ISO 5198:1987
(Main)Centrifugal, mixed flow and axial pumps — Code for hydraulic performance tests — Precision grade
Centrifugal, mixed flow and axial pumps — Code for hydraulic performance tests — Precision grade
Forms the first of a set dealing with tests of pumps and specifies precision class tests (former class A). Engineering class I and class II tests (former classes B and C) will be the subject of a further standard. Defines the terms and quantities that are used and specifies general requirements for tests. Does not specify constructional tolerances.
Pompes centrifuges, hélico-centrifuges et hélices — Code d'essais de fonctionnement hydraulique — Classe de précision
General Information
Buy Standard
Standards Content (Sample)
IS0
INTERNATIONAL STANDARD
5198
First edition
1987-07-O 1
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION
ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
MEXflYHAPOflHAfl OPTAHM3A~klfl l-l0 CTAH~APTM3A~MM
Centrifugal, mixed flow and axial pumps - Code for
hydraulic performance tests - Precision class
Code d’essais de fonctionnement
Pompes ten trifuges, h&co-ten trifuges et hklices -
h ydraufique - Classe de prbision
Reference number
IS0 5198: 1987 (E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national standards bodies (IS0 member bodies). The work of preparing International
Standards is normally carried out through IS0 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, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the IS0 Council. They are approved in accordance with IS0 procedures requiring at
least 75 % approval by the member bodies voting.
International Standard IS0 5198 was prepared by Technical Committee ISO/TC 115,
Pumps.
Users should note that all International Standards undergo revision from time to time
and that any reference made herein to any other International Standard implies its
latest edition, unless otherwise stated.
0 International Organization for Standardization, 1987
Printed in Switzerland
ii
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IS0 5198 :I987 (E)
Contents
Page
. . . . I
0 Introduction. . . . . . .
............. 1
1 Scope . . . . . . . . .
. . . . I
2 Field of application . . . . . .
. . . . 2
3 References. . . . . . .
Section one : General recommendations
4 Definitions and symbols . . . . . . . . . . . .
5 Specified duty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6 General requirements for tests . . . . . .
Section two : Measurement methods
7 Measurement of rate of flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . * . 17
91
LI
8 Measurement of head. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..................................... 38
9 Measurement of speed of rotation
......................................... 38
10 Measurement of power input
........ . . 41
11 Measurement of pump efficiency by the thermodynamic method
.................................................. . .
12 Cavitation tests 51
Annexes
A Estimation and analysis of uncertainties . . . 57
B Comparison of test results with specified duty. . . . 61
C Thermodynamic properties of water and assessment of the accuracy
................ 65
of efficiency measurements by the thermodynamic method
D . 78
Other cavitation tests
E . 80
Frictionlosses.
. . .
III
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This page intentionally left blank
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INTERNATIONAL STANDARD
IS0 5198 : 1987 (E)
Centrifugal, mixed flow and axial pumps - Code for
hydraulic performance tests - Precision class
0 Introduction This International Standard does not recommend any construc-
tional tolerance nor any global tolerance for acceptance pur-
This International Standard is the first of a set of International poses; it is devoted to specifying and describing procedure and
Standards dealing with performance tests of centrifugal, mixed methods for accurately ascertaining the performance of a pump
flow and axial pumps (in the rest of the text referred to as under the conditions in which it is tested. Contractual
“pumps”). interpretation of the test results must be the subject of a special
agreement between the parties concerned (see annex B).
It specifies precision class tests (former class A). Engineering
class I and class II tests (former classes B and C) will be the Pump performance may be greatly affected by the installation
subject of a further International Standard? conditions, and this must be especially considered when
drawing up the contract if a precision class test is to be carried
The aims of these classes are quite different.
The precision class is mainly used for research, develop-
ment and scientific purposes in laboratories, where an
4 Scope
extremely high accuracy of measurement is important.
This International Standard specifies precision class pe rfor-
The engineering classes are generally applied for acceptance
mance tests for centrifugal, mixed flow and axial pumps.
tests.
It defines the terms and quantities that are used and specifies
In most cases, engineering class II is adequate for acceptance
general requirements for tests. It specifies ways of measuring
tests. The use of engineering class I is restricted to special
the characteristic quantities of the precision class so as
cases when there is a need to have the pump performance
to ascertain the performance of the pump and thus provide a
more precisely defined. However, there may be cases of high
basis for comparison with the performance specified in the
importance, in which even an engineering class I acceptance
contract.
test will be judged inadequate for the precision required for
defining pump performance. In these cases the use of the
The structural details of pumps and the mechanical properties
precision class may exceptionally be necessary for an accep-
of their co mponents lie outside the scope of this I
nternational
tance test.
Standard.
Attention must be paid to the fact that the accuracy required
This International Standard does not specify constructional
for a precision class test significantly increases the test costs by
tolerances, which are purely contractual.
comparison with the costs for an engineering class test.
Precision class tests may not always be practicable, even when
great effort and expense are devoted to measurements. Perfor-
2 Field of application
mance tests to precision class specifications will be required,
and are possible, only in suitable circumstances. Therefore This International Standard gives recommendations for
both the purchaser and the manufacturer shall carefully ex- hydraulic performance testing of centrifugal, mixed-flow and
amine whether the accuracy required for a precision class test axial pumps when these tests have to meet very special require-
might be achieved either on site, on the manufacturer’s test
ments for research, development or acceptance of industrial
bed or in a mutually agreed laboratory. It should be noted that it high-tech. pumps, or when very accurate knowledge of perfor-
may not be possible to guarantee precision class accuracy in
mance characteristics is of prime importance.
advance of the tests.
This International Standard also applies to models and proto-
The purpose of this International Standard is to specify how to types whether the pumps are tested on a test bench or on site if
carry out a test with extremely high precision. installation conditions so permit.
1) At present, they are dealt with in IS0 2548 and IS0 3555.
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IS0 5198 : 1987 (E)
It applies IS0 3534, Statistics - Vocabulary and symbols.
-
either to the pu mp itself without fittings, which re-
IS0 3555, Centrifugal, mixed flow and axial pumps - Code for
quires that the pump ends are accessible; or
acceptance tests - Class B.
-
to the whole assembly of pump and of all or part of its
IS0 3846, Liquid flow measurement in open channels by weirs
upstream and downstream fittings, which is the case for
and flumes - Free overfall weirs of finite crest width frec-
pumps with inaccessible ends (submerged pumps, etc.).
tangular broad-crested weirs).
NOTES
IS0 3966, Measurement of fluid flow conduits -
in closed
1 Attention is drawn to the fact that nearly all industrial needs are
Velocity area method using Pitot static tubes.
covered by the codes of acceptance testing of industrial classes I
and II.
I SO 4185, Measurement of liquid flow in closed conduits -
2 Acceptance tests for site and model storage pumps are dealt with in
Weighing method.
IEC Publications 198 and 497.
IS0 4359, Liquid flow measurement in open channels - Rec-
tangular, trapezoidal and U-shaped flumes.
3 References
IS0 4360, Liquid flow measurement in open channels by weirs
IS 0 31, Quantities, units and symbols.
and flumes - Triangular profile weirs.
IS0 555, Liquid flow measurement in open channels - Dilu-
tion methods for measurement of steady flow -
IS0 4373, Measurement of liquid flow In open channels -
Water level measuring devices.
Part 1: Constan t-rate injection method.
Part 2: Integration (sudden injection) method.
