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1/44
Norma Italian a
N O R M A I T A L I A N A C E I
CNR CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE AEI ASSOCIAZIONE ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA ITALIANA
Data Pubblicazione
Edizione
Classi ficazione Fascicolo
COMITATO
ELETTROTECNICO
ITALIANO
Titolo
Title
CEI EN 60995
1996-05
Prima
4- 4 2764
Determinazione delle prestazioni del prototipo dalle prove ufficiali sul
modello del le macchine idrauliche considerando gli effetti scala
Determination of the prototype performance from model acceptance tests ofhydraulic machines with consideration of scale effects
APPARECCHIATURE ELETTRICHE PER SISTEMI DI ENERGIA E PER TRAZIONE
NORM
A
TE
CNICA
-
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2/44
CEI - M ilano 1996. R iproduzione vietata.
Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte del presente Documento pu essere riprodotta o diffusa con un mezzo qualsiasi senza il consenso scritto del CEI.Le Norme CEI sono revisionate, quando necessario, con la pubblicazione sia di nuove edizioni sia di varianti. importante pertanto che gli utenti delle stesse si accertino di essere in possesso dellultima edizione o variante.
SOMMARIO
La presente Norma si applica ai modelli in scala delle macchine idrauliche e fornisce i criteri necessari alriporto dei valori di rendimento determinati su detti modelli a quelli effettivi riscontrabili sulla macchinafinale a cui detti modelli si riferiscono.Il metodo per il calcolo dei rendimenti del prototipo, cos come descritto in questa Norma, deriva dallaricerca sperimentale e teorica effettuata sullanalisi del flusso ed stato semplificato per ragioni pratiche
e va considerato come una convenzione.
DESCRITTORI
DESCRIPTORS
Turbomacchine idrauliche
Hydraulic turbomachine;Prove sui modelli
Model test;Effetto scala
Scale effect.
COLLEGAMENTI/RELAZIONI TRA DOCUMENTI
Nazionali
Europei
(IDT) EN 60995: 1994-04
Internazionali
(PEQ) IEC 995: 1991-08
Legislativi
INFORMAZIONI EDITORIALI
Norma Italian a
CEI EN 60995 Pubblicazione
Norma Tecnica
Carat tere Doc.
Stato Edizi one
In vigore
Data validit
1994-12-1
Ambito validit
Europeo
Comita to Tecnico
4-Motori primi idraulici
Approvata dal
Presidente del CEI
in Data
1996-5-8
CENELEC
in Data
1993-12-8
Sottoposta a
inchiesta pubblica come Documento originale
Chiusa in data
1993-9-15
Gru ppo Abb.
3
Sezioni Abb.
B
ICS CDU
621.22:621.311.21
LEGENDA
(IDT) La Norma in oggetto identica alle Norme indicate dopo il riferimento (IDT)
(PEQ) La Norma in oggetto recepisce con modifiche le Norme indicate dopo il riferimento (PEQ)
-
7/28/2019 CEI 4-4.pdf
3/44
CEN ELEC members are bound to comply with the
CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate
the conditions for giving this European Standard the
status of a National Standard without any alteration.
Up-to-date lists and bi bliographical references con-
cerning such National Standards may be obtained onapplication to the Central Secretariat or to any
CENELEC member.
This European Standard exi sts in three offi cial ver-
sions (English, French, G erman).
A version in any other language and notified to the
CEN ELEC C entral Secretariat has the same status as
the official versions.
CENELEC members are the national electrotechnical
committees of: A ustria, Belgium, D enmark, Finland,
France, G ermany, G reece, I celand, Ireland, Italy, Lu-
xembourg, N etherlands, N orway, Portugal, Spain,
Sweden, Switzerland and Uni ted K ingdom.
I Comi tati N azionali membri del CENELEC sono tenu-
ti, in accordo col regolamento interno del CEN/CENE-
LEC, ad adottare questa Norma Europea, senza alcuna
modifica, come Norma Nazionale.
G li elenchi aggiornati e i relativi riferimenti di tali Nor-
me Nazionali possono essere ottenuti rivolgendosi alSegretario Centrale del CENELEC o agli uffici di qual-
siasi Comitato Nazionale membro.
La presente Norma Europea esiste in tre versioni uffi -
ciali ( inglese, francese, tedesco).
Una traduzione effettuata da un altro Paese membro,
sotto la sua responsabilit, nella sua lingua nazionale
e notificata al CENELEC, ha la medesima validit.
I membri del CEN ELEC sono i Comi tati Elettrotecnici
Nazionali dei seguenti Paesi: Austria, Belgio, D anima-
rca, Finlandia, Francia, G ermania, G recia, I rlanda, I s-
landa, I talia, Lussemburgo, Norvegia, O landa, Porto-
gallo, Regno U nito, Spagna, Svezia e Svizzera.
CENELEC 1994 Copyright reserved to all CENELEC members. I diritti di riproduzione di questa Norma Europea sono riservati esclu-sivamente ai membri nazionali del CENELEC.
Comitato Europeo di Normalizzazione Elettrotecnica
European Committee for Electrotechnical Standardization
Comit Europen de Normalisation Electrotechnique
Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung
C E N E L E C
Secrtariat Central:
rue de Stassart 35, B - 1050 Bruxelles
Europische Norm Norme Europenne European Standard Norma Europea
EN 60995
Apri le 1994
Determinazione delle prestazioni del prototipo dalle prove ufficiali sul
modello del le macchine idrauliche considerando gli effetti scala
Determination of the prototype performance from model acceptance tests ofhydraulic machines with consideration of scale effects
Dyermination des performances industrialles des machines hydrauliques partirdes essais sur modle en considerant les effects dchelle
Bestimmung des Leistungsverhaltens von Prototypen hydraulischerStrmungsmachinen aus Modellabnahmmessungen unter Bercksichtigung vonMastabseinflssen
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CONTENTS INDICE
Ri f. Topic Argomen to Pag
.
NORMA TECNICACEI EN 60995:1996 -05
Pagina iv
SECTION/SEZIONE
1
GENERAL
1
INTRODUCTION
1. 1
G eneral remarks
............................................................................
1. 2
Basic statements and assumptions
.......................................
2
OBJECT AND SCOPE
SECTION/SEZIONE
2
TERMS, SYMBOLS AND DEFINITIONS
3
GENERAL
4
LIST OF TERM S
Fig. 1
Reference diameter D
.................................................................
Fig. 2
Schematic representation of a hydraulic machine
........
Fig. 3
...............................................................................................................
SECTION/SEZIONE
3
SCALE FORMULA, PROCEDURE FOR ITS APPLICATIONAND LOSS DISTRIBUTION COEFFICIENTS
5
GENERAL SCALE FORMULA (SEE NOTE)
6
PROCEDURE OF APPLICATION
6. 1
G eneral
...............................................................................................
6. 2
D etermination of the basic model data:
h opt M
, Re
u opt M
and
ref .......................................................
Fig. 4
...............................................................................................................
Fig. 5
Turbine wi th fixed guide vanes and fixed runner
blades, e.g. non-regulated single- or multistage
pump-turbine, non?regulated Francis turbine
.................
Fig. 6
Turbine with adjustable guide vanes and fixed runner
blades (single- or multistage type) , e.g. regulated
Francis, regulated pump-turbine, propeller turbine
....
Fig. 7
Turbine with fixed guide vanes and adjustable runner
blades
..................................................................................................
Fig. 8
Turbine with adjustable guide vanes and adjustable
runner blades, e.g. K aplan or Deriaz turbine, bulb
turbine
................................................................................................
Fig. 9
Pump with fixed diffuser vanes and fixed impeller
blades, e.g. single or- multistage pump or pump-turbine
................................................................................................
Fig. 10
Pump with adjustable guide vanes and fixed impeller
blades, or fluxed diffuser vanes and adjustable
impeller blades, e.g. single- or multistage pump or
pump-turbine
..................................................................................
6. 3
D etermination of
h .................................................................
Fig. 11
...............................................................................................................
Fig. 12
...............................................................................................................
Fig.13
...............................................................................................................
6. 4
Application of the general formula for special testing
conditions
.........................................................................................
GENERALIT 1
INTRODUZIONE 1
O sservazioni generali
................................................................... 1
Fondamenti e ipotesi
.................................................................... 1
OGGETTO E SCOPO 2
TERMINI, SIMBOLI E DEFINIZIONI 3
GENERALIT 3
ELENCO DEI TERMINI 4
D iametro di riferimento D
.......................................................... 6
Rappresentazione schematica di una macchina idraulica
7
................................................................................................................. 8
FORMULA DI EFFETTO SCALA, PROCEDIMENTO DIAPPLICAZIONE E COEFFICIENTI DI DISTRIBUZIONE DELLEPERDITE 10
FORMULA GENERICA DI EFFETTO SCALA (VEDI LA NOTA) 10
PROCEDIM ENTO DI APPLICAZIONE 10
G eneralit
......................................................................................... 10
D eterminazione dei dati di base del modello:
h opt M
,
Re
u opt M
e
ref................................................................................ 11
............................................................................................................... 11
T urbina con pale direttrici fi sse e pale della girante fisse,
per esempio pompa-turbina non regolabile monostadio
o multistadio, turbina Francis non regolabile
................. 12
T urbina con pale direttrici regolabili e pale della girante
fisse (del tipo mono o multistadio) , per esempio Francis
regolabile, pompa-turbina regolabile, turbina a elica
12
T urbina con pale di rettrici fi sse e pale della girante
regolabili
........................................................................................... 13
T urbina con pale direttrici regolabili e pale della girante
regolabili , per esempio turbina K aplan o D eriaz, turbina
bulbo
................................................................................................... 13
Pompa con pale del diffusore fisse e pale della girante
fisse, per esempio pompe mono o multistadio opompe-turbine
............................................................................... 14
Pompa con pale direttrici regolabili e pale della girante
fisse o con pale del diffusore fisse e pale della girante
regolabili, per esempio pompa mono o multistadio o
pompa-turbina
................................................................................ 15
D eterminazione di
h
.............................................................. 15
............................................................................................................... 16
............................................................................................................... 17
............................................................................................................... 18
Appli cazione della formula generale in condizioni di
prova particolari
............................................................................ 19
-
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NORMA TECNICACEI EN 60995:199 6-05
Pagina v
7 VALUES FOR LOSS DISTRIBUTION COEFFICIENTS VREF
Tab. 1 ................................................................................................................
SECTION/SEZIONE
4 PROTOTYPE PERFORMANCE
8 CALCULATION OF PROTOTYPE PERFORMANCE
8. 1 Conversion formulae ...................................................................
APPENDIX/APPENDICE
A ADDITIONAL COMM ENTS
A.1 Explanations.....................................................................................
Fig. A.1 ................................................................................................................
A.2 D erivation of the general scale formula ............................
A.3 Relation to the existing IEC Publi cations 193 and 497
APPENDIX/APPENDICE
B PHYSICAL DATA
Tab. 2 Acceleration due to gravity g (m s-2) as a function oflatitude and altitude .....................................................................
Tab. 3 D ensity of water r (k g m-3
) ...................................................Tab. 4 K inematic viscosity of water v (m2 s-1) ...........................
APPENDIX/APPENDICE
C REFERENCES
ANNEX/ALLEGATO
ZA Other International Publications quoted inthis Standard with the references of therelevant European Publications
informativeinformativo
informativeinformativo
n ormat veinformativo
normatvenormativo
VALORI PER I COEFFICIENTI DI DISTRIBUZIONE DELLEPERDITE VREF 20
.............................................................................................................. 20
PRESTAZIONI DEL PROTOTIPO 21
CALCOLO DELLE PRESTAZIONI DEL PROTOTIPO 21
Formule di conversione ............................................................ 21
COMMENTI SUPPLEMENTARI 23
Spiegazioni ...................................................................................... 23
.............................................................................................................. 25
D erivazione della formula generale di effetto scala ... 26
Relazione con le Pubblicazioni IEC 193 e 497 .............. 27
DATI FISICI 30Accelerazione di gravit g (m s-2) in funzione dellalatitudine e dellaltitudine ......................................................... 30
D ensit dellacqua r ( kg m-3
) .............................................. 31Viscosit cinematica dellacqua u ( m2 s-1) ................... 33
RIFERIMENTI 35
Altre Pubblicazioni Internazionali menzionatenella presente Norma con riferimento allecorrispondenti Pubblicazioni Europee 36
-
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NORMA TECNICACEI EN 60995:1996 -05Pagina vi
FOREWORDT he CENELEC questionnaire procedure, per-
formed for fi nding out whether or not the Inter-
national Standard IEC 995 (1991) could be ac-
cepted without textual changes, has shown that
some common modi fi cations were necessary
for the acceptance as European Standard.
T he reference document, together wi th a com-
mon modifi cation prepared by the CENELEC
French National Committee, was submitted to
the CENELEC members for formal vote.
T he text of the draft was approved by CEN ELEC
as EN 60995 on 8 D ecember 1993.
T he following dates were fixed:
latest date of publication of an identical na-
tional standard
(dop) 1994/12/01
latest date of withdrawal of conflicting na-
tional standards
(dow) 1994/12/01
For products which have complied with the rel-
evant national standard before 1994/12/01, as
shown by the manufacturer or by a certifi cation
body, this previous standard may continue to
apply for production until 1999/12/01.
Annexes designated normative are part of the
body of the standard.
Annexes designated i nformative are given
only for information.
In this Standard, annexes ( appendices) A , B and
C are informative and annex ZA is normative.
ENDORSEMENT NOTICET he text of the International Standard IEC 995
(1991) was approved by CENELEC as a Europe-
an Standard wi th a agreed common modi fica-
tion as given below.
PREFAZIONELa procedura del Q uestionario C ENELEC, utilizza-
ta per stabili re se la Pubblicazione IEC 995 (1991)
poteva essere adottata senza modifi che del testo,
ha mostrato che non erano necessarie modifiche
comuni CENELEC per laccettazione come Norma
Europea.
I l documento di riferimento, con alcune modifi -
che comuni preparate dal Comi tato Nazionale
Francese del CENELEC , stato sottoposto al voto
formale dei membri del CENELEC.
I l testo del progetto stato approvato dal CENELEC
come Norma Europea EN 60995 l8 dicembre 1993.
Le date di applicazione sono le seguenti:
data ultima di pubblicazione di una Norma
nazionale identica
(dop) 01/12/1994
data ultima di ritiro delle Norme nazionali
contrastanti
(dow) 01/12/1994
Per i prodotti che, come indicato dal costruttore o
da un O rganismo di Certifi cazione, erano conformi
alla relativa Norma nazionale prima del 01/12/1994,
la Norma precedente pu continuare ad essere ap-
plicata per la produzione fino al 01/12/1999.
G li A llegati indicati come normativi sono parte
integrante della Norma.
G li A llegati indicati come informativi vengono
forniti solo a titolo di informazione.
Nella presente Norma, gli A llegati ( appendici) A , B
e C sono informativi e lAllegato ZA normativo.
AVVISO DI ADOZIONEI l testo della Pubblicazione I EC 995 (1991) stato
approvato dal CENELEC come Norma Europea
con le modi fiche comuni concordate che vengo-
no riportate nel testo e che vengono evidenziate
con una barra verticale a margine.
-
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NORMA TECNICACEI EN 60995:199 6-05
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SECTION/SEZIONE
1 GENERAL
1 INTRODUCTION
1.1 General remarks
Advances in the technology of hydraulic turboma-chines used for hydroelectric power plants indi-
cate the necessity of revising existing codes. T he
advance in knowledge of scale effects originates
from work done by research institutions, manu-
facturers and a Working G roup Scale effect on
performance and efficiency of the International
Association of Hydraulic Research (I AHR) .
Scale effects are influenced mainly by Reynolds
number but also by other factors partly un-
known and therefore rigorous calculation is
complicated (see Appendix C and note 2 to
Clause 7) or even not yet possible.T he method of calculating prototype efficien-
cies, as given in this standard, is supported by
experimental and theoretical research on flow
analysis and has been simpli fied for practical
reasons and agreed as a convention.
T he method is based on the present state of
knowledge of the scale-up i n effi ciency from
model to homologous prototype.
T he appli cation of the method leads to consist-
ent results without ambiguity.
1.2 Basic statements and assumptionsT he scale-up of the hydraulic effi ciency is
based on the dependence of friction losses on
Reynolds number Re. Effi ciency scale-up for-mulae based on the ratio of diameter only are
therefore eliminated. T he exponent of the ratio
Reu M /Reu P has been chosen as 0,16.
T he ratio of relative scalable losses to total rela-
tive losses ( loss distribution coeffi cient V) is re-ferred to a reference Reynolds number and has
been agreed on for the different types of ma-
chines ( see Table 1 in Clause 7) .
T he V-coeffi cients (see Sub-Clause 4.19 andClause 7) are derived:
a) from tests at different Reynolds numbers on
models with hydraulically smooth surfaces;
b) from comparison of effi ciency tests on proto-
types havi ng a surface roughness according
to Amendment No. 1 to IEC Publication193
and to Publication 497 with tests on homolo-
gous models. T he surface roughness as re-
quired by these Publications does not neces-
sarily yield hydraulically smooth flow
conditions (see References [1] to [5]) ( 1) ) .
(1) The figures in square brackets refer to the references given inAppendix C.
GENERALIT
INTRODUZIONE
Osservazioni generali
I l progresso nella tecnologia delle turbomacchineidrauliche utilizzate per gli impianti idroelettrici
impone la necessit di rivedere le norme esistenti.
L'approfondimento delle conoscenze dell'effetto
scala deriva dal lavoro fatto dagli istituti di ricerca,
dai costruttori e da un gruppo di lavoro Effetto
scala su prestazioni e rendimento dell'Associa-
zione Internazionale di Ricerca Idraulica ( I AH R) .
L'effetto scala viene influenzato principalmente dal
numero di Reynolds, ma anche da altri fattori in
parte ancora sconosciuti e perci risulta complicato
(vedere l'Appendice C e la nota 2 dellart. 7) , o ad-
dirittura impossibile, eseguire un calcolo esatto.I l metodo per il calcolo dei rendimenti del prototi-
po, cos come descritto in questa norma, deriva dal-
la ricerca sperimentale e teorica effettuata sull'analisi
del flusso ed stato semplificato per ragioni prati-
che e va considerato come una convenzione.
I l metodo si basa sullo stato attuale delle cono-
scenze relative alla rivalutazione del rendimento
dal modello al prototipo omologo.
L'applicazione di questo metodo porta a risultati
coerenti privi di ambiguit.
Fondamenti e ipotesiLa rivalutazione in scala del rendimento idraulico si
basa sulla relazione che esiste tra le perdite di attrito e
il numero di Reynolds Re. Perci le formule per la ri-
valutazione del rendimento che si basano soltanto sul
rapporto del diametro vengono eliminate. L'esponente
del rapporto ReuM/ReuP stato scelto uguale a 0,16.
I l rapporto delle perdite relative rivalutabili rispetto
alle perdite relative totali (coefficiente di distribuzio-
ne delle perdite V) riferito ad un numero Reynolds
di riferimento ed stato concordato per i diversi tipi
di macchine (vedere la Tabella 1 del Paragrafo 7).
I coeffi cienti V (vedere Paragrafo 4.19 e Paragrafo 7)
sono derivati:
a) dalle prove a diversi numeri di Reynolds su
modelli con superfici idraulicamente lisce;
b) dal confronto delle prove di rendimento su prototi-
pi che hanno una rugosit delle superfici in accordo
con la Revisione N. 1 della Pubblicazione IEC 193 e
con la Pubblicazione 497 con le prove effettuate su
modelli omologhi. La rugosit delle superfici pre-
scritta da queste norme non produce necessaria-
mente condizioni di flusso idraulicamente liscio (ve-
di i Riferimenti da [1] a [5]) (1)) .
(1) Le cifre tra parentesi si riferiscono alle referenze elencatenell'Appendice C.
CEI EN 60995:1996-05
44
115.000
-
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8/44
NORMA TECNICACEI EN 60995:1996 -05Pagina 2 di 38
T he applied theory is based on hydraulically
smooth surfaces. Formulae including roughness
corrections are not applied( 1).
In order to get results without ambiguity it is for
contractual purposes conventionally agreed to omit
the uncertainty regarding the defined V-values.
The efficiency increase shall be calculated for the opti-
mum point of model efficienciesand shall be applied
within the whole range of guaranteed efficiencies.
T he hydraulic efficiency at the optimum poi nt
used for calculation of effi ciency increase shall
not be affected by cavitation phenomena.
As long as the geometric simi larity of labyrinth
seal clearances is wi thin the limi ts specifi ed in
IEC Publi cation 497 and in Amendment No. 1 to
IEC Publication 193, the scale-up of the hydraulic
efficiency is not influenced by clearance effects.
Shifting effects on discharge versus specifi c hy-
draulic energy between model and prototype
are not taken into account.
T he mechanical power losses have to be con-
sidered separately, see Figure 3.
T he scale-up formula is not appli cable to im-
pulse turbines ( Pelton) , see note 2 to Table 1 in
Clause 7.
For further explanationssee Clause A1 of Appendix A.
2 OBJECT AND SCOPE
T his Standard supplements IEC Publications 193
(and its Amendment No. 1) , 193A and 497,
which are concerned with testing homologousmodels of hydraulic turbomachines as listed in
Table 1 of Clause 7 and wi th the use of model
results for predicting prototype performance i.e.
discharge, specifi c hydraulic energy ( head) ,
power and efficiency.
Note/Nota For defin iti ons of specific hydr au li c energy and headsee Sub-Clause 4.12 an d 4.13.
Since the method and the procedure for calcu-
lating the increase of hydraulic effi ciency have
been modi fied in this standard, the contents of
the followi ng chapters in I EC Publications 193
and 497 are to be replaced:
In IEC Publication 193:
Sub-clause 2.2.2 of Chapter I I I
Sub-clause 1.1 and Clause 6 of Chapter V I .
In IEC Publication 497:
Sub-clause 11.3 of Chapter I I I
Clause 25 of Chapter VI
Sub-clause 25.1 of C hapter V I
Clause 30 of Chapter VI .
(1) Although various procedures on how to consider the influ-
ence of surface roughness on efficiency scaling have beenpublished (see References [1] to [5]), it is presently not pos-sible to agree on such a formula or procedure.
La teoria applicata basata sulle superfi ci idrauli-
camente lisce. Le formule che comprendono cor-
rezioni della rugosit non vengono applicate( 1).
A llo scopo di ottenere risultati liberi da ambiguit,
si convenuto, per scopi contrattuali, di omettere
le incertezze riguardanti i valori defi niti V.
L'aumento di rendimento verr calcolato al punto
di miglior rendimento del modello e sar applica-
to per tutto il campo dei rendimenti garantiti.
I l rendimento idraulico al punto ottimale utilizza-
to per il calcolo dellaumento di rendimento non
sar influenzato dai fenomeni di cavitazione.
Fino a che la similitudine geometrica dei giochi dei la-
birinti rimane entro i limiti specificati nella Pubblicazio-
ne IEC 497 e nella M od. 1 della Pubblicazione IEC 193,
la rivalutazione del rendimento idraulico non viene in-
fluenzata dagli effetti di detti giochi.
Non vengono presi in considerazione gli effetti dello
spostamento della portata in funzione dellenergia
idraulica specifica tra modello e prototipo.
Le perdite di potenza meccanica devono essere
esaminate separatamente, vedere la Figura 3.
La formula di rivalutazione non pu essere appli-
cata alle turbine ad azione (Pelton) , vedi nota 2,
di Tab.1 dellart.7.
Per ulteriori chiarimenti vedi A1 dellAppendice A.
OGGETTO E SCOPO
Q uesta norma a completamento delle Pubbli -
cazioni I EC 193 (e sua M odifi ca 1) , 193/A e 497,
che trattano le prove su modelli omologhi di tur-bomacchine idrauliche elencate nella Tabella 1
dellart. 7 e i risultati di modello per la previsio-
ne delle prestazioni del prototipo, cio portata,
energia idrauli ca specifi ca ( salto) , potenza e ren-
dimento.
Per l a defin izi one di energia i dr au li ca specifica e saltovedere i Par agrafi 4.12 e 4.13.
Poich in questa norma sono stati cambiati il me-
todo e la procedura per il calcolo dellaumento di
rendimento idraulico, necessario sostituire il
contenuto dei seguenti capitoli nelle Pubblicazio-
ni IEC 193 e 497:
Pubblicazione IEC 193:
2.2.2 del Capitolo III
1.1 e art. 6 del Capitolo V I
Pubblicazione IEC 497:
11.3 del Capi tolo I I I
25 del Capitolo VI
25.1 del Capitolo V I
30 del Capitolo VI
(1) Sebbene siano state pubblicate diverse procedure su come si
debba considerare l'influenza della rugosit delle superfici sullarivalutazione del rendimento, attualmente non possibile con-cordare con tali formule o procedure.
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7/28/2019 CEI 4-4.pdf
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NORMA TECNICACEI EN 60995:199 6-05
Pagina 3 di 38
Inoltre le Tabelle B1, B2 e B3 dellAppendice B sosti-
tuiscono le Tabelle 1 e 2 della Pubblicazione IEC 193
e le Tabelle 1A, 2 e 4 della Pubblicazione 497.
Tutti gli altri capitoli delle Pubblicazioni I EC 193
(e sua Modifi ca 1) , 193A, e 497 rimangono inalte-
rati e sono ancora validi, ad eccezione di alcune
modifiche nei termini, simboli e unit, vedere la
Sezione 2 di questa Pubblicazione.
La presente Norma si applica a macchine di po-
tenza unitaria superiore a 5 M W o di diametro su-
periore a 3 m. Nonostante la complessit della
procedura interessata non sia generalmente giusti-
ficata per macchine di dimensioni e potenza infe-
riori, previo accordo tra lacquirente e il fornitore,
la presente Norma pu essere util izzata anche per
tali macchine.
TERMINI , SIM BOLI E DEFINIZIONI
GENERALIT
Per questa norma stato uti lizzato il Sistema Uni-
tario I nternazionale (SI ) (1). T utti i termini sono
espressi in unit SI o in unit derivate coerenti
(per esempio N invece di k g m s-2) . Le equazio-ni sono valide solo se si usano queste unit.
Si pu utilizzare qualunque altro sistema unitario,
ma soltanto se concordato per iscritto tra le parti
contraenti.
(1) Nella Pubblicazione IEC 193, viene utilizzato il sistema kg. m. s.Nella Pubblicazione IEC 497, viene principalmente utilizzato il sistema SI.
Furthermore, T ables B1, B2 and B3 in Appendix
B replace Tables 1 and 2 in I EC Publication 193
and Tables 1A, 2 and 4 in IEC Publication 497.
A ll other chapters in IEC Publications 193 (and
its Amendment No. 1) , 193A, and 497 remain
unchanged and are still valid, except some
modifi cations on terms, symbols and uni ts, see
Section 2 of this Publication.
T his Standard appli es to machines with unit
power greater than 5 M W or wi th reference di-
ameter greater than 3 m. Although the complex-
ity of the procedure involved is not generally
justifi ed for machines with smaller power and
size, nevertheless this Standard may be used for
such machines by agreement between purchas-
er and supplier.
SECTION/SEZIONE
2 TERMS, SYMBOLS AND DEFINITIONS
3 GENERAL
T he International System of Units (SI) has been
used throughout this standard( 1). All terms are
given in SI B ase Units or derived coherent units
( for example Ninstead of k g m s-2). Theequations are only valid using these units.
Any other system of units may be used but
only if agreed to in writing by the contracting
parties.
(1) In IEC Publ ication 193, the kg m s system is used.In IEC Publication 497, the Sl system is principally applied.
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ELENCO DEI TERMINI
I termini, le definizioni, i simboli, le unit e i pedici corri-
spondono a quelli elencati (pi dettagliatamente) nella
Pubblicazione IEC 41 relativa alle prove di collaudo in sito.
4 LIST OF TERMS
The terms, definitions, symbols, units and sub-
scripts correspond to those listed ( in more details)
in IEC Publication 41 on fi eld acceptance tests.
PediciSubscripts
TermineTerm
SimboloSymbol
prototipoprototype
P
modellomodel
M
valore riferito ad un numero di Reynolds costantevalu e referr ed to a constan t Reynol ds number
M *
sezione di riferimento alta pressione ( vedi 4.6)hi gh pressur e reference section (see Sub-clause 4.6)
1
sezione di riferimento bassa pressione ( vedi 4.7)low pressur e reference section (see Sub-clause 4.7)
2
idraulicohydraul ic
h
meccanicomechanical
m
riferimentoreference
ref
ottimale (miglior punto di rendimento)optimu m ( best efficiency poin t)
opt
non-rivalutabile ( indipendente da Reu)non -scalable (i nd ependent of Reu)
ns
I termini alta pressione e bassa pressione definiscono i due lati della macchina indipendentemente dalla direzione del flusso e quindiindipendentemente dal modo di funzionamento della macchina (vedere la Figura 2).The terms high pressure and low pressure define the two sides of the machine irrespective of the flow direction and therefore are independent of themode of operation of the machine (see Figure 2).
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RiferimentoSub-clause
TermineTerm
DefinizioneDefinition
SimboloSymbol
UnitUnit
4.1 Accelerazione dovuta
alla gravitAccelerati on due to gravity
I l valore locale di g in funzione dellaltitudine e
latitudine (vedi A ppendice B, Tab. B1)Local valu e of g as a fun ction of a ltitu de and latitu de (seeAppend ix B. Table B 1).
g m s-2
4.2 D ensitDensity
M assa per volume uni tario.
I valori per lacqua in funzione della pressione e
della temperatura sono dati nellAppendice B, Tab.
B2.
Nella presente Norma si usa invece di wMass per u n it volume.Values for wa ter as a function of pressur e an dtemperatu r e (see Appendi x B. Table B 2).In thi s stand ardis used in stead ofw.
w
kg m-3
kg m-3
4.3 Viscosit cinematicaKin ematic viscosity
La viscosit dinamica del fluido divisa per la sua
densit.
I valori per lacqua in funzione della temperatura
sono dati nellAppendice B, Tab. B3Dyn am ic viscosit y of the fluid di vid ed by it s density .Values for water as a fun ction of temperatu re (seeAppend ix B. Table B3).
v m2 s-1
4.4 D iametro di riferimentoReference di ameter
D iametro di riferimento della macchina idraulica
(vedi Fig. 1)Reference di ameter of the hydraul ic machi ne (see Figur e1) .
D m
4.5 Pressione assolutaAbsolute pressur e
La pressione statica dell acqua mi surata con
riferimento al vuoto assoluto.The stati c pressur e of the water measured w ith referenceto a per fect vacuum .
pabs Pa
4.6 Sezione di riferimento
alta pressioneHi gh pressur e refer encesection
La sezione di alta pressione della macchina a cui si
riferiscono le garanzie di prestazione (vedi figura 2)The high pressur e section of the machi ne to whi ch theper formance guar an tees refer (see Figu re 2).
1
4.7 Sezione di riferimento
bassa pressione
Low pressur e refer encesection
La sezione di bassa pressione della macchina a cui si
riferiscono le garanzie di prestazione (vedere la Fig. 2)
The low pressur e section of the machi ne to whi ch theper formance guar an tees refer (see Figu re 2).
2
4.8 Portata ( flusso di
volume)Discharge (Vol ume flowrate)
I l volume dacqua che passa attraverso qualunque
sezione del sistema durante lunit di tempoVolume of water per uni t time flowin g thr ough anysection in the system.
Q m3 s-1
4.9 Flusso di massaMass flow rate
La massa dacqua che passa attraverso qualunque
sezione del sistema durante lunit di tempo. Sia che Q possono essere determinate nella stessa
sezione ed alle condizioni esistenti in quella sezione.Mass of water flowi ng thr ough any secti on of the system perun it tim e. Bothand Q must be determi ned at the samesection and at the cond iti ons exi stin g in that section.Nota_eIl flusso di massa costante tra due sezioni se non viene
aggiunta o tolta acqua.
The mass flow rate is constant between two sections if no wateris added or removed.
( Q ) kg s-1
4.10 Velocit mediaMean velocity
Portata divisa per larea.Dischar ge di vided by the ar ea.
v m s-1
4.11 LivelloLevel
Q uota di un punto nel sistema al di sopra del dato
di riferimento specifi cato ( di solito i l li vello medio
del mare)Elevati on of a poi n t in the system above the specifiedreference datu m (u sua lly mean sea level).
z m
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Fig. 1 Reference diame ter D
CAPTION
a Jet axis
a
Diametro di riferimento D
LEGENDA
a Asse del getto
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Rappresentazione schematica di una macchinaidraulica
LEGENDA
a Lato alta pressioneb Turbinac Sezione di riferimento alta pressioned Macchina idraulica
eSezione di riferimento bassa pressione
f Lato bassa pressioneg Pompa
Fig. 2 Schematic representation of a hydraulic machine
CAPTION
a High pressure sideb Turbinec High pressure reference sectiond Hydraulic machine
eLow pressure reference section
f Low pressure sideg Pump
RiferimentoSub-clause
TermineTerm
DefinizioneDefinition
SimboloSymbol
UnitUnit
4.12 Energia idraulicaspecifi ca della
macchina
Specific h ydra ul icenergy of machin e
Energia specifica dellacqua disponibile tra le
sezioni di riferimento alta e bassa pressione 1 e 2
della macchina tenendo conto dellinfluenza della
compressibilitSpecific energy of wa ter avai labl e between the high an t lowpressur e reference section s 1 an d 2 of the machi ne taki ngin to accou n t the influence of compressib il it y.
dove
where
e supponendo g= g1 = g2and assum in g g = g1= g2
E J kg-1 = m2 s-2
4.13 Salto in turbinao in pompaTurbine or pumphead
H m
a
b
c
d e
g
f
E
pabs1
pabs2
---------------------------------------
V2
1 V2
2
2--------------------------- Z
1Z
2( ) g+ +=
1
2+
2--------------------=
HE
g---=
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LEGENDA
a Turbinab Pompac accoppiamento della ruota / girante allalbero
Fig. 3
CAPTION
a Turbineb Pumpc Coupli ng of the runner / im peller and the shaft.
Q1: Portata Q passante attraverso la sezione di riferimento alta pressione 1.Di scharge Q flowi ng thr ough the hi gh pr essure reference section 1.
q, q: Perdite di fl usso, essendo q una perdita di flusso interna o esterna a seconda del progettoLeakage flow rate, qbein g an in ternal or extern al leakage flow r ate dependi ng on the design .
PLm: Perdite di potenza meccanica dissipata nei supporti di guida, supporti di spinta e tenuta d'albero chedevono essere considerate separatamente.Mechani cal power losses di ssipated i n gui de bear in gs, thr ust bear in g and shaft seals to be taken i n to accoun tseparately.
P: Potenza allasse della macchinaPower at the machi ne ai xs.
TurbinaTurbine
PompaPump
Pm: Potenza meccanica della ruota / giranteMechani cal power of the run ner/impeller.
Pm = P+ PLm Pm = P PLm
h: Rendimento idraulicoHyd rau li c efficiency.
mp: Rendimento meccanico del prototipoMechani cal prototype efficiency.
P: Rendimento normalmente garantito per un prototipoEfficiency nor ma lly gua ran teed for a prototype.
h
Pm
Q( )1 E---------------------------= h
Q( )1 E
Pm---------------------------=
mP PPPmP----------= mP
PmPPP
----------=
P hP mP= P hP mP=
ab
c
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1 Le perd ite dovute ad att ri to del disco ed al trafilamen-to (perdi te volumetri che) sono comprese e vengonoqui considera te come perd ite idr au li che. Le perdi te diattr ito del di sco sono le perd ite di attr ito delle super-fici esterne della ruota / gi ran te che non sono in con -tat to con il flusso pr incipa le Q1 + q ( vedi Fig. 3) .
2 Per un confronto con le defini zion i delle Pubblica-
zioni IEC 193 e 497, vedi 4.3.3 dellAppendi ce A.
Notes/Note: 1 The losses du e to disc fr i cti on an d leakage flowrate (volumetric losses) are included and areconsidered here as hydr au li c losses. The di sc fr ic-ti on losses ar e the fr iction losses of the outer sur-faces of the ru nn er/impeller not in contact withthe main flow Q1+ q (see Figure 3) .
2 For comparison wi th defini tions in exi stin g IEC
Publi cati ons 193 an d 497 see Sub-clau se A3.3 ofAppend ix A.
RiferimentoSub-clause
TermineTerm
DefinizioneDefinition
SimboloSymbol
UnitUnit
4.14 Potenza meccanica
della ruota/giranteMechani cal power ofrunner(s)/impeller(s)
La potenza meccanica trasmessa attraverso
laccoppi amento della ruota/girante allalbero (vedi Fig. 3)The mechanical power tr an smi tted thr ough the couplin g of theru nn er/im peller and the shaft ( see Figur e 3)
Pm W
4.15 Rendimento idraulico
( vedi Note e Fig. 3)Hydr au li c efficiency ( seeNotes an dFigure 3)
a) T urbi na
Rapporto della potenza meccanica della ruotarispetto alla potenza idraulica
a) Tu rbin e Ratio of mechan ical power of run ner to the hydrau licpower
b) Pompa
Rapporto della potenza idraulica rispetto alla
potenza meccanica della girante
b) Pumprati o of hydrau lic power to mechani cal power of impeller
h
h
4.16 Velocit di rotazioneRotational speed
Numero di giri per unit di tempoNumber of revoluti ons per u ni t time
n s-1
4.17 Velocit perifericaPeri pheral velocity
Velocit periferica al diametro di ri ferimento (vedi Fig. 1)Peri pheral velocity at the refer ence diameter (see Figu re 1)
u m s-1
4.18 Numero di Reynolds 1)
Reynolds nu mbers1) Reu
4.19 Coefficiente di
distribuzione delle
perdite 2)
Loss distri buti on
coefficient2)
Rapporto delle perdite relative rivalutabili rispetto alle
perdite relative totaliRatio of relati ve scalabl e losses to r elati ve total l osses V
4.20 Perdi ta relativa
rivalutabile 3)
Rela ti ve scalabl e loss3)
4.21 Perdita relativa non
rivalutabileRela ti ve non-scalabl e loss
ns
4.22 Perdita relativa totaleRela ti ve tota l loss
4.23 Aumento (o differenza)
del rendimento
idraulicoIn crease (or di fference) ofhydr au li c efficiency
h
(1) Nelle Pubblicazioni IEC 193 e 497, i numeri di Reynolds vengono definiti in un modo diverso (vedi A3.2 dellAppendice A).In IEC Publications 193 and 497, the Reynolds numbers are defined in a different way (see Sub-clause A3.2 of Appendix A).
(2) Nella Pubblicazione IEC 497, si usa K al posto di V.In IEC Publication 497, K is used instead of V.
(3) Nella letteratura viene anche definito comef.In the literature also defined asf.
h
Pm
Q( )1 E---------------------------------=
h
Q( )1 EPm---------------------------------=
Reu
D uv-------------=
1 h
( ) v=
ns
1 h
( ) =
1 h
ns
+=
h
hP
hM
+=
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FORMULA DI EFFETTO SCALA, PROCEDIM ENTODI APPLICAZIONE E COEFFICIENTI DIDISTRI BUZIONE DELLE PERDITE
FORMULA GENERICA DI EFFETTO SCALA (VEDILA NOTA)
Per calcolare la differenza di rendimento idraulico
tra due punti di funzionamento idraulicamente si-
mi li A e B che si verifi cano a diversi numeri di
Reynolds ReuA e ReuB ( per la defini zione di idrau-licamente simi li vedi l A ppendice A , A 1.2) , si do-
vranno utilizzare le seguenti formule generiche:
Per tutti i tipi di macchine indicati in Tab. 1 dellart.
7, Reu opt M il numero di Reynolds in cui viene mi-surato il rendimento ottimale h opt M di ciascunmodo di funzionamento (Fig. da 5 a 10) del modello.
I l valore Vref, che deve essere preso da Tab. 1, i lrapporto delle perdite relative rivalutabili rispetto
alle perdite relative totali per il punto di rendi-
mento idraulico ottimale al numero di Reynolds
Reu ref = 7 106. A questo punto, ref indica le per-
dite relative rivalutabili ( vedi Fig. A1 e A2) .
Per calcolare la differenza di rendimento idraulico
tra un modello e un prototipo ReuA diventa ReuM eReuB diventa ReuP.
A1 e A2 dellAppendi ce A forn iscono spiegazi oni e deri-vazioni della for mu la generica d i effetto scala.
PROCEDIM ENTO DI APPLICAZIONE
Generalit
I l procedimento per la rivalutazione dei rendimenti
idraulici dal modello al prototipo il seguente:
a) D eterminazione dei dati di base del modello
dai risultati di prova determinando i valori
h opt M e Reu opt M ( vedi 6.2) e calcolando ref( vedi art. 5, equazione (2)) .
b) Calcolo di h attraverso due possibilit: Rivalutazione diretta (vedi 6.3.1)
Rivalutazione in due tempi ( vedi 6.3.2)
c) Calcolo di hP
per il campo di garanzia utiliz-
zando lequazione di 4.23:
hP = hM + h
3 SCALE FORMULA, PROCEDURE FOR ITSAPPLICATION AND LOSS DISTRI BUTION
SECTION/SEZIONE
COEFFICIENTS
5 GENERAL SCALE FORM ULA (SEE NOTE)
To calculate the difference of hydraulic efficiency
between two hydraulically similar operating
points A and B occurring at different Reynolds
numbersReuAand ReuB( for definition of hydrau-lically simi lar see Appendix A , Sub-clause A1.2) ,
the following general formulae shall be used:
(1)
(2)
For all types of machines as indicated in Table 1 of
Clause 7, Reu opt M is the Reynolds number at whichthe optimum effi ciency h opt M in each operatingmode (Figures 5 to 10) of the model is measured.
T he value Vrefto be taken from T able 1 is the ra-
tio of relative scalable losses to relative total
losses for the point of optimum hydraulic effi -
ciency at the Reynolds number Reu ref = 7 106..
At this point, ref is the amount of relative scal-able losses (see Figures A1 and A2).
To calculate the difference of hydraulic efficien-
cy between a model and a prototype ReuAbe-comesReuM and ReuB becomesReuP.
Note/Nota Explanati ons an d deriva tion of the genera l scale for-mu la ar e given in Clauses A1 and A2 of Append ix A.
6 PROCEDURE OF APPLICATION
6.1GeneralT he procedure to scale up hydraulic model effi -ciencies to prototype conditions is as follows:
a) Establishing the basic model datafrom the testresults by determination of the values h opt Mand Reu opt M (see Sub-clause 6.2) and calcula-tion of ref (see Clause 5, equation (2)) .
b) Calculation hhaving two possibilities: Scaling up in one step ( see
Sub-clause 6.3.1) ;
Scaling up in two steps (seeSub-clause 6.3.2) .
c) Calculation ofhP
for the range of guarantee
using the equation of Sub-clause 4.23:
hP = hM + h
hA B ref
Reu ref
ReuA
-------------------- 0 16, Reu ref
ReuB
-------------------- 0 16,
=
ref
1 h opt M
Reu ref
Reu opt M
------------------------------ 0 16, 1 V ref
Vref
---------------------+
-----------------------------------------------------------------------------=
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6.2 Determination of the basic model data:h opt M , Reu opt M and refA series of tests is fi rst performed to determine
the optimum hydraulic effi ciency of the model
h opt Mat Reu opt M ( for examples see Figures 5to 10). T hese tests are carried out wi th a suffi -
ciently high cavitation factor (T homa's coeffi-
cient) to ensure that cavi tation does not affect
efficiency.
U sing equation ( 2) of C lause 5 and the corre-
sponding value Vreffrom T able 1(Clause 7) refhas to be calculated. ref defi nes the scale-upcurve (see Figure 4) .
Fig. 4
CAPTION
a Relative scalable lossesb Scale-up curve
I n Figures 5 to 10 possible ranges of specifi c hy-
draulic energy (corresponding to guarantee
ranges of prototype head) are indi cated by
R1...R8. Flow and energy coefficients respective-
ly discharge and speed parameters may be used
according to the defini tions in Sub-clause A1.2
of Appendix A.
a
b
Determinazione dei dati di base del modello:h opt M , Reu opt M e refSi esegue prima una serie di prove per determina-
re il rendimento idraulico ottimale del modello
h opt M a Reu opt M ( come esempi vedi le Fig. da 5a 10). Q ueste prove vengono eseguite con un fat-
tore di cavitazione abbastanza alto ( coefficiente di
T homa) in modo da assicurarsi che la cavitazione
non influisca sul rendimento.
Si deve calcolare ref utilizzando lequazione ( 2)dellart. 5 e il valore corrispondente V refdi Tab. 1
(art. 7) . ref definisce la curva di rivalutazione (ve-di Fig. 4).
LEGENDA
a Perdite relative rivalutabilib Curva di rivalutazione
Nelle Fig. da 5 a 10 sono i ndicati con R1... R8 i
possibili campi di energia idraulica specifica (cor-
rispondenti ai campi di garanzia del salto del pro-
totipo) . I coefficienti di flusso e di energia o ri-
spettivamente i parametri di portata e di velocit
possono essere utili zzati conformemente alle defi-
nizioni di A1.2 dellAppendice A.
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Fig. 5 Turbine with fixed guide vanes and fixed runnerblades, e.g. non-regulated single- or multistagepump-turbine, non-regulated Francis turbine
CAPTION
a Flow coeffici ent or di scharge parameterb Speed parameter or energy coefficient
Fig. 6 Turbine with adjustable guide vanes and fixed run-ner blades (single- or multistage type), e.g. regu-lated Francis, regulated pump-turbine, propellerturbine
CAPTIONa Flow coeffici ent or di scharge parameterb Speed parameter or energy coefficientc Constant guide vane angles: 1, 2, 3
a
b
a
b
c
Turbina con pale direttrici fisse e pale della girantefisse, per esempio pompa-turbina non regolabilemonostadio o multistadio, turbina Francis non re-golabile
LEGENDA
a Coefficiente di flu sso o parametro di portatab Parametro di velocit o coeffici ente di energia
Turbina con pale direttrici regolabili e pale della gi-rante fisse (del tipo mono o multistadio), per esem-pio Francis regolabile, pompa-turbina regolabile,turbina a elica
LEGENDAa Coefficiente di flu sso o parametro di portatab Parametro di velocit o coeffici ente di energiac Angoli delle pale direttrici costanti: 1, 2, 3
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Turbina con pale direttrici fisse e pale della giranteregolabili
LEGENDA
a Coefficiente di flusso o parametro di portatab Parametro di veloci t o coefficiente di energiac Angoli delle pale della girante costanti: 1, 2,3
Turbina con pale direttrici regolabili e pale della gi-rante regolabili, per esempio turbina Kaplan o Deri-az, turbina bulbo
LEGENDA
a Coefficiente di flusso o parametro di portatab Parametro di veloci t o coefficiente di energiac Angoli delle pale direttrici costanti: 1, 2, 3d Angoli delle pale della girante costanti: 1, 2, 3
Fig. 7 Turbine with fixed guide vanes and adjustable run-ner blades
CAPTION
a Flow coeffici ent or di scharge parameterb Speed parameter or energy coefficientc Constant runner blade angles:1, 2,3
Fig. 8 Turbine with adjustable guide vanes and adjusta-ble runner blades, e.g. Kaplan or Deriaz turbine,bulb turbine
CAPTION
a Flow coeffici ent or di scharge parameterb Speed parameter or energy coefficientc Constant guide vane angles: 1, 2, 3d Constant runner blade angles: 1, 2, 3
a
c
b
a
b
c
d
-
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Fig. 9 Pump with fixed diffuser vanes and fixed impellerblades, e.g. single-or multistage pump or pump-turbine
CAPTION
a Flow coeffici ent or di scharge parameterb Speed parameter or energy coefficient
a
b
Pompa con pale del diffusore fisse e pale della gi-rante fisse, per esempio pompe mono o multistadioo pompe-turbine
LEGENDA
a Coefficiente di flu sso e parametro di p ortatab Parametro di velocit o coeffici ente di energia
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Fig. 10 Pump with adjustable guide vanes and fixed impel-ler blades, or fluxed diffuser vanes and adjustableimpeller blades, e.g. single- or multistage pumpor pump-turbine
CAPTION
a Flow coeffici ent or di scharge parameterb Speed parameter or energy coefficientc Constant guide vane angles:
1,
2,
3or runner bl ade angles
Note/Nota In the case of fixed runner/impeller blade angles
an d/or fixed guide/di ffu ser van e an gles, h opt Mtheoptimum efficiency of the model tested wi th the sameconfigura tion of an gles as that wi th which the proto-type will be opera ted.
6.3 Determination of hWi thin the range of guaranteed effi ciencies, the
hydraulic model efficiency is determined at the
plant cavitation factor when this procedure is
possible or at a higher cavitation factor (see
Sub-clause 6.2 of I EC Publi cation 193A and
Clause 58 of IEC Publication 497).
Sometimes the model tests are not carried out at
constant Reynolds number, as the speed and/or
water temperature may change between meas-
urements.
By applying equation ( 1) of Clause 5. the model
efficienciesh M i measured at different Reynoldsnumbers Reu M i may be scaled up to prototypeconditions either in one step ( see Sub-clause
6.3.1) or in two steps ( see Sub-clause 6.3.2)
( idenotes test points Nos. 1, 2,. .. ) .
a
b
c
Pompa con pale direttrici regolabili e pale della gi-rante fisse o con pale del diffusore fisse e pale dellagirante regolabili, per esempio pompa mono o mul-tistadio o pompa-turbina
LEGENDA
a Coefficiente di flusso o parametro di portatab Parametro di veloci t o coefficiente di energiac Angoli delle pale direttrici costanti:1, 2, 3 o angoli delle pale
della girante
Nel caso di an goli delle pale della ru ota / gi ran te fissi o
angoli delle pale di rettr ici o del dif fu sore fissi, h opt Milrendimento ottima le del modello provato con la stessaconfiguraz ione di an goli con cui fun zioner il prototipo.
Determinazione di hEntro il campo dei rendimenti garantiti, il rendi-
mento idraulico del modello viene determinato
con il fattore di cavitazione dellimpianto, quando
ci possibile o con un fattore di cavitazione pi
alto ( vedi 6.2 della Pubblicazione IEC 193A e
lart. 58 della Pubblicazione IEC 497) .
Talvolta le prove su modello non vengono ese-
guite ad un numero di Reynolds costante poich
la velocit e/o la temperatura dellacqua possono
cambiare da una misura allaltra.
Applicando lequazione (1) dellart. 5, i rendimen-
ti del modello h M i misurati a diversi numeri diReynoldsReu M i possono venire rivalutati alle con-dizioni del prototipo sia direttamente (vedi 6.3.1)
che in due tempi ( vedi 6.3.2) ( i denota i punti di
prova N. 1, 2,. ..) .
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Rivalutazione diretta dei rendimenti del modello al lecondizioni de l prototipoI rendimenti del modello h M i misurati a diversinumeri di Reynolds Reu M i vengono rivalutati di-rettamente alle condizioni del prototipo in modo
diretto utilizzando la formula seguente (suppo-
nendo che Reu P sia costante) :
LEGENDA
a Perdite relative rivalutabil ib Curva di rivalutazione
I n questo caso, hi deve essere calcolato perogni Reu M i ( Fig. 11) .
6.3.1 Scaling-up model efficiencies to prototypeconditions in one stepM odel efficiencies h M i measured at differentReynolds numbers Reu M iare scaled up di rectlyto prototype conditions in one step with the fol-
lowing formula ( assuming Reu P being constant) :
(3)
Fig. 11
CAPTION
a Relative scalable lossesb Scale-up curve
In thi s case, hi has to be calculated for eachReu M i( Figure 11) .
hi
= hM i P
ref
Reu ref
Reu M i
--------------------- 0 16, Reu ref
Reu P
--------------------- 0 16,
=
a
b
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Rivalutazione dei rendimenti del modello allecondizioni del prototipo in due tempi
Trasferimento dei rendime nti del m odello ad un numero diReynolds costante Reu M * (primo tempo)I rendimenti del modello
h M imisurati a diversi
numeri di Reynolds Reu M i vengono trasformati inun valore costante Reu M * fissato di preferenza nelcampo di Reu M i ( vedi Fig.12) utilizzando la formu-la seguente:
LEGENDA
a Perdite relative rivalutabilib Curva di rivalutazione
6.3.2 Scaling-up m odel efficiencies to prototypeconditions in two steps
6.3.2.1 Transferring model efficiencies to a constant Reynoldsnumber Reu M * (first step)T he model efficiencies h M i measured at differ-ent Reynolds numbersReu M i are transformed toa constant value Reu M * preferably fixed in therange ofReu M i ( see figure 12) by using the fol-lowing formula:
(4)
Fig. 12
CAPTION
a Relative scalable lossesb Scale-up curve
h M i M ref
Reu ref
Reu M i
------------------- 0 16, Reu ref
Reu M
------------------- 0 16,
=
ab
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Applicazione della formula generale incondizioni di prova particolari
Prove su modello a velocit di rotazione costanteSe allinterno del campo dei rendimenti garantiti
le prove su modello vengono effettuate ad una
velocit di rotazione costante nM e se la tempera-tura dell'acqua costante, si pu calcolare lincre-
mento di rendimento secondo la formula ( 5) di6.3.2.2 con Reu M i = Reu M * = cost. I l risultante au-mento di rendimento h un valore costante.
Prove su modello ad energia idraulica specificacostante ( salto costante)Se allinterno del campo dei rendimenti garantiti
le prove su modello vengono effettuate ad ener-
gia idraulica specifi ca costante EM , la velocit dirotazione nM e il numero di Reynolds ReuM varia-no nel campo garantito di energia idraulica speci-
fica (salto) del prototipo secondo le relazioni :
Reu M i ~ nM i ~ (Coefficiente di energia)1/2
~parametro di velocit
( vedi A 1.2 dellA ppendice A , presumendo
EM = costante) .
Perci, laumento di rendimento varia con il varia-
re della velocit di rotazione di prova e dipende
da quale procedura verr utilizzata tra quella de-
scritta in 6.3.1 e quella descritta in 6.3.2.
6.4 Application of the general formula for specialtesting conditions
6.4.1 Model tests at constant rotational speedI f the model tests in the range of guaranteed ef-
fi ciencies are carried out at constant rotational
speed nM and if the water temperature is con-stant, the effi ciency increase can be calculated
according to formula (5) i n Sub-clause 6.3.2.2with Reu M i = Reu M * = const. T he resulting effi-ciency increase h is a constant value.
6.4.2 M odel tests at constant specific hydraulic energy(constant head)I f the model tests in the range of guaranteed effi-
ciencies are carried out at constant specifi c hy-
draulic energy EM the rotational speed nM andthe Reynolds number ReuM vary over the guaran-teed range of specific hydraulic energy (head) of
the prototype according to the relationships:
Reu M i ~ nM i ~ ( Energy coefficient)1/2
~speed parameter
( see Sub-clause A1.2 of Appendix A , assuming
EM = constant) .
Therefore, the efficiency increase becomes de-
pendent on the varying rotational test speed and
the procedure according to either Sub-clause 6.3.1
or Sub-clause 6.3.2 has to be applied.
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VALORI PER I COEFFICIENTI DI DISTRIBUZIONEDELLE PERDITE VREF
I valori Vref elencati nella Tabella 1 si ri feriscono aReu ref = 7 106.
I valori elencati in Vrefsono medie derivate da proveeseguite con modelli idraulicamente lisci facendo
variare ReuM . I noltre, questi valori corrispondono
alle informazioni ottenute dal confronto dei rendi-menti misurati durante le prove in sito con quelli
misurati su modelli omologhi e sono applicabili se
vengono soddisfatte le condizioni di base illustrate
in 1.2 e in A1.2 dellAppendice A.
Per le macchine idrauliche di progettazione speciale
(per esempio le macchine a doppio flusso, le turbi-
ne Francis con pale di tipo spli tter (ausiliarie) , turbi-
ne a corona esteriore) le formule di rivalutazione in
scala con altri valori Vref ed altri valori dellesponen-
te del rapporto ReuM/ReuP basato su considerazionidi perdite individuali e sullesperienza, possono es-
sere utilizzate solo dopo comune accordo.
7 VALUES FOR LOSS DISTRIBUTIONCOEFFICIENTS VREF
T he Vref values listed in T able 1 are referred toReu ref = 7 106.
Tab. 1
The listed Vrefvaluesare averagesderived from testswith hydraulically smooth models where ReuM wasvaried. M oreover, these valuescorrespond to the in-
formation obtained from the comparison of efficien-cies measured during site testswith those from tests
with homologousmodelsand are applicable if the ba-
sic assumptions according to Sub-clause 1.2 and
Sub-clause A1.2 of Appendix A, are satisfied.
For hydraulic machines of special design (e.g.
double flow machines, Francis turbines with
splitter vanes, outer rim turbi nes) scaling-up
formulae with other Vrefvalues and other values
of the exponent of ratio ReuM/ReuP based on in-dividual loss considerations and on experience
may be applied after mutual agreement.
Tipo di macchinaType of machine
Vref
TurbineTurbines
Turbina radiale (Francis)Radia l turbi ne (Fran cis)Turbina assiale o diagonale (Kaplan, tubolare 1) e Deriaz) con pale girante regolabili e pale direttrici regolabili o fisseAxial or diagonal turbine (Kaplan, tubular1)and Deriaz ) with adjustable runner blades and adj ustable or fixed guide vanes
Turbina assiale o diagonale con pale girante fisse (turbina elica)Axial or diagonal tu rbin e with fixed run ner blades (propeller turbin e)
Turbina ad azione ( Pelton)2)
Impulse turbin e (Pelton)2)
0,7
0,8
0,7
Pompe di accumulazione_Storage pumps
Pompa di accumulazione radiale (monostadio o multistadio)
Radi al storage pumps (sin gle-stage or mul ti-stage)
0,6
Pompa di accumulazione assiale o diagonale_Axia l or di agonal storage pump 0,6
Pompe-turbine_Pump-turbines
Pompa-turbina radiale (monostadio o multistadio) con funzionamento in turbinaRadia l pump-turbi ne (single-stage or mu lti-stage) operati ng a s turbin e
0,7
Pompa-turbina radiale (monostadio o multistadio) con funzionamento in pompaRadi al pump-tur bin e (single-stage or mu lti -stage) opera tin g as pump
0,6
Pompa-turbina assiale o diagonale con pale girante regolabili con funzionamento in turbinaAxial or di agonal pump-tur bin e with ad justable ru nn er blades operati ng as tur bin e
0,8
Pompa-turbina assiale o diagonale con pale girante regolabili con funzionamento in pompaAxial or diagonal pump-turbi ne with adj ustable ru nn er blades operati ng as pump
0,6
Pompa-turbina assiale o diagonale con pale girante fisse con funzionamento in turbinaAxial or diagonal pump-turbi ne with fixed run ner blades operati ng as tur bin e
0,7
Pompa-turbina assiale o diagonale con pale girante fisse con funzionamento in pompaAxial or dia gona l pump-turbin e with fixed run ner blades operati ng as pump 0,6
(1) Il termine turbine tubolari comprende i gruppi a bulbo, a pozzo, con generatore a corona e di tipo a S.The term tubular turbines includes bulb, pit, rim generator and S-type units.
(2) Lesperienza di diversi costruttori ha dimostrato che leffetto scala influenzato principalmente dai numeri di Froude, di Reynolds edi Weber (vedi Appendice C, Riferimento 7).
Tuttavia, poich questi effetti non sono stati ancora sufficientemente analizzati e non esiste alcuna giustificazione teorica, non possibile indicare una procedura di calcolo sperimentata.Experience of different manufacturers has shown scale effects on impulse turbines to be influenced mainly by Froude, Reynolds and Weber numbers(see Appendix C, Reference [7]).However, since these effects are not yet sufficiently analyzed and no theoretical approach exists it is not possible to indicate a proven procedure ofcalculation.
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PRESTAZIONI DEL PROTOTIPO
CALCOLO DELLE PRESTAZIONI DEL PROTOTIPO
Le formule seguenti riguardano la conversione
dei dati della prestazione idraulica del prototipo
dal modello al prototipo con condizioni di funzio-namento idraulicamente simili.
Utili zzando i metodi di misura descritti nelle Pubbli-
cazioni IEC 193 e 497, si ottengono dati assoluti delle
prove su modello per ogni punto di prova i, come adesempio Q1 M i,EM i,Pm M i, h Mi, nM i, Reu Mi, ecc.Con ulteriori dati assoluti del modello e del proto-
tipo quali D, g, , np. si possono calcolare i corri-spondenti dati di prestazione del prototipo.
D M/D P denota il rapporto scala (o scala del modello)
che viene di preferenza espresso dai diametri di riferi-
mento nominali (o eccezionalmente qualunque altra
dimensione del modello e del prototipo ben definita) .A causa delle tolleranze di f abbri cazione la di mensione
reale pu essere diversa dal la d imensione nomi nale.
Formule di conversione
Per ragioni di semplicit il pedice iche si ri ferisceal punto di misura i stato tolto.
Si possono appli care, se concordato tra le parti con-
traenti, altre formule di conversione che utilizzano
coefficienti o parametri adimensionali ( vedi A1.2).
Portata
Q 1 viene defini to in Fig. 3, vedi anche A3.3.2.
Energia idraulica specifica (o salto)
Rivalutazione del rendimento e potenzaLa procedura e le formule da utilizzare dipendo-
no dalla procedura di ri valutazione (presumendo
che ref sia stabili to come indicato in 6.2): rivalutazione diretta: cio i dati assoluti risultan-
ti su modello vengono
trasferiti direttamente alle
condizioni del prototipo;
o in due tempi: cio i dati assoluti risultanti
su modello vengono dap-
prima collegati ad un nu-
mero di Reynoldscostante
Reu M* e poi trasferiti alle
condizioni del prototipo.
SECTION/SEZIONE
4 PROTOTYPE PERFORMANCE
8 CALCULATION OF PROTOTYPE PERFORMANCE
T he following formulae concern the conversion
of the hydraulic performance data from model
to prototype for hydraulically similar operatingconditions.
U sing the measurements methods described in
I EC Publi cations 193 and 497, absolute model
test data for each test point iresult, such as:Q1 M i,EM i, Pm M i , h Mi , nM i, Reu Mi, etc.With additional absolute data of model and pro-
totype such as: D, g, , np.the correspondingprototype performance data can be calculated.
D M/D P denotes the scale ratio ( or model scale)
which is preferably expressed by the nominal ref-
erence diameters (or exceptionally any other well
defined dimension of model and prototype).
Note/Nota Due to manufacturi ng tolerances the effective dimen-
sion can be dif ferent fr om the nom in al one.
8.1 Conversion formulae
For sake of simplicity the subscript ireferring totest point ihas been deleted.
O ther conversion formulae using dimensionless
coeffi cients or parameters (see Clause A1.2) may
be applied if agreed to by the contracting parties.
8.1.1 Discharge
Q 1 is defined i n Fi gure 3, see also Sub-clause
A3.3.2.
8.1.2 Specific hydraulic e nergy (or head)
8.1.3 Efficiency scale -up a nd powerT he procedure and the formulae to be used de-
pend on the scaling-up procedure (assumi ng
refestablished according to Sub-clause 6.2) : either i n one step: i.e. the resulting abso-
lute model data are di-
rectly transferred to pro-
totype conditions;
or i n two steps: i.e. the resulting absolutemodel data are first relat-
ed to a constant Rey-
nolds number Reu M *
and
then transferred to pro-
totype conditions.
Q1P
Q1M
=
nP
nM
--------D
P
DM
----------
3
Q1M
E
P
EM
---------
1/2
D
P
DM
----------
2
Q1M
H
Pg
P
HM
gM
--------------------------- 1/2
D
P
DM
----------
2
= =
EP
EM
n
P D
P
nM
DM
--------------------------- 2
o/or H P H M g
M
gP
-------- n
P D
P
nM
DM
--------------------------- 2
==
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Rivalutazione diretta del rendimento
Rivalutazione del rendimento in due tempi
Formule per la conversione di potenzaPer il funzionamento in pompa:
Per il funzionamento in turbina:
Pm viene defini to in Fig. 3 vedi anche A3.3.1.
Effetti di spostamento sulle curve delle prestazioniTalvolta le prove sul prototipo mostrano degli effetti
di spostamento sulle curve Q1P = f(EP) e di conse-guenza sulle curve PmP = f(EP) , rispetto alle corrispon-denti curve sul modello. Poich i dati disponibili per
la rivalutazione della portata e dellenergia idraulica
specifi ca (o salto) non mostrano alcuna determinata
tendenza, si assunto che soltanto il rendimento e la
potenza (dovuta ad aumento di rendimento) siano in-
fluenzati dal fenomeno di effetto scala(1) .
Nel caso di turbine assiali funzionanti sotto bassa ener-
gia idraulica specifica lontano dal miglior punto di ren-
dimento, alcune prove hanno messo in evidenza una
potenza leggermente maggiore di quella calcolata uti-
lizzando questa norma. Q uesto effetto deve essere ul-
teriormente analizzato.
(1) Bisogna tener conto degli effett i di spostamento su Q1P = f(EP)quando si determina la massima potenza meccanica della pom-pa. Una possibilit viene data dalla norma industriale giappone-se JIS B 8104 che applica la formula
che basata sullesperienza.
PmP PmM=
1P
1M
-----------
nP
nM
--------- 3
DP
DM
--------- 5
8. 1. 3. 1 Effici ency sca le -up in one ste p
8. 1. 3. 2 Effici ency sca le -up in tw o ste ps
8.1.3.3 Formulae for conversion of powerFor pump operation:
For turbine operation:
Pm isdefined in Figure 3 see also Sub-clause A3.3.1.
8.1.3.4 Shi fting e ffects on performance curvesSometimes tests on prototypes show shifting ef-
fects on Q1P = f(EP) curves and consequently onPmP = f(EP) , curves, compared to correspondi ngmodel curves. Since available data for
scaling-up of di scharge and specifi c hydraulic
energy (or head) do not show consistent trends,
it has been assumed that only effi ciency and
power (due to effi ciency increase) are influ-
enced by scale effect phenomena( 1).
In the case of axial turbines operating under
low specifi c hydraulic energy far away from
best effi ciency point, some measurements show
a power somewhat greater than that calculated
by using this Standard. T his effect has to be fur-
ther investigated.
(1) Shi f ting ef fects on Q1P = f(EP) have to be taken in to account indetermining the maximum mechanical power of the pump.A possible approach is given in the Japanese IndustrialStandard JIS B 8104 applying the formula
which i s based on experience.
Calcolo di:Calculation of:
con valori:with values:
per mezzo dellequazione:by means of equation:
hhPPmP
ref,ReuM , ReuPh, h MhP, PmM , hM
(3), Paragrafo 6.3.1 _ (3) , Sub-cla use 6.3.1
Paragrafo 4.23 _ Sub-cla use 4.23
Paragrafo 8.1.3.3 _ Sub-clause 8.1.3.3
Calcolo di:Calculation of:
con valori:with values:
per mezzo dellequazione:by means of equation:
primo tempo:first step:
hM M *hM *PmM*(anzich di / in stead ofPmP)
ref,ReuM , ReuM *hM M *, hMPmM , hM , hM * ( anzich di/ in stead ofhP)
(4), Paragrafo 6.3.2.1_ (4) Sub-clause 6.3.2.1
Paragrafo 4.23_ Sub-clause4.23
Paragrafo 8.1.3.3_ Sub-clause8.1.3.3
secondo tempo:second step:
hM *PhPPmP
ref, ReuM *, ReuPh M *P, h M *PmM *, hP, hM * ( anzich di/ in stead ofhM )
(5), Paragrafo 6.3.2.2 _ (5) , Sub-clau se 6.3.2.2Paragrafo 4.23_ Sub-clause 4.23
Paragrafo 8.1.3.3_ Sub-cla use 8.1.3.3
PmP
PmM
1P
1M
-----------n
P
nM
-------- 3
D
P
DM
--------- 5
hM
hP
----------- PmM
1P
1M
-----------D
P
DM
--------- 2
E
P
EM
-------- 3/ 2
hM
hP
----------- PmM
1P
1M
-----------D
P
DM
--------- 2
H
Pg
P
HM
gM
-------------------- 3/2
hM
hP
-----------===
PmP PmM
1P
1M-----------
nP
nM--------
3
DP
DM
---------
5
hP
hM----------- PmM
1P
1M-----------
DP
DM
---------
2
EP
EM
--------
3/2
hP
hM----------- PmM
1P
1M-----------
DP
DM
---------
2
HP
gP
HM
gM
--------------------
3/ 2
hP
hM-----------===
PmP PmM=
1P
1M
-----------
nP
nM
--------- 3
DP
DM
--------- 5
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APPENDIX/APPENDICE
A ADDITIONAL COMMENTS
A.1 Explanations
A.1.1 Geometric similarityT he geometric simi larity requirements are satis-
fi ed when the deviations between model
( whi ch is assumed to be hydraulically smooth)
and prototype ( including labyrinth seal clear-
ances( 1) and prototype surface roughness) are
within the limi ts specified in IEC Publication
193 and its Amendment No. 1 ( for turbines) and
IEC Publication 497 ( for pumps) .
A.1.2 Hydraulically similar operating conditionsH ydraulically simi lar operating condi tions are
those defined either by:
same flow coefficient:
and
same energy coeffi cient:
or
same discharge parameter:
and
same speed parameter:
A.1.3 Relative scalable lossesT he relative scalable losses are inversely pro-portional to the exponent 0,16 of Reynolds
number ratio.
A.1.4 Loss distribution coefficient VrefT he loss distribution coefficient Vref, the ratio of
relati ve scalable losses to relative total losses(1h) has been established and agreed for the
optimum effi ciency point of the model ( see Fig-
ures 5 to 10) at the Reynolds number Reu ref = 7106, as indicated for the different types of ma-chines in Table 1 of Clause 7.
(1) In those cases where it is not possible to satisfy the geomet-ric similarity requirements of the labyrinths, an agreement
between customer and manufacturer about the influence ofthe deviation sho uld be reached before tests are started if notmade during contract negotiations.
n ormat veinformativo
Q1
n D3
A
= Q1n D3
B
E
n D( )2
A
=E
n D( )2
B
Q1
E1 /2 D2 A
= Q1E
1 /2 D2 B
n DE1 /2
A
=n DE1 /2
B
COMMENTI SUPPLEMENTARI
Spiegazioni
Similitudine geometricaI requisiti di simi li tudine geometrica sono soddi-
sfatti quando le deviazioni tra modello ( che si
presume sia idraulicamente liscio) e prototipo
(comprendente i giochi dei labirinti( 1) e le rugosi-
t della superficie del prototipo) rimangono entro
i limi ti specifi cati nella Pubblicazione IEC 193 e
sua Revisione N. 1 (per le turbine) e nella Pubbli-
cazione IEC 497 (per le pompe).
Condizioni di funzionamento idraulicamente similiLe condizioni di funzionamento idraulicamente si-
mi li sono quelle defini te da
stesso coeffi ciente di flusso:
e
stesso coeffi ciente di energia:
oppure
stesso parametro di portata:
e
stesso parametro di velocit:
Perdite relative rivalutabiliLe perdite relative rivalutabili sono inversamen-te proporzionali allesponente 0,16 del rapporto
dei numeri di Reynolds
Coefficiente di distribuzione delle perdite VrefI l coefficiente di di stribuzione delle perdite Vref, i lrapporto delle perdite relative rivalutabili con leperdite relative totali ( 1h) stato stabili to e con-cordato per il punto di massimo rendimento del
modello ( vedi Fig. da 5 a 10) al numero di Rey-
nolds Reu ref = 7 106, come indicato per i diversitipi di macchine nella Tabella 1 dellart.7.
(1) In quei casi in cui non possibile soddisfare i requisiti di simi-litudine geometrica dei labirinti, bisognerebbe raggiungere un
accordo tra cli ente e costruttore, se non gi stato fatto durantele trattative contrattuali, circa linfluenza della deviazione primadellinizio delle prove.
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A.1.5 Amount of relative scalable losses in the range ofguaranteed efficienciesFor a given hydraulic turbomacchine, the
amount of relative scalable losses a as a func-tion of Reynolds number Reuis the same in thewhole range Rof guaranteed efficiencies ( rangeRis shown schematically in Figure A1) .
T his means that for a given constant Reynolds
number, e.g. Reu M ,the amount of relative scala-ble losses is constant for each operating pointwithin the whole range R, whereas the amountof non scalable losses ns depends on theamount of the relative total loss 1h of the op-erating point.
Ammontare delle perdite relative rivalutabili nelcampo dei rendimenti garantitiPer una determinata turbomacchina idraulica, lam-
montare delle perdite relative rivalutabili in fun-zione del numero di Reynolds Reu lo stesso intutto il campo Rdei rendimenti garantiti ( il campoRviene mostrato schematicamente in Fig. A1).
Ci signifi ca che per un determinato numero di
Reynolds costante, per esempio ReuM , lammontaredelle perdite relative rivalutabili costante perogni punto di funzionamento dentro tutto il cam-
po R, mentre lammontare delle perdite non riva-lutabili ns dipende dallammontare delle perditerelative totali 1h del punto di funzionamento.
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LEGENDA
a Coefficiente di flussob Campo Rdei rendimenti garantiti hc Coefficiente di energiad C: punto allinterno del campo R indipendentemente dal miglior
rendimentoe opt: punto di miglior rendimento
f Perdite relative non rivalutabil ig Perdite relative rivalutabilih Curva di rivalutazione per il punto Ci Curva di rivalutazione per il punto opt
ns: Aumento delle perdite non rivalutabili nstra il punto di miglior rendimento opt ed il
punto di funzionamento C.
Fig. A.1
CAPTION
a Flow coefficientb Range Rof g uaranteed efficiencies hc Energy coefficientd C: point within range Rapart from optimum efficiency
e opt: point of optimum efficiencyf Relative non scalable lossesg Relative scalable lossesh Scale-up curve for point Ci Scale-up curve for point opt
ns: Increase of non-scalable losses ns be-tween best efficiency poi nt opt and oper-
ating point C.
a
b
c
d e
f
g
ih
f
g
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A.2 Derivation of the general scale formula
T wo points A and B representing hydraulically
similar operating conditions according to the as-
sumptions in Sub-clause A1.2 are shown in Fig-
ure A2.
CAPTION
a Relative non scalable lossesb Relative scalable lossesc Scale-up curve
T he relative scalable losses for the Reynolds
numbers Reu ref, ReuA and ReuB ( see Figure A2)are related as follows:
using
hAB = A Bwe obtain the general scale formula ( 1) of
Clause 5:
a
bc
Aref
=Reuref
Reu A
0,16
Bref
=Reuref
Reu B
0,16
hA B = ref
Reuref
Reu A
0,16
Reuref
ReuB
0,16
Derivazione della formula generale di effettoscala
La Fig. A 2 mostra due punti A e B che rappresen-
tano le condizioni di funzionamento idraulica-
mente simili conformemente alle assunzioni di
A1.2
LEGENDA
a Perdite relative non ri valutabilib Perdite relative rivalutabil ic Curva di rivalutazione
Le perdite relative rivalutabili per i numeri di Rey-
nolds Reu ref, ReuA e ReuB ( vedi Fig. A 2) sono cor-relate come segue:
utilizzando
hAB = A Botteniamo la formula generale di trasposizione ( 1)
dellart. 5:
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Utili zzando le supposizioni di A1.3 e A1.4 per il
punto di miglior rendimento, risultano le seguenti
tre equazioni:
I tre valori incogniti sono:
opt M : perdite relative rivalutabili nel punto dimiglior rendimento
ns opt M : perdite relative non rivalutabili nelpunto di miglior rendimento
ref M : perdite relative rivalutabili nel puntoReu ref
con ref= (1 h ref) VrefI l risultato lequazione (2) dellart. 5:
Relazione con le Pubblicazioni I EC 193 e 497
Relazione tra la nuova formula generale delleffetto scalae quelle esistenti nelle Pubblicazioni IEC 193 e 497Per le formule (1) e (2) dellart.5, vengono fatte le
seguenti supposizioni:
Reu M =Reu opt M =Reu ref=Reu A
e perci
M = opt M = refe
VM = Vopt M = Vref
La formula ( 2) diventa adesso:
M = (1h opt M) VM
con M inserito nella formula ( 1) e il pedice Bsostituito da P:
La formula ( 6) corrisponde alle formule contenute
nelle Pubblicazioni I EC 193 e 497, assumendo
lesponente 0,16 invece di 0,2 che il miglior va-
lore medio per il campo dei numeri di Reynolds
coperto dalle turbomacchine idrauliche elencate
opt M
ref=
Reu ref
Reu
op t
M
0,16
V
ref =
ref
ref + ns op tM
op tM + ns op tM = 1 hop tM
U sing the assumpti on of Sub-clauses A1.3 and
A1.4 for the point of optimum effi ciency, the
following three equations result:
T he three unknown values are:
opt M : relative scalable losses at the point ofoptimum efficiency
ns opt M : relative non-scalable losses at thepoint of optimum efficiency
ref M : relative scalable losses at the pointReu ref
with ref = (1 h ref) VrefT he result is equation ( 2) of Clause 5:
A.3 Relation to the existing IEC Publications 193 and 497
A.3.1 Relation between the new general scale formulaand those in IEC Publications 193 and 497For formulae (1) and (2) in Clause 5, the follow-
ing assumptions are made:
Reu M =Reu opt M =Reu ref=Reu A
and therefore:
M = opt M = refand
VM = Vopt M = Vref
Formula ( 2) now becomes:
M = (1h opt M) VM
with M inserted in formula ( 1) and the sub-script B replaced by P:
(6)
Formula ( 6) corresponds to the formulae in I EC
Publications 193 and 497, assuming the expo-
nent 0,16 instead of 0,2 which is the better
mean value for the range of Reynolds numbers
covered by the hydraulic turbomachines as list-
opt M
ref=
Reu ref
Reu
op t
M
0,16
V
ref =
ref
ref + ns op tM
op tM + ns op tM = 1 hop tM
ref
1 h opt M
Reu ref
Reu opt M
-------------------------- 0 16, 1 V ref
Vref
--------------------+
------------------------------------------------------------------------=
h =1
hop t
M
( ) VM
1ReuM
Reu P
0,16
-
7/28/2019 CEI 4-4.pdf
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NORMA TECNICACEI EN 60995:1996 -05Pagina 28 di 38
nella Tabella 1 dellart. 7 ( vedi anche lAppendice
C, riferimento 1) .
La formula (6) unappli cazione particolare delle
formule (1) e (2) nella quale ReuM = Reu ref 7106ed i cui valori V sono stabil iti nella Tabella 1
dellart. 7.
Definizione del numero di Reynolds
Nelle Pubblicazioni IEC 193 e 497, il numero diReynolds viene definito nel modo seguente:
( g Hn e g Hmin corrispondono nella presenteNorma a E= gH) .Nella presente Norma, Re stato definito utili z-zando la velocit periferica u:
che risulta vantaggioso per esempio nella traspo-
sizione dei risultati delle prove su modello al numero
di Reynolds del prototipo, che diventa generalmente
un valore costante per tutto il campo dellenergia
idraulica specifi ca (salto)