — Part 2: 粘度計の校正と測定の不確かさの決定 |
| [19] | IEC 60034-2, 回転電気機械 — Part 2: テストから回転電気機械の損失と効率を決定する方法 (牽引車両用の機械を除く) |
| [20] | IEC 60051, 直動指示アナログ電気測定器およびその付属品 |
| [21] | IEC 60112, 湿潤条件下で固体絶縁材料の比較トラッキング指数を決定するための推奨方法 |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 21630 was prepared by Technical Committee ISO/TC 115, Pumps, Subcommittee SC 2, Methods of measurement and testing.
Introduction
This International Standard prescribes acceptance test methods for submersible mixers for wastewater and other applications. It is intended for performance measurements relevant to submersible mixers bearing in mind the similarities to, and crucial differences from, submersible pumps. Hence head (pressure) and flow rate measurements are not included. The basic output performance parameter is the thrust. As continuous operation is commonplace, electric power consumption is important for the Life Cycle Cost, and is put forward as an important parameter. It is acknowledged that the present International Standard draws heavily on ISO 9906:1999 in the generalities.
The major objectives of this International Standard are to
- increase uniformity/compatibility in equipment performance characterization, enabling a comparison of mixers,
- simplify communication between customer and supplier and protect customers,
- reduce the need for documentation,
- increase quality and efficiency in both machinery and process.
1 Scope
This International Standard prescribes acceptance test methods for submersible mixers (hereafter “SM” or “mixer”) used for mixing in wastewater and other applications where at least one system component is a liquid.
“Submersible mixer” is taken to mean a fully submersible aggregate consisting of a drive unit and an axial flow type impeller, and optional parts, such as shrouds, supporting the basic functions.
“Liquid” is taken to mean a body without capacity to accommodate shear stresses when at rest. This includes suspensions and dispersions (liquid/solid, gas/liquid and gas/liquid/solid), and non-Newtonian liquids, provided that a possible small yield stress does not prevent the liquid from flowing when agitated.
2 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
2.1
thrust-to-power ratio
RFP = F/ P1
The momentum loss of the flow over one circulation equals the rate of momentum provided by the SM at quasi-steady state. This is given by the mixer thrust F. The power dissipated as a result of this momentum loss is P = F u, and this is the minimum required mixing system power to maintain the velocity u. Hence, the system efficiency is P/ P1 = F u/ P1.
It is possible to isolate the mixer properties from the system requirement in this expression, and this leads to the thrust-to-power ratio, RFP , as the most relevant efficiency-related parameter of the SM. It should be noted that it is dimensional, and hence it depends on the impeller diameter and speed, not only on the impeller geometry. Other considerations than energetic efficiency of generation of longitudinal flow provide for the multitude of impeller diameters and speeds available in practice.
p = F/ A and F = 2 ρ Q2/ A
which are approximately valid for the mixer test established herein. The conventional area of the vena contracta A/ 2 is used, as this discharge section best fulfils the flat velocity profile requirement. With A = π D2/ 4, one obtainsPh = ( F/ A ) ( A F/ 2 ρ)1/2 = F3/2/ [ D (π ρ/ 2)1/2 ]
Hence the impeller efficiency can be writtenη = F3/2/ [(π ρ/ 2)1/2D P1]
It can be noted that, often correct to within 1 %, the efficiency is conventionally given as (assuming SI units [ F ] = Newton, [ P1] = Watt, [ D ] = meter, and clean cold water as defined in 5.4.5.2)η = F3/2/ (40 D P1)
Although the derivation given here is not based on completely correct assumptions, the approximate expression for the efficiency may be derived in more rigorous ways.The value of the impeller efficiency alone is not deemed to be of primary interest because of the dependency of mixer-system efficiency on the impeller diameter and speed.
2.2
advance ratio
J = u/ nd
2.3
impeller Reynolds number
Re = ( F/ ρ )1/2/ ν
Note 1 to entry:F is the thrust for the same mixer running at the same speed in clean cold water as defined in 5.4.5.2. Also note that this is not the same as the blade Reynolds number, nor is it identical, but akin to the impeller Reynolds number used for dry-installed agitators in the process industries.
Bibliography
| [1] | ISO 2186, Fluid flow in closed conduits — Connections for pressure signal transmissions between primary and secondary elements |
| [2] | ISO 3354, Measurement of clean water flow in closed conduits — Velocity-area method using current-meters in full conduits and under regular flow conditions |
| [3] | ISO 4392-1, Hydraulic fluid power — Determination of characteristics of motors — Part 1: At constant low speed and constant pressure |
| [4] | ISO 4392-3, Hydraulic fluid power — Determination of characteristics of motors — Part 3: At constant flow and at constant torque |
| [5] | ISO 5198:1987, Centrifugal, mixed flow and axial pumps — Code for hydraulic performance tests — Precision grade |
| [6] | ISO 5199, Technical specifications for centrifugal pumps — Class II |
| [7] | ISO 9614-2, Acoustics — Determination of sound power levels of noise sources using sound intensity — Part 2: Measurement by scanning |
| [8] | ISO 9905, Technical specifications for centrifugal pumps — Class I |
| [9] | ISO 9906:1999, Rotodynamic pumps — Hydraulic performance acceptance tests — Grades 1 and 2 |
| [10] | ISO 9908, Technical specifications for centrifugal pumps — Class III |
| [11] | ISO 11203, Acoustics — Noise emitted by machinery and equipment — Determination of emission sound pressure levels at a work station and at other specified positions from the sound power level |
| [12] | DIN 1342-1, Viscosity — Part 1: Rheological concepts |
| [13] | DIN 1342-2, Viscosity — Part 2: Newtonian liquids |
| [14] | DIN 1342-3, Viscosity — Part 3: Non-newtonian liquids |
| [15] | DIN 53018-1, Viscometry; Measurement of the Dynamic Viscosity of Newtonian Fluids with Rotational Viscometers; Principles |
| [16] | DIN 53018-2, Viscometry; Measurement of the Dynamic Viscosity of Newtonian Fluids with Rotational Viscometers; Sources of Errors and Corrections concerning Cylinder; Rotation Viscometers |
| [17] | DIN 53019-1, Viscometry; Determination of viscosities and flow curves using standard design rotary viscometers with a standard geometry measuring system |
| [18] | DIN 53019-2, Viscosimetry — Measurement of viscosities and flow curves by means of rotation viscosimeters — Part 2: Viscosimeter calibration and determination of the uncertainty of measurement |
| [19] | IEC 60034-2, Rotating electrical machines — Part 2: methods for determining losses and efficiency of rotating electrical machinery from tests (excluding machines for traction vehicles) |
| [20] | IEC 60051, Direct acting indicating analogue electrical measuring instruments and their accessories |
| [21] | IEC 60112, Recommended method for determining the comparative tracking index of solid insulating materials under moist conditions |