IS0 5167, Measurement of fluid flow by means of orifice
plates, nozzles and venturi tubes inserted in circular cross-
Part 3: Cons tan t-ra te injection method and integration
section conduits running full.
method using radioactive tracers.
IS0 1438, Liquid flow measurement in open channels using I S 0 5168, Measurement of fluid flow - Es tima tion of uncer-
tainty of a flow-rate measurement.
thin-plate weirs and venturi flumes.
IS0 1 4381 1, Water flow measurement in open channels using
I SO 7194, Measurement of fluid flow in closed conduits -
weirs and venturi flumes - Part I: Thin-plate weirs.
Velocity-area methods of flow measurement in swirling or
asymmetric flow conditions in circular ducts by means of
IS0 2186, Fluid flow in closed conduits - Connections for
current-meters or Pito t static tubes.
pressure signal transmissions between primary and secondary
elements.
IS0 8316, Measurement of liquid flow in closed conduits -
Method by collection of the liquid in a volumetric tank. l)
IS0 2548, Centrifugal, mixed flow and axial pumps - Code for
acceptance tests - Class C.
IEC Publication 34-2, Rotating electrical machines - Part 2:
Methods for determining losses and efficiency of rotating elec-
IS0 2975, Measurement of water flow in closed conduits -
trical machinery from tests (excluding machines for traction
Tracer methods -
vehicles).
Part I: General.
IEC Publication 41 , In terna tional code for the field acceptance
method using non-
Part 2: Constant injection
tests of hydraulic turbines.
radioactive tracers.
Part 3: Constant rate injection method using radioactive IEC Publication 193, International code for
model acceptance
tracers. tests of hydraulic turbines.
Part 6: Transit time method using non-radioactive tracers.
IEC Publication 198, International code for the field acceptance
tests of storage pumps.
Part 7: Transit time method using radioactive tracers.
IS0 3354, Measurement of clean water flow in closed con- IEC Publication 497, International code for
acceptance
- Velocity-area method using current-meters,
duits tests of storage pumps.
1) At present at the stage of draft.
2
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IS0 5198 : 1987 (E)
Section one : General recommendations
4 Definitions and symbols or the autocorrelation function, I?,, given by the equation
t+ T
1
4.1 Definitions
R, (t, T) = -
x(t) [x(t + T)] dt
s
T t
For the purposes of this International Standard, the following
definitions apply.
4.1.5 steady and unsteady process: Random process x(t)
is said to be slightly steady or steady in a general sense
when its first order statistical moment (mean ,uJ and its second
order statistical moment [variance OS, or autocorrelation func-
4.1.1 measuring system : System composed of a measuring
tion R, (t, T)] are not dependent on time t, at which the obser-
instrument, including a transducer which picks up physical in-
vation begins nor on the period of time T during which the
formation, and one or several elements in series transmitting or
observation is made.
transforming the resulting signal.
Inversely, when the statistical moments are dependent
Such a system has a response function which can be illustrated on t or
T, the physical phenomenon is said to be u nsteady.
by a gain response or a phase response curve over a frequency
range. In particular, a filtering effect appears between the
When all statistical moments of the process x(t) (beyond the
picked up physical quantity and the observed signal. This filter-
second order), which completely describe the statistical prop-
ing effect is essentially characterized by a cut frequency. In
erty of x(t), are not dependent on t and T, the process is then
most measuring systems which are used, the continuous com-
said to be strongly or strictly steady.
ponent of the signal can pass and the cut frequency is then
strongly related to the response time of the system.
NOTE - From a practical point of view and in this International Stan-
dard, only slightly steady processes are considered (first and second
order statistical moments). It should be noted that when the con-
4.1.2 measuring instrument : Instrument, forming part of a
sidered process follows a normal or Gaussian distribution law, the first
measuring system, which transforms any physical quantity
and second order statistical moments are sufficient to describe the
(pressure, speed, current, etc.) into a signal which can be statistical properties of the process completely and both concepts of
strong or slight steadiness are then equivalent.
directly observed (a mercury level, a point on a dial scale, a
digital reading, etc.).
4.1.6 steady operating conditions : The operating condi-
tions are said to be steady when the different signals delivered
4.1.3 first order statistical moment: mean value of a
by the measuring systems and the physical quantities
signal: Characterization of a random process x(t) by a first
calculated from these signals have first order (mean ,u,) and
order statistical moment which generally is the mean ,uX
second order [variance oX2, or autocorrelation function R,
calculated over a period of time T given by the equation
(t, T)] statistical moments which do not depend on the time t
at which the observation begins nor on the duration T during
t+ T
1
which the observation is made.
x(t) dt
I-& = -
s
T t
NOTE - The random signal delivered by a measuring system can be
found to be steady only if the integration period T is sufficiently long.
NOTE - To calculate the mean value of a signal or physical quantity,
This point is difficult to check for one is never calculated for a sufficient
an integration period T much longer than the response time of the cor-
duration; this is why, from a practical point of view, only a steadiness
responding measuring system is usually chosen.
with a certain confidence level is defined.
To determine simultaneously the mean value of several signals of
several physical quantities corresponding to the same operating point,
the integration period T is chosen by considering the longest response 4.1.7 unsteady operating conditions : The operating condi-
time among all the measuring systems which are used.
tions are said to be unsteady when the different signals
delivered by the measuring systems and the physical quantities
According to the value of the integration period T chosen to calculate
calculated from these signals have a first order (mean ,uJ or se-
the mean value of the signals, the operating conditions will be deter-
cond order [variance crz, or autocorrelation function R, (t, T)]
mined to be either steady or unsteady.
statistical moment which depends on the time t at which the
observation begins or on the period T during which the obser-
vation is made.
4.1.4 second order statistical moment: variance or
autocorrelation function : Characterization of a random pro-
NOTE - The dynamic component (see figure
1) of the picked up
cess x(t) by a second order statistical moment calculated over a
physical quantities has different origins :
time period Tand for which can be chosen either the variance
a) a random origin : turbulence, white noise of the electronic
a: expressed as :
system, etc.,
t+ T
b) a determinist origin: blade passing frequency, speed of rota-
1
2
tion in connection with the electric network frequency, flow
ax = -
[x(t) - p$dt
s
T t
singularities, vibration modes, etc.
3
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IS0 5198 : 1987 (E)
Tl is an insufficiently long integration period. The mean value, X, of x as estimated from T, will vary.
T2 is a sufficiently long period.
Figure 1 - Graph of the evolution of a phenomenon (supposed to be known)
It is supposed that the possible unsteadiness of the operating Then the variations of the mean value can be considered as
conditions has a frequency lower than that corresponding to these
being “slow” compared to fluctuations (see 4.1.8).
phenomena (less than half the lowest encountered frequency); as a
consequence, the integration period Twill not be less than twice the
period T corresponding to the lowest frequency mentioned above.
4.1 .lO readings: Visual observations allowing the recording
of the value of the signal delivered by a measuring system.
4.1.8 fluctuations: Periodic or random evolutions of a
phenomenon x(t) as a function of time, varying around a mean
Two types of readings should be considered:
value and describing a physical quantity or a signal delivered by
a measuring system.
a) the “quasi-instantaneous” reading of the signal, which
All evolutions having a period or a pseudo-period less than
is made during as short a time as possible (but not shorter
twice the integration period chosen to calculate the mean
than the response time of the measuring system
values are considered as fluctuations. Then the fluctuations
considered) ;
can be considered as being “rapid” compared to the variations
of the mean value (see 4.1.9).
NOTE - The group of “quasi-instantaneous” readings made
during the integration period Tallows the calculation of statistical
NOTE - Only fluctuations having a period or a pseudo-period higher
moments (see 4.1.3 and 4.1.4).
than twice the response time of the corresponding measuring system
can be detected.
b) the “averaging reading” of the signal which is made
over or at the end of the integration period T depending on
4.1.9 variations of the mean value (in unsteady
the measuring system, this “averaging reading” leads
Evolution of the mean value of a
operating conditions) :
directly to the mean value of the signal.
physical quantity or of signal delivered by a measuring system,
between one reading and the next, in unsteady operating con-
ditions.
4.1.11 set of readings: Group of “quasi-instantaneous”
The variations of the mean values should show a period or a readings leading to the determination of the values of the dif-
pseudo-period higher than twice the integration period T
ferent signal or physical quantities characterizing an operating
chosen to calculate the mean value. point.
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ISO5198:1987 (El
4.1.12 response time of a measuring instrument: Time 4.2 Quantities, symbols and units
interval between the instant when a stimulus is subjected to a
specified abrupt change and the instant when the response
Table 1 gives concepts and some of their uses in this Inter-
reaches and remains within specified limits of its final steady
national Standard, together with any associated symbols which
value.
have been allocated; it is based on IS0 31.
4.1.13 Prandtl number, Pr:
PCP The definitions, particu I arly those given for kinetic energy coef-
ficient, specific energy and NPSH may not be appropriate for
pr = --i-
completely general use in hydrodynamics, and are for the pur-
where
poses of this International Standard only.
p is the dynamic viscosity of the fluid;
A is its thermal conductivity.
Table 2 gives an alphabetical list of symbols used, and table 3
(Definition taken from IS0 31/12.) gives a list of subscripts.
List of quantities (based on IS0 3111)
Table 1 -
Quantity Definition21 Symbol Dimensiod) Unit
in M
Mass
kg
Length I L m
T
Time t S
Temperature 0 0 OC
Area A L2 m2
Volume V L3 m3
Angular velocity co T-1 rad/s
V LT-1
Velocity m/s
Acceleration due to gravity41 LT-2 m/s2
g
Number or rotations per unit time T-1
Speed of rotation n s-1
Density Mass per unit volume ML-3 kg/m3
e
Force per unit area. Unless otherwise specified all
Pressure ML-‘T-2 Pa
P
pressures are gauge pressures, i.e. measured with
respect to atmospheric pressure.
(1 bar = lo5 Pa)
Kinematic viscosity V L2T-1 m2/s
Specific energy Energy per unit mass E LZT-2 J/kg
Power (general term) P MLZT-3
W
Reynolds number Re dimensionless
D
Diameter L
Flow rates
Mass rate of flow The mass rate of flow designates the external MT-’
kg/s
4,(4)
mass rate of flow of the pump, i.e. the rate of flow
discharged into the pipe from the outlet branch of
the pump.
NOTE - Losses or abstractions inherent to the
pump, i.e. :
a) discharge necessary for hydraulic balancing
of axial thrust;
b) cooling of bearings of the pump itself;
c) water seal to the packing;
d) leakage from the fittings, internal leakage,
etc.,
are not to be reckoned in the quantity delivered. On
the contrary, if they are taken at a point before the
flow measuring section, all derived quantities used
for other purposes, such as :
e) cooling of the motor bearings;
f) cooling of a gear box (bearings, oil cooler),
etc.,
should be added to the measured rate of flow.
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IS0 5198 : 1987 (E)
Table 1 - List of quantities (based on IS0 3111) (continued)
Quantity Definition*)
Symbol Dimensiod) Unit
Volume rate of flow The outlet volume rate of flow is given by the
L3T-’ m3/s
equation
For the purposes of this international Standard, this
symbol may also designate the volume rate of flow
in a given section 5) of the pump outlet; it is the
quotient of the mass rate of flow in this section by
the density. (The section may be designated by
subscripts. )
Mean veloc :ity
The mean velocity of flow equal to the volume rate U LT-1
m/s
of flow divided by the pipe cross-section5)
Local velocity Velocity of flow at any point
V LT-1 m/s
Gauge pressure Any pressure used in this International Standard
ML-’ T-2 Pa
Pe
except atmospheric and vapour pressure; the effec-
tive pressure, relative to the atmospheric pressure.
Its value is
- positive if this pressure is greater than the
atmospheric pressure;
-
negative if this pressure is less than the
atmospheric pressure.
Atmospheric pressure
ML-’ T-2 Pa
pb
(absolute)
Vapour pressure (absolute)
ML-’ T-2 Pa
P”
Head
The energy per unit mass of fluid divided by gravita-
L m
tional acceleration.
Height
Elevation of a point above a reference plane.
2 m
If the point is below the reference plane, z is
negative.
Reference plane Any horizontal plane to be used as a datum for - -
height measurement. A materialized reference plane
may be more practical than an imaginary one for
measurement purposes.
Inlet impeller height (or eye
The height of the centre of the circle described by
7 m
‘S
height) the external point of the entrance edges of the first
impeller blades. In case of double inlet pumps, z, is
the higher impeller height.
The manufacturer should indicate the position of
this point with respect to precise reference points on
the pump.
Velocity head Height of fluid corresponding to the kinetic energy
L
m
per unit mass of fluid divided by gravitational ac-
celeration. Its value is given by the formula
a u*/2 g
Velocity head coefficient
A coefficient relating velocity head in the section a dimensionless
with the mean velocity in that section. It is defined
by the equation
A v3dA
s
=-
a
USA
If v is constant, a = 1
Available velocity head The part of the velocity head contributing to the
L
m
total head. Its value is given by the formula
a, c/*/2 g where I< a, < a
See 8.1.1.3
Available velocity head coeff i-
A coefficient relating available velocity head in a dimensionless
Qa
cient section to the mean velocity in that section.
See 8.1 .I .3
---------------------- Page: 10 ----------------------
IS05198 :I987 (E)
Table 1 - List of quantities (based on IS0 3111) (continued)
Quantity Definition*)
Symbol Dimensiod) Unit
Total head (in section i) Total head in a given section, i, is usually calculated L
Hi
as:
U2
Pei
Hi=zi +-+a,i$
Qi g
This equation assumes that pressure varies hydro-
statically in the section and that compressibility of
the liquid pumped may be neglected.
See 8.1 .I .2 concerning the correctness of this last
assumption.
Inlet total head Total head at inlet section 1
Outlet total head Total head at outlet section 2
Pump total head Algebraic difference between outlet total head H2
H
and inlet total head H, :
H=
H2 - HI
Separate evaluation of H, and H2 is not always
necessary. Other methods may even be recom-
mended if compressibility is to be accounted for.
See 8.1 J.2.
Loss of head at inlet The difference between the total head of the liquid L
HJ1
at the measuring point, or possibly of the liquid
without velocity in the suction chamber, and the
total head of the liquid in the inlet section of the
Pump.
Loss of head at outlet The difference between the total head of the liquid
HJ2
in the outlet section of the pump, and the total head
of the liquid at the measuring point.
Inlet total head increased by the head (in flowing
Net positive suction head; NPSH
(NPSH)
liquid) corresponding to the atmospheric pressure at
the test location and decreased by the sum of the
head corresponding to the vapour pressure of the
pump liquid at the inlet temperature and of the inlet
impeller height.
(NPSH) = H, + !k- - L - z,
elg e1g
NOTES
1 To maintain consistency between precision class
and engineering classes I and II, the arbitrary defini-
tion of (NPSH) is the same.
Therefore, in calculating (NPSH) values, the value
of aa is taken to be equal to unity (see velocity head
coefficient).
2 Local velocity distribution may influence (NPSH)
performance of the pump. Limitation of local veloc-
ity variation is given in clause 12.
3 It is necessary to make a distinction between
-
the (NPSH) required at given flow and speed
of rotation for a given pump - this is specified
by the manufacturer;
-
the (NPSH) available for the same flow,
which is inferred from the installation;
- the cavitation test (NPSH).
Subscripts may be used to differentiate these quan-
tities [for example (NPSH), when the value required
by the pump is concerned, (NPSH), when the
available value is concerned and (NPSH), when
cavitation test (NPSH) is concerned].
Critical net positive suction head Net positive suction head associated with
(NM-H, L
[2 + (K/2)1 % either of head drop in the first stage
or of the efficiency drop.
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ISO5198:1987 (E)
Table 1 - List of quantities (based on IS0 3111) (concluded)
Quantity Def initiod Symbol Dimensiod Unit
Type number A number defined by the equation K dimensionless
2n n (q>)l/* cr) q;l/*
=-
K=
,I7314
(gH’)3’4
where q; is the volume rate of flow per eye and H'
is the head of the first stage. This quantity shall be
calculated at the best efficiency point.
Pump power input Mechanical power transmitted to the pump shaft. P ML*T-3 W
Driver power input Power input to driving unit. ML*T-3 W
Psr
Pump power output The power transferred to the liquid at its passage ML*T-3 W
pu
through the pump
pu = eqvgff = Q4VE
Pump efficiency
pu
?f=-
dimensionless
ul
P
Overall efficiency
p,
dimensionless
qgr = p
%r
gr
1) Further symbols used in the thermodynamic method are given in table 9.
2) In order to avoid any error of interpretation, it is deemed desirable to reproduce the definitions of quantities and units as given in I SO 31 and to
supplement these definitions by some specific information on their use in this International Standard.
3) M = mass, L = length, T = time, 0 = temperature.
4) For precision class tests, the local values of g should be used. Nevertheless, in most cases, a value of 9,81 m/s* would not invol ve significant
error. The local value should be calculated by the equation
= 9,780 3 (1 + 0,005 3 sin*p) - 3 x IO-6 z
g
where cp and z are respectively the latitude, in degrees, and the altitude, in metres.
5) Attention is drawn to the fact that in this case qv may vary for different reasons across the circuit.
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IS0 5198 :I987 (E)
Table 2 - Alphabetical list of symbols
Quantity Units
Symbol
Area m2
A
m
D Diameter
-
e Relative value of uncertainty
J/kg
E Specific energy
Frequency HZ
f
Acceleration due to gravity m/s2
g
m
H Pump total head
m
Losses in terms of head of liquid
HJ
m
k Equivalent uniform roughness
dimensionless
K Type number
m
I Length
m Mass
kg
s-1
n Speed of rotation
m
Net positive suction head
(NPSH)
Pa
Pressure
P
W
P Power
Mass rate of flow kg/s
%I
msls
Volume rate of flow
qv
dimensionless
Re Reynolds number
Time S
r’
u Mean velocity m/s
m/s
V Local velocity
ms
V Volume
Height above reference plane m
2
a Velocity head coefficient dim
...
ISO
NORME INTERNATIONALE 5198
Première édition
1987-07-01
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION
ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
MEXfiYHAPOaHAfl OPI-AHM3A~MR IlO CTAHAAPTM3Al#lM
Pompes centrifuges, hélice-centrifuges et hélices -
Code d’essais de fonctionnement hydraulique -
Classe de précision
Code for hydraulic performance tests - Precision
Centrifugal, mixed flow and axial pumps -
grade
Numéro de référence
ISO 5198: 1987 (F)
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéresse par une étude a le droit de faire partie du comité technique
créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par !e Conseil de I’ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I’ISO qui requiérent l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 5198 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 115,
Pompes.
L’attention des utilisateurs est attirée sur le fait que toutes les Normes internationales
sont de temps en temps soumises à révision et que toute référence faite à une autre
Norme internationale dans le présent document implique qu’il s’agit, sauf indication
contraire, de la dernière édition.
0
0 Organisation internationale de normalisation, 1987
Imprimé en Suisse
ii
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ISO 5198 : 1987 (FI
Sommaire
Page
0 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 -
1 Objet. 1
2 Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
3 Références. 2
Section un : Recommandations générales
4 Définitions et symboles . 3
5 Régimespécifié . 10
6 Caractéristiques générales des essais. . 10
Section deux: Méthodes de mesure
7 Mesuragedudébit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
8 Mesurage de la hauteur énergétique totale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
9 Mesurage de la vitesse de rotation . 38
10 Mesurage de la puissance absorbée par la pompe . 38
11 Mesurage du rendement par la methode thermodynamique. . 41
12 Essais de cavitation . 51
Annexes
A Évaluation et analyse des incertitudes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
B Comparaison des résultats d’essai avec les valeurs spécifiées . . . . . . . . . . . . . . . 62
C Propriétés thermodynamiques de l’eau et Rvaluation de l’exactitude
des mesures de rendement par la méthode thermodynamique . . . . . . . . . . . . . . 66
D Autres essais de cavitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
E Pertes par frottement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
. . .
III
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Page blanche
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NORME INTERNATIONALE ISO 5198 : 1987 (F)
Pompes centrifuges, hélice-centrifuges et hélices -
Code d’essais de fonctionnement hydraulique -
Classe de précision
0 Introduction La présente Norme internationale ne prescrit aucune tolérance
de construction, ni aucune tolérance globale en vue de la récep-
La présente Norme internationale est la première d’une série de
tion. Elle se borne à spécifier des méthodes permettant de défi-
Normes internationales concernant les essais de fonctionne-
nir avec précision les caractéristiques de fonctionnement d’une
ment des pompes centrifuges, hélice-centrifuges et hélices
pompe dans les conditions dans lesquelles celle-ci est essayée.
(désignées dans le texte sous le terme (( pompes ))). Elle décrit
L’interprétation contractuelle des résultats d’essai doit faire
les essais de classe de précision (ancienne classe A). Les essais
l’objet d’un accord spécial entre les parties. (Voir annexe B).
de classes I et II industrielles (anciennes classes B et Cl feront
l’objet d’une Norme internationale ultérieure’).
Le fonctionnement d’une pompe dépend dans une large
mesure des conditions d’installation; celles-ci doivent donc être
Le but de ces classes est tout à fait différent.
examinées avec soin lors de la rédaction du contrat si l’on envi-
sage un essai de la classe de précision.
La classe de précision est principalement utilisée pour la
recherche, le développement et les buts scientifiques en
laboratoire lorsqu’une précision très grande dans les
1 Objet
mesures est nécessaire.
La présente Norme internationale spécifie les essais de fonc-
Les classes industrielles s’appliquent en général aux essais de
tionnement des pompes centrifuges, hélice-centrifuges et héli-
réception.
ces de la classe de précision.
Dans la plupart des cas, la classe II industrielle est suffisante
Elle définit les termes et grandeurs utilisés et fixe les méthodes
pour les essais de réception. L’utilisation de la classe I indus-
d’essai et de mesure de ces grandeurs selon les critères de la
trielle est réduite aux cas spéciaux lorsqu’il est nécessaire
classe de précision, de manière à évaluer le fonctionnement de
d’obtenir les caractéristiques de la pompe avec plus de préci-
la pompe et à pouvoir comparer ainsi les résultats obtenus aux
sion. Cependant, il peut y avoir des cas importants pour les-
caractéristiques spécifiées dans le contrat.
quels même un essai de réception fait selon la classe I indus-
trielle peut ne pas être jugé suffisant vis-à-vis de la précision
La présente Norme internationale ne concerne ni les détails de
nécessaire pour la définition des caractéristiques de la pompe;
construction de la pompe, ni les propriétés mécaniques de ses
dans ces cas, l’utilisation d’une méthode de précision peut être
parties constituantes.
exceptionnellement nécessaire pour un essai de réception.
Elle ne spécifie pas les tolérances de construction qui sont pure-
L’attention est attirée sur le fait qu’un essai fait avec la précision
ment contractuelles.
requise pour la classe de précision revient à un prix beaucoup
plus élevé qu’un essai de classe I ou II industrielle.
Les essais de la classe de précision ne sont pas toujours réalisa- 2 Domaine d’application
bles même au prix de grands efforts et de grandes dépenses.
La présente Norme internationale donne des recommandations
Les essais de fonctionnement de la classe de précision ne
seront donc exigés, et ne sont donc possibles, que dans des cir- permettant d’effectuer les essais de fonctionnement hydrauli-
constances spéciales. L’acheteur et le constructeur doivent par que des pompes centrifuges, hélice-centrifuges et hélices lors-
conséquent examiner sérieusement la manière dont on peut que ces essais doivent répondre à des exigences très spéciales
obtenir la précision requise pour cette classe de précision: in de recherche, de développement ou de réception de pompes
industrielles de haute technicité ou lorsqu’une connaissance
situ, sur banc d’essai chez le constructeur ou dans un labora-
toire choisi par accord mutuel. À noter que la précision de la très précise des caractéristiques de fonctionnement revêt une
importance primordiale.
classe de précision ne peut pas toujours être garantie avant les
essais.
La présente Norme internationale s’applique également aux
Le but de la présente Norme internationale est d’être un guide
modèles et aux prototypes, que ces pompes soient essayées
pour effectuer un essai avec une précision extrêmement sur une installation d’essai ou in situ si les conditions d’installa-
grande.
tion le permettent.
1) Actuellement, ils font l’objet de I’ISO 2548 et de I’ISO 3555.
1
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ISO 3534, Statistique - Vocabulaire et symboles.
Elle s’applique
-
soit à la pompe elle-même, sans aucun de ses accessoi-
I SO 3555, Pompes centrifuges, hélice-centrifuges et héJicojL
res, ce qui exige que la pompe ait ses extrémités accessi-
des - Code d’essais de réception - Classe 8.
bles,
ISO 3046, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
-
soit à l’ensemble de la pompe et de tout ou partie de
verts au moyen de déversoirs et de canaux jaugeurs - Déver-
ses accessoires amont et aval, ce qui est nécessairement le
soirs à largeur de crête finie et à déversement dénoyé (déver-
cas pour les pompes à extrémités inaccessibles (pompes
soirs rectangulaires à seuil épais).
submersibles, etc.).
ISO 3966, Mesure du débit des fluides dans les conduites
NOTES
fermées - Méthode d’exploration du champ des vitesses au
1 L’attention est attirée sur le fait que la presque totalité des besoins
moyen de tubes de Pitot doubles.
industriels est couverte par les codes d’essais de réception de classes I
et II industrielles.
ISO 4185, Mesure de débit des liquides dans les conduites
2 Les essais de réception des pompes d’accumulation in situ et sur
fermées - Méthode par pesée.
modèle font l’objet des Publications CEI 198 et CEI 497.
ISO 4359, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
verts - Canaux jaugeurs à col rectangulaire, à col trapkoïdal
3 Références
.
et à col en U.
ISO 31, Grandeurs, unités et symboles.
ISO 4360, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
ISO 555, Mesure de débit des liquides dans les canaux dkou-
verts au moyen de dkversoirs et de canaux jaugeurs. Déversoirs
verts - M&hodes de dilution pour Je mesurage du débit en
à profil triangulaire.
rhginie permanent -
ISO 4373, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
Partie 7: M&hode flinjection à débit constant.
verts - Appareils de mesure du niveau de l’eau.
Partie 2: Méthode par intégration (injection instantanée).
à débit constant et par inté-
Partie 3: Méthode fiinjection ISO 5167, Mesure de débit des fluides au moyen de diaphrag-
gra tion, utilisant des traceurs radioactifs. mes, tuyères et tubes de Venturiinsérés dans des conduites en
charge de section circulaire.
ISO 1438, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
verts au moyen de déversoirs en mince paroi et canaux Venturi
ISO 5168, Mesure de débit des fluides - Calcul de l’erreur
limite sur une mesure de débit.
ISO 143W1, Mesure de débit de l’eau dans les canaux décou-
verts au moyen de déversoirs et de canaux Venturi - Partie 7:
I SO 7194, Mesure de débit des fluides dans les conduites
Déversoirs en mince paroi.
fermées - Mesure de débit dans les conduites circulaires dans
Je cas d’un écoulement giratoire ou dissymétrique par explora-
ISO 2186, Débit des fluides dans les conduites fermées -
tion du champ des vitesses au moyen de moulinets ou de tubes
Liaisons pour la transmission du signal de pression entre les
de Pitot doubles.
éléments primaires et secondaires.
ISO 8316, Mesure de débit des liquides dans les conduites fer-
I S 0 2548, Pompes centrifuges, hélice-centrifuges et hélicoï-
mées - Méthode par jaugeage d’un réservoir volumé-
des - Code d’essais de réception - Classe C.
trique. l)
ISO 2975, Mesure du dt$bit de l’eau dans les conduites fer-
Publication CEI 34-2, Machines électriques tournantes -
mées - Méthodes par traceurs -
Partie 2: Méthodes pour la détermination des pertes et du ren-
Partie 7: Généralités.
dement des machines électriques tournantes à partir d’essais fà
Partie 2: M&hode d’Yinjection à d&bit constant, utilisant des l’exclusion des machines pour véhicules de traction).
traceurs non radioactifs.
Publication CEI 41, Code international concernant les essais de
Partie 3: Méthode d’Xnjection à débit constant, utilisant des
réception sur place des turbines hydrauliques.
traceurs radioactifs.
Partie 6: M&hode du temps de transit, utilisant des traceurs
Publication CEI 193, Code international concernant les essais
non radioactr’fs.
de réception sur modèle des turbines hydrauliques.
Partie 7: M&hode du temps de transit, utilisant des traceurs
Publication CEI 198, Code international concernant les essais
radioactifs.
de réception sur place des pompes d’accumulation.
ISO 3354, Mesure du débit d’eau propre dans les conduites fer-
Publication CEI 497, Code international concernant les essais
m&es - Mkhode d’exploration du champ des vitesses au
de réception sur modèle réduit des pompes d’accumulation.
moyen de moulinets.
1) Actuellement au stade de projet.
2
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Section un : Recommandations générales
.
4 Définitions et symboles soit la fonction d’autocorrélation, &, exprimée par
t+ T
1
4.1 Définitions
R,, (t, T) = - x(t) [x(t + T)] dt
s
T r
Dans le cadre de la présente Norme internationale, les défini-
tions suivantes sont applicables.
4.1.5 processus stationnaire et instationnaire : Un pro-
cessus aléatoire x(t) est dit faiblement stationnaire ou
stationnaire au sens large lorsque son moment statistique du
4.1.1 système de mesure: Système composé d’un instru-
premier ordre (moyenne ,IA,) et son moment statistique du
ment de mesure comprenant un transducteur qui relève I’infor-
second ordre [varianceaX2 ou fonction de corrélation R,, (t, T) J
mation physique et d’un ou plusieurs éléments en série qui
ne dépendent ni du temps t auquel l’observation commence, ni
transmettent ou transforment le signal résultant.
de la période de temps T durant laquelle l’observation est faite.
Un tel système a une fonction de réponse qui peut être repré-
À 1’ inverse, tatistiques dépendent de t
lorsque les moments s ou
sentée par une courbe de réponse en gain ou en phase dans
de T, les p hénomènes physiques sont dits instationnaires
une bande de fréquences. En particulier, un effet de filtrage
apparaît entre la grandeur physique relevée et le signal observé.
Lorsque tous les moments statistiques du processus x(t)
Cet effet de filtrage est essentiellement caractérisé par une fré-
(au-delà du second ordre) qui décrivent complètement la pro-
quence de coupure. Dans la plupart des systèmes de mesurage
priété statistique de x(t) ne dépendent ni de t ni de T, le proces-
qui sont utilisés, la composante continue du signal peut passer
sus est alors dit fortement stationnaire ou stationnaire au
et la fréquence de coupure est alors fortement liée au temps de
sens strict.
réponse du système.
NOTE - D’un point de vue pratique et dans le cadre de la présente
Norme internationale, ne sont pris en considération que les processus
4.1.2 instrument de mesure: Instrument inclus dans un
faiblement stationnaires (moments statistiques du premier et du
système de mesure, et qui permet de transformer toute gran-
second ordre). On notera que lorsque le processus considéré suit une
deur physique (pression, vitesse, intensité, etc.) en un signal
loi de distribution normale de Gauss, les moments statistiques du pre-
qui peut être observé directement (niveau de mercure, gradua-
mier et du second ordre suffisent pour décrire complètement les pro-
tion sur un cadran, lecture digitale, etc.).
priétés statistiques du processus, et les concepts de stationnarité forte
ou faible sont alors équivalents.
4.1.3 moment statistique du premier ordre: valeur
4.1.6 conditions de fonctionnement stables: Les condi-
moyenne d’un signal : Caractérisation d’un processus aléa-
tions de fonctionnement sont dites stables lorsque des signaux
toire x(t) par un moment statistique du premier ordre qui est
différents délivrés par des systèmes de mesure et les grandeurs
généralement la moyenne pX calculée sur une période de temps
physiques calculées à partir de ces signaux ont des moments
T et exprimée par
statistiques du premier ordre (valeur moyenne pl,) et du second
f+ T ordre [variante 0~2,
ou fonction d’autocorrélation R,, (t, T)]
1
x(t) dt
& = - qui ne dépendent ni du temps t auquel l’observation com-
s
T t
mence, ni de la période T pendant laquelle l’observation est
faite.
NOTE - Pour calculer la valeur moyenne d’un signal ou d’une gran-
deur physique, on choisit en général une période T beaucoup plus lon-
NOTE - Le signal aléatoire délivré par un système de mesure ne peut
gue que le temps de réponse du système de mesure correspondant.
être considéré comme stable que si la période d’intégration Test suffi-
Afin de déterminer simultanément la valeur moyenne de plusieurs
samment longue. Ce point est difficile à vérifier, car on n’est jamais sûr
signaux de plusieurs grandeurs physiques correspondant au même
que l’intégration est faite sur une durée T suffisamment longue; c’est
point de fonctionnement, la période T est choisie en prenant en consi-
pourquoi, d’un point de vue pratique, seule une stationnarité avec un
dération le temps de réponse le plus long parmi ceux de tous les systè-
certain niveau de confiance est définie.
mes de mesure utilisés.
En fonction de la valeur de la période T choisie pour calculer la valeur
4.1.7 conditions de fonctionnement instables : Les condi-
moyenne des signaux, on vérifiera que les conditions de fonctionne-
tions de fonctionnement sont dites instables si les différents
ment sont stables ou instables.
signaux délivrés par les systèmes de mesure et les grandeurs
physiques calculées à partir de ces signaux ont un moment sta-
tistique du premier ordre (valeur moyenne PJ ou du second
4.1.4 moment statistique du second ordre: variante et
ordre [variante a,? ou fonction d’autocorrélation R,, (t, T)]
fonction d’autocorrélation : Un processus aléatoire x(t) est
qui dépend du temps t auquel l’observation commence ou de la
caractérisé par un moment statistique de second ordre calculé
durée T pendant laquelle l’observation est faite.
sur une période de temps Tet pour lequel on peut choisir soit la
variante, On*, exprimée par
N OTE - La composante dyna #mique (voir figure 1) des signaux relevés
a différentes origines :
t+ T
2 ’
a, = -
a) une origine aléatoire : tu rbulence, bruit blanc du systéme élec-
[x(t) - p,]2 dt
s
T t
tronique, etc.,
3
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est une durée d’intégration insuffisamment longue, car la valeur moyenne Yde X, estimée à partir de T, sera variable
est une durée suffisamment longue
- Graphe montrant l’évolution d’un phénomène (supposé connu)
Figure 1
b) une origine déterministe : fréquence de passage des aubes, Les variations de la valeur moyenne devraient présenter une
vitesse de rotation liée à la fréquence du réseau, singularités dans période ou une pseudo-période supérieure à deux fois le temps
l’écoulement, modes vibratoires, etc.
d’intégration T choisi pour calculer la valeur moyenne.
II est admis que les instabilités possibles des conditions de fonctionne-
De ce fait, les variations de la valeur moyenne peuvent être con-
ment ont des fréquences plus basses que celles correspondant aux
sidérées comme étant (( lentes 1) comparativement aux fluctua-
phénomènes mentionnés ci-dessus (moins de la moitié de la fréquence
la plus basse rencontrée) ; en conséquence, la durée d’intégration T ne tions (voir 4.1.8).
sera pas inférieure à deux fois la période T correspondant à la plus
basse fréquence mentionnée ci-dessus.
4.1 .lO lectures: Observations visuelles permettant de relever
la valeur d’un signal délivré par un système de mesure.
4.1.8 fluctuations: Évolutions périodiques ou aléatoires d’un
phénomène x(t) fonction du temps, variant autour d’une valeur
Deux types de lectures sont à considérer:
moyenne et décrivant une grandeur physique ou un signal déli-
vré par un système de mesure.
a) la lecture ((quasi-instantanée)) du signal, qui est faite
pendant un temps aussi court que possible (mais pas infé-
Sont considérées comme fluctuations toutes évolutions ayant
rieur au temps de réponse du système de mesure
une période ou une pseudo-période inférieure à deux fois la considéré).
période d’intégration choisie pour calculer la valeur moyenne.
Alors, les fluctuations peuvent être considérées comme étant
NOTE - La série des lectures «quasi-instantanées» faites pendant
(( rapides)) en comparaison avec les variations de la valeur la durée d’intégration T permet de calculer les moments statisti-
ques (voir 4.1.3 et 4.1.4).
moyenne (voir 4.1.9).
b) la (( lecture moyenne» d’un signal faite pendant ou à la
NOTE - Seules les fluctuations ayant une période ou une pseudo-
période supérieure à deux fois le temps de réponse du système de fin de la durée d’intégration T qui dépend du système de
mesure correspondant peuvent être détectées.
mesure. Cette ((lecture moyenne)) donne directement la
valeur moyenne du signal.
4.1.9 variations de la valeur moyenne (dans les condi-
tions de fonctionnement instables): Évolution de la valeur 4.1.11 série de lectures: Série de lectures quasi-
moyenne d’une grandeur physique ou d’un signal délivré par un instantanées conduisant à la détermination de la valeur
système de mesure, entre une lecture et la suivante, dans des moyenne de chacun des différents signaux ou grandeurs physi-
conditions de fonctionnement instables. ques caractérisant un point de fonctionnement.
4
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ISO 5198 : 1987 0
4.2 Grandeurs, symboles et unités
4.1.12 temps de réponse d’un instrument de mesurage:
Intervalle de temps compris entre le moment où un signal
d’entrée subit un changement brusque spécifié et le moment
Le tableau 1 indique les grandeurs, certaines avec leurs défini-
où le signal de sortie atteint, dans les limites spécifiées, sa
tions, utilisées dans la présente Norme internationale, ainsi que
valeur finale en régime établi et s’y maintient.
les symboles et unités qui leur ont été attribués sur la base de
I’ISO 31.
4.1.13 nombre de Prandtl, Pr:
Les définitions, notamment celles du coefficient d’énergie ciné-
pc,
=-
Pr
tique, de l’énergie massique et du NPSH peuvent ne pas être de
A
valeur générale pour toute I’hydrodynamique et ne s’appliquent
où
que dans le cadre de la présente Norme internationale.
p est la viscosité dynamique du fluide;
Le tableau 2 donne une liste alphabétique des symboles utilisés,
 est sa conductivité thermique.
et le tableau 3 donne une liste des lettres et chiffres utilisés
(Définition de I’ISO 31/12.) comme indices.
Tableau 1 - Liste des grandeurs (basées sur I’ISO 3111)
Définition*) Symbole Dimensions3) Unité
Grandeur
in M
Masse
Longueur L
T S
Temps
Température 0 OC
L2 m2
Aire
,
L3 m3
Volume
Vitesse angulaire T-1 rad/s
LT-’
Vitesse mis
Accélération due à la pesanteur4) LT-2 ml9
T-1
Vitesse de rotation Nombre de tours par unité de temps s-1
Masse par unité de volume ML-3 kg/ms
Masse volumique
Pression Force par unité de surface. Sauf indication contraire, ML-‘T-2 Pa
toutes les pressions sont effectives, c’est-à-dire (1 bar = 105 Pa)
mesurées par rapport à la pression atmosphérique.
Viscosité cinématique V LZT-1 m2ls
Énergie massique Énergie par unité de masse E LZT-2 J/kg
P MLZT-3
Puissance (terme général) W
Nombre de Reynolds Re nombre sans
dimension
Diamètre D L m
Débit-masse Le débit-masse désigne le débit-masse extérieur de MT-’ kg/s
4,, (4
la pompe, c’est-à-dire le débit refoulé dans la con-
duite à partir de l’orifice de refoulement de la
pompe.
NOTE - Ne sont pas comptées dans le débit les fui-
tes ou dérivations propres à la pompe, c’est-à-dire:
a) débit nécessaire à l’équilibrage hydraulique
de la poussée axiale ;
b) refroidissement des paliers de la pompe elle-
même;
c) injection dans le joint hydraulique des
presse-étoupe;
d) fuites des garnitures, fuite interne, etc.
Sont par contre ajoutés au débit mesuré, si leur pré-
lèvement se fait en un point situé avant la section de
mesurage du débit, tous les débits dérivés utilisés à
d’autres fins telles que;
e) refroidissement des paliers du moteur;
f) refroidissement d’un multiplicateur (paliers,
réfrigérateur d’huile) etc.
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ISO 5198 : 1987 (F)
Tableau 1 - Liste des grandeurs (basées sur I’ISO 3111) (suite)
Grandeur Définition*) Symbole Dimensions3) Unité
Débit-volume Le débit-volume au refoulement est donné par la for-
L3T-’
m3ls
qv(Q)
mule :
qrn
qv = -
e
Dans le cadre de la présente Norme internationale,
ce symbole peut aussi désigner le débit-volume dans
une section données), qui est le quotient du débit-
masse dans cette section par la masse volumique.
(On peut désigner cette section par les indices pré-
vus).
u LT-’ mis
Vitesse moyenne Vitesse moyenne de l’écoulement égale au débit-
volume divisé par l’aire de la section droite de la
conduite5)
u=%
A
Vitesse du fluide en un point quelconque V LT-’ mis
Vitesse locale
ML-’ T-2 Pa
Pression effective Toute pression utilisée dans la présente Norme inter-
4
nationale sauf la pression atmosphérique et la ten-
sion de vapeur. C’est la pression effective par rap-
port à la pression atmosphérique. Sa valeur est
- positive, si cette pression est supérieure à la
pression atmosphérique;
-
négative, si cette pression est inférieure à la
pression atmosphérique.
Pression atmosphérique
ML-’ T-2 Pa
pb
(absolue)
ML-’ T-2
Tension de vapeur (absolue) Pa
PV
L m
Hauteur Énergie par unité de masse du fluide divisée par
l’accélération due à la pesanteur
7
L m
Altitude Élévation d’un point au-dessus du plan de référence. 4,
Si le point est en-dessous du plan de référence, z est
négatif.
- - -
Tout plan horizontal peut être utilisé comme réfé-
Plan de référence
rence pour la mesure d’une altitude. Pour effectuer
les mesures, un plan de référence matérialisé peut
être plus pratique qu’un plan imaginaire.
Hauteur du centre du cercle décrit par le point L m
Altitude de la roue d’aspiration
(ou altitude de I’œillard) externe des bords d’entrée des aubes de la première
roue. Dans le cas de pompes à double ouïe d’aspira-
tion, z, est la hauteur de la roue la plus élevée.
Le constructeur devra indiquer la position de ce
point par rapport à des points de référence précis de
la pompe.
L m
Hauteur dynamique Hauteur correspondant à l’énergie cinétique par
unité de masse du fluide divisée par l’accélération
due à la pesanteur. Elle s’exprime par
a u2/2 g
Coefficient d’énergie cinétique Coefficient reliant la hauteur dynamique dans la sec- a nombre sans
dimension
tion à la vitesse moyenne dans cette section. II est
défini par
v3 dA
A
s
=-
a
USA
Si v est constant, a = 1
L m
Hauteur dynamique disponible Partie de la hauteur dynamique contribuant à la hau-
teur totale de charge. Sa valeur est calculée à partir
de
a, U2/2 g où 1
Voir 8.1 .1.3
nombre sans
Coefficient d’énergie cinétique Coefficient reliant la hauteur dynamique disponible
aa
dimension
dans une section à la vitesse moyenne dans cette
disponible
section.
Voir 8.1 .1.3
6
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ISO5198:1987 (FI
Tableau 1 - Liste des grandeurs (basées sur I’ISO 31)1) (suite)
Définition*) Dimensions3)
Grandeur Symbole Unité
1
Hauteur totale de charge (dans la Dans une section donnée, i, la hauteur totale de L
Hi
section i) charge est normalement calculée par:
112
Hi=~; +ppi+a.v
ar2 g
Qilp
Cette formule suppose que la pression varie hydro-
statiquement dans la section et que la compressibi-
lité du liquide pompé peut être négligée.
Voir 8.1.1.2 pour les corrections relatives à cette
dernière hypothèse.
Hauteur totale de charge à I’aspi- Hauteur totale de charge dans la section 1 d’aspira-
H,
ration tion de la pompe
Hauteur totale de charge au Hauteur totale de charge dans la section 2 de refou-
H2
refoulement lement de la pompe
Hauteur énergétique totale (ou
Différence algébrique entre la hauteur totale de H
hauteur totale d’élévation de la charge au refoulement H2 et la hauteur totale de
charge à l’aspiration H, :
pompe)
H = H2 - H,
L’évaluation séparée de H, et de H2 n’est pas tou-
jours nécessaire. D’autres méthodes peuvent même
être recommandées si la compressibilité doit être
prise en compte : Voir 8.1.1.2.
Perte de charge à l’aspiration Différence entre la hauteur totale du liquide au point
HJl
de mesurage, ou éventuellement du liquide sans
vitesse dans le bassin d’aspiration, et la hauteur
totale du liquide dans la section d’aspiration de la
pompe.
Perte de charge au refoulement Différence entre la hauteur totale du liquide dans la
HJ2
section de refoulement de la pompe et la hauteur
totale du liquide au point de mesurage.
Hauteur de charge nette absolue Hauteur totale de charge à l’aspiration, augmentée (NPSH)
à l’aspiration (NPSH) de la hauteur correspondant à la pression atmosphé-
rique et diminuée de la somme de la hauteur corres-
pondant à la tension de vapeur à la température
d’aspiration et de l’altitude de la roue d’aspiration :
(NPSH) = H, + 5 - -&- - z1
Ql g @l g
NOTES
1 Pour assurer la cohérence entre les codes de
classes de précision et de classes I et II indust
...
ISO
NORME INTERNATIONALE 5198
Première édition
1987-07-01
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION
ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
MEXfiYHAPOaHAfl OPI-AHM3A~MR IlO CTAHAAPTM3Al#lM
Pompes centrifuges, hélice-centrifuges et hélices -
Code d’essais de fonctionnement hydraulique -
Classe de précision
Code for hydraulic performance tests - Precision
Centrifugal, mixed flow and axial pumps -
grade
Numéro de référence
ISO 5198: 1987 (F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéresse par une étude a le droit de faire partie du comité technique
créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par !e Conseil de I’ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I’ISO qui requiérent l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 5198 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 115,
Pompes.
L’attention des utilisateurs est attirée sur le fait que toutes les Normes internationales
sont de temps en temps soumises à révision et que toute référence faite à une autre
Norme internationale dans le présent document implique qu’il s’agit, sauf indication
contraire, de la dernière édition.
0
0 Organisation internationale de normalisation, 1987
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 5198 : 1987 (FI
Sommaire
Page
0 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 -
1 Objet. 1
2 Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
3 Références. 2
Section un : Recommandations générales
4 Définitions et symboles . 3
5 Régimespécifié . 10
6 Caractéristiques générales des essais. . 10
Section deux: Méthodes de mesure
7 Mesuragedudébit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
8 Mesurage de la hauteur énergétique totale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
9 Mesurage de la vitesse de rotation . 38
10 Mesurage de la puissance absorbée par la pompe . 38
11 Mesurage du rendement par la methode thermodynamique. . 41
12 Essais de cavitation . 51
Annexes
A Évaluation et analyse des incertitudes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
B Comparaison des résultats d’essai avec les valeurs spécifiées . . . . . . . . . . . . . . . 62
C Propriétés thermodynamiques de l’eau et Rvaluation de l’exactitude
des mesures de rendement par la méthode thermodynamique . . . . . . . . . . . . . . 66
D Autres essais de cavitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
E Pertes par frottement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
. . .
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
Page blanche
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 5198 : 1987 (F)
Pompes centrifuges, hélice-centrifuges et hélices -
Code d’essais de fonctionnement hydraulique -
Classe de précision
0 Introduction La présente Norme internationale ne prescrit aucune tolérance
de construction, ni aucune tolérance globale en vue de la récep-
La présente Norme internationale est la première d’une série de
tion. Elle se borne à spécifier des méthodes permettant de défi-
Normes internationales concernant les essais de fonctionne-
nir avec précision les caractéristiques de fonctionnement d’une
ment des pompes centrifuges, hélice-centrifuges et hélices
pompe dans les conditions dans lesquelles celle-ci est essayée.
(désignées dans le texte sous le terme (( pompes ))). Elle décrit
L’interprétation contractuelle des résultats d’essai doit faire
les essais de classe de précision (ancienne classe A). Les essais
l’objet d’un accord spécial entre les parties. (Voir annexe B).
de classes I et II industrielles (anciennes classes B et Cl feront
l’objet d’une Norme internationale ultérieure’).
Le fonctionnement d’une pompe dépend dans une large
mesure des conditions d’installation; celles-ci doivent donc être
Le but de ces classes est tout à fait différent.
examinées avec soin lors de la rédaction du contrat si l’on envi-
sage un essai de la classe de précision.
La classe de précision est principalement utilisée pour la
recherche, le développement et les buts scientifiques en
laboratoire lorsqu’une précision très grande dans les
1 Objet
mesures est nécessaire.
La présente Norme internationale spécifie les essais de fonc-
Les classes industrielles s’appliquent en général aux essais de
tionnement des pompes centrifuges, hélice-centrifuges et héli-
réception.
ces de la classe de précision.
Dans la plupart des cas, la classe II industrielle est suffisante
Elle définit les termes et grandeurs utilisés et fixe les méthodes
pour les essais de réception. L’utilisation de la classe I indus-
d’essai et de mesure de ces grandeurs selon les critères de la
trielle est réduite aux cas spéciaux lorsqu’il est nécessaire
classe de précision, de manière à évaluer le fonctionnement de
d’obtenir les caractéristiques de la pompe avec plus de préci-
la pompe et à pouvoir comparer ainsi les résultats obtenus aux
sion. Cependant, il peut y avoir des cas importants pour les-
caractéristiques spécifiées dans le contrat.
quels même un essai de réception fait selon la classe I indus-
trielle peut ne pas être jugé suffisant vis-à-vis de la précision
La présente Norme internationale ne concerne ni les détails de
nécessaire pour la définition des caractéristiques de la pompe;
construction de la pompe, ni les propriétés mécaniques de ses
dans ces cas, l’utilisation d’une méthode de précision peut être
parties constituantes.
exceptionnellement nécessaire pour un essai de réception.
Elle ne spécifie pas les tolérances de construction qui sont pure-
L’attention est attirée sur le fait qu’un essai fait avec la précision
ment contractuelles.
requise pour la classe de précision revient à un prix beaucoup
plus élevé qu’un essai de classe I ou II industrielle.
Les essais de la classe de précision ne sont pas toujours réalisa- 2 Domaine d’application
bles même au prix de grands efforts et de grandes dépenses.
La présente Norme internationale donne des recommandations
Les essais de fonctionnement de la classe de précision ne
seront donc exigés, et ne sont donc possibles, que dans des cir- permettant d’effectuer les essais de fonctionnement hydrauli-
constances spéciales. L’acheteur et le constructeur doivent par que des pompes centrifuges, hélice-centrifuges et hélices lors-
conséquent examiner sérieusement la manière dont on peut que ces essais doivent répondre à des exigences très spéciales
obