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| 标准编号 | GB/T 38274-2019 (GB/T38274-2019) | | 中文名称 | 润滑系统 能效评定方法 | | 英文名称 | Lubrication system - Efficiency assessment method | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J21 | | 国际标准分类 | 21.260 | | 字数估计 | 18,188 | | 发布日期 | 2019-12-10 | | 实施日期 | 2020-07-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 38274-2019
Lubrication system--Efficiency assessment method
ICS 21.260
J21
中华人民共和国国家标准
润滑系统 能效评定方法
2019-12-10发布
2020-07-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 试验条件的总则 1
3.1 试验准备及通用试验条件 1
3.2 润滑泵试验条件 1
3.3 冷却器试验条件 2
3.4 电加热器试验条件 2
3.5 测量准确度 2
4 润滑系统能效评定方法 2
4.1 润滑系统能效评定值 2
4.2 电动机能效评定方法 3
4.3 润滑泵能效评定方法 3
4.4 冷却器能效评定方法 4
4.5 电加热器能效评定方法 6
附录A(资料性附录) 润滑泵能效测试原理图 8
附录B(资料性附录) 润滑泵能效测试安装示意图 9
附录C(资料性附录) 冷却器能效测试原理图 10
附录D(资料性附录) 冷却器能效测试安装示意图 11
附录E(资料性附录) 电加热器能效测试安装示意图 12
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准由全国冶金设备标准化技术委员会(SAC/TC409)提出并归口。
本标准起草单位:四川川润液压润滑设备有限公司、太原通泽重工有限公司、安徽中天石化股份有
限公司、启东润滑设备有限公司、中国重型机械研究院股份公司。
本标准主要起草人:刘福兰、王鹏飞、高晓谋、朱强、王新宇、吴国斌、龚向荣、苏静、夏娟。
润滑系统 能效评定方法
1 范围
本标准规定了润滑系统(含润滑泵、冷却器和电加热器等主要元件)的能效评定方法。
本标准适用于批量生产的润滑系统的能效评定,其他润滑装置亦可参照使用。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 14039-2002 液压传动 油液 固体颗粒污染等级代号
GB 18613-2012 中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级
3 试验条件的总则
3.1 试验准备及通用试验条件
3.1.1 制定试验大纲。
3.1.2 试验前应检查仪表设备安装的正确性及功能适合性,需周期鉴定的仪表设备应在规定的在检周
期内。
3.1.3 检查被测试系统阀门及控制系统,消除影响正常测试的因素。
3.1.4 电源:电压波动±5%,频率波动±1%。
3.1.5 试验用润滑油运动黏度为288mm2/s~352mm2/s(油液温度40℃情况下)。
3.1.6 试验油液的固体颗粒污染等级应符合GB/T 14039-2002表1中 -/20/17~-/21/18的规定。
3.2 润滑泵试验条件
3.2.1 试验时油液温度应为40℃±3℃。
3.2.2 采用转矩转速传感器检测被测试润滑泵输入端的转矩和转速。转矩转速传感器水平安装,采用
刚性联轴器时,泵装置同轴度要求小于0.05mm;采用弹性联轴器安装时,泵装置同轴度要求小于
0.2mm。转矩转速传感器的安装示意图见图1。
图1 转矩转速传感器的安装示意图
3.3 冷却器试验条件
3.3.1 冷却器冷介质(冷却水)的进水温度为28℃±2℃。
3.3.2 冷却器冷介质(冷却水)的流量为冷却器热介质(润滑油)流量的1.5倍。
3.3.3 热平衡相对误差应小于5%。热平衡相对误差计算见式(8)。
3.4 电加热器试验条件
3.4.1 试验油箱容积为1.2m3,油箱内部装润滑油1m3。
3.4.2 润滑油液从初始温度10℃±2℃加热至25℃±2℃。
3.4.3 电加热器的电能损失和总的电能之比应小于5%,计算见式(15)。
3.5 测量准确度
测量用仪器、仪表的允许误差应在表1规定的范围内。
表1 测量用仪器、仪表的允许误差
测量类别 单位 仪器、仪表读数精度
温度 ℃ ±1.0%
压力 MPa ±1.6%
流量 L/min ±1.5%
转矩 N·m ±1.0%
转速 r/min ±1.0%
4 润滑系统能效评定方法
4.1 润滑系统能效评定值
润滑系统的能效评定值由电动机、润滑泵、冷却器、电加热器的能效评定值和润滑系统向主机供送
的润滑油符合要求的程度来确定,计算公式如式(1)所示。
Et=ηemηepηecηehηstd (1)
式中:
Et ---润滑系统能效评定值,%;
ηem ---电动机能效评定值,%;
ηep ---润滑泵的总效率,%;
ηec ---冷却器换热效率,%;
ηeh ---电加热器的发热效率,%;
ηstd---润滑系统供送的润滑油符合要求程度的偏差,%。
4.2 电动机能效评定方法
电动机能效评定试验方法应按GB 18613-2012中第5章的要求执行,电动机能效评定值应符合
GB 18613-2012中4.3的规定。
4.3 润滑泵能效评定方法
4.3.1 润滑泵能效评定说明
润滑泵能效评定说明如下:
a) 测试润滑泵在设定条件下的容积效率和机械效率,计算润滑泵的总效率。将润滑泵的总效率
值作为润滑泵的能效评定值。
b) 润滑泵能效测试原理图参见附录A,润滑泵能效测试安装示意图参见附录B。
4.3.2 试验方法和计算
4.3.2.1 把零压差下润滑泵的流量视为理论流量。启动被测试润滑泵,调节润滑泵出口压力,当润滑泵
出口压力近似为零时(≤0.05MPa),记录此时泵的流量,将零压差下润滑泵的流量记为Q0。
4.3.2.2 校准调节润滑泵出口压力至润滑系统最大工作压力,记录此时泵的流量,将泵的实际流量记为
Q,泵的转速记为n,泵的转矩记为T。
4.3.2.3 各参数均执行三次测量取其平均值参与计算的原则。
4.3.2.4 润滑泵经过容积损失后的实际输出功率与润滑泵的理论输出功率之比,称为容积效率,计算方
法如式(2)所示。
ηv=
QΔp
Q0Δp×
100%=
Q0×
100% (2)
式中:
ηv ---润滑泵的容积效率,%;
Q ---泵的实际流量,单位为升每分(L/min);
Δp---润滑泵的进出口压差,单位为兆帕(MPa);
Q0---零压差下润滑泵的流量,单位为升每分(L/min)。
4.3.2.5 润滑泵的实际输入功率Pr,计算方法如式(3)所示。
Pr=
n×T
9549
(3)
式中:
Pr---润滑泵的实际输入功率,单位为千瓦(kW);
n ---润滑泵的转速,单位为转每分(r/min);
T ---润滑泵的转矩,单位为牛米(N·m)。
4.3.2.6 润滑泵的理论输出功率与其实际输入功率之比叫润滑泵的机械效率,计算方法如式(4)所示。
ηm=
Q0×Δp
Pr ×
100% (4)
式中:
ηm---润滑泵的机械效率,%。
4.3.2.7 润滑泵的实际输出功率与输入功率之比叫泵的总效率。泵的总效率ηep等于容积效率与机械
效率的乘积,计算公式如式(5)所示。
ηep=ηvηm (5)
式中:
ηep---泵的总效率,%。
4.4 冷却器能效评定方法
4.4.1 冷却器能效评定说明
冷却器能效评定说明:
a) 润滑系统冷却器通常采用无相变、逆流型的间壁式冷却器。润滑系统冷却器能效评定适用于
无相变、逆流型的间壁式冷却器。
b) 冷却器的能效由其换热效率来评定,将冷却器换热效率值作为冷却器的能效评定值。
c) 冷却器的能效测试原理图参见附录C,冷却器的能效测试安装示意图参见附录D。
4.4.2 试验方法和计算
4.4.2.1 润滑油放热热量和冷却水吸热热量的计算:
a) 润滑油放热热量按式(6)计算。
Q1=qm1c1(t'1-t″1)=W1(t'1-t″1)(6)
式中:
Q1 ---润滑油放热热量,单位为瓦(W);
qm1---润滑油的质量流量,单位为千克每秒(kg/s);
c1 ---润滑油的定压比热容,单位为焦每千克摄氏度[J/(kg·℃)];
t'1 ---润滑油进油温度,单位为摄氏度(℃);
t″1 ---润滑油出油温度,单位为摄氏度(℃);
W1---润滑油的热容量,单位为瓦每摄氏度(W/℃)。
b) 冷却水吸热热量按式(7)计算。
Q2=qm2c2(t″2-t'2)=W2(t″2-t'2)(7)
式中:
Q2 ---冷却水吸热热量,单位为瓦(W);
qm2---冷却水的质量流量,单位为千克每秒(kg/s);
c2 ---冷却水的定压比热容,单位为焦每千克摄氏度[J/(kg·℃)];
t'2 ---冷却水进水温度,单位为摄氏度(℃);
t″2 ---冷却水出水温度,单位为摄氏度(℃);
W2---冷却水的热容量,单位为瓦每摄氏度(W/℃)。
4.4.2.2 热平衡相对误差的计算公式如式(8)所示。
ΔQ=
Q1-Q2
Q2
×100% (8)
式中:
ΔQ---热平衡相对误差,%。
4.4.2.3 冷却器换热效率的计算:
a) 冷却器换热效率为实际传热热量Q 与理论上最大的传热热量Qmax之比,计算公式如式(9)
所示。
ηec=
Qmax×
100%=
W1(t'1-t″1)
W min(t'1-t'2)×
100%=
W2(t″2-t'2)
W min(t'1-t'2)×
100%
(9)
式中:
ηec ---冷却器换热效率,%;
Q ---冷却器实际传热热量,单位为瓦(W);
Qmax---冷却器理论上最大的传热热量,单位为瓦(W);
W min---最小热容量(W1、W2 俩值对比取小值),单位为瓦每摄氏度(W/℃)。
当qm1c1=W1=W min时,按式(10)计算:
ηec1=
t'1-t″1
t'1-t'2×
100% (10)
式中:
ηec1---W1 为小值时的冷却器换热效率,%。
当qm2c2=W2=W min时,按式(11)计算:
ηec2=
t″2-t'2
t'1-t'2×
100% (11)
式中:
ηec2---W2 为小值时的冷却器换热效率,%。
b) 冷却器理论上最大的传热热量Qmax只能在传热面积无限大的逆流式换热器内实现。此时,热
流体理论上可冷却到t″1=t'2,(如图2所示),即热流体所能达到的最大程度的冷却;或冷流体
理论上可加热到t″2=t'1,即冷流体所能达到的最大程度的加热。因此温差(t'1-t'2)为热流体或
冷流体的最大温差。若W2< W1,则Qmax=W2(t'1-t'2),若W1< W2,则Qmax=W1(t'1-t'2)。
图2 逆流型的间壁式冷却器中的最大温差
4.4.2.4 由3.3.2及润滑油的定压比热容小于冷却水的定压比热容得知W1< W2。
故润滑系统冷却器换热效率计算公式如式(12)所示。
ηec=ηec1=
t'1-t″1
t'1-t'2×
100% (12)
4.5 电加热器能效评定方法
4.5.1 电加热器能效评定说明
电加热器能效评定说明如下:
a) 电加热器能效由电加热器的发热效率来评定,将电加热器的发热效率值作为电加热器的能效
评定值;
b) 电加热器能效测试安装示意图参见附录E。
4.5.2 试验方法和计算
4.5.2.1 测量电加热器加热润滑油的温升值:电加热器加热润滑油的温升值通过不同方向安装的三只
测温元件测量,三只测温元件距离电加热器的距离均为100mm,取三处测量的平均值。
4.5.2.2 测量加热时间应符合3.4.2的要求,测量电加热器加热润滑油液至25℃时的加热时间T。
4.5.2.3 计算电加热器的功率方法如下:
a) 采用万用表测量电加热器的电阻。
b) 采用万用表测量电加热器工作时的电压。
c) 计算电加热器的功率,见式(13)。
P=
U2
1000R
(13)
式中:
P ---电加热器的功率,单位为千瓦(kW);
U ---电加热器工作时的电压,单位为伏(V);
R ---电加热器的电阻,单位为欧(Ω)。
d) 计算油箱的散热功率应按式(14):
Pd=
kAΔt
1000
(14)
式中:
Pd---油箱的散热功率,单位为千瓦(kW);
k ---散热系数,单位为瓦每平方米摄氏度[W/(m2·℃)];
A ---油箱散热面积,单位为平方米(m2);
Δt---润滑油的温升,单位为摄氏度(℃)。
e) 散热系数k与通风情况有关,见表2。
表2 油箱的散热系数k
散热条件 散热系数k/[W/(m2·℃)]
整体式油箱或挤在一起的油箱 11~28
正常空气中的钢制油箱 28~57
周围通风良好的油箱 57~74
周围强制通风的油箱 142~341
f) 计算电加热器的电能损失和总的电能之比,见式(15):
ηad=
PdT
PT ×100%=
Pd
P ×100%
(15)
式中:
ηad---电加热器的电能损失和总的电能之比,%;
T ---加热时间,单位为秒(s)。
g) 计算电加热器发热效率,见式(16):
ηeh=
cρVΔt
1000TP×100%
(16)
式中:
ηeh---电加热器的发热效率,%;
c ---润滑油的定压比热容,单位为焦每千克摄氏度[J/(kg·℃)];
ρ ---润滑油的密度,单位为千克每立方米(kg/m3);
V ---油箱内油液体积,单位为立方米(m3);
Δt---加热时油的温升,单位为摄氏度(℃);
P ---电加热器的功率,单位为千瓦(kW)。
附 录 A
(资料性附录)
润滑泵能效测试原理图
润滑泵能效测试原理图如图A.1所示。
说明:
1 ---电控柜;
2 ---球阀;
3 ---被测试润滑泵;
4 ---转矩转速传感器;
5 ---电动机;
6 ---单向阀;
7 ---温度计;
8 ---压力表;
9 ---节流阀;
10---流量变送器。
注1:润滑系统能效测试装置由循环系统和测试系统两部分组成。
注2:润滑泵能效测试(润滑泵总效率)回路:
循环系统油箱→2球阀→3被测试润滑泵→6单向阀→9节流阀→10流量变送器→回油箱。
图A.1 润滑泵能效测试原理图
附 录 B
(资料性附录)
润滑泵能效测试安装示意图
润滑泵能效测试安装示意图如图B.1所示。
图B.1 润滑泵能效测试安装示意图
附 录 C
(资料性附录)
冷却器能效测试原理图
冷却器能效测试原理图如图C.1所示。
说明:
1 ---电控柜;
2 ---球阀;
3 ---润滑泵;
4 ---转矩转速传感器;
5 ---电动机;
6 ---单向阀;
7 ---节流阀;
......
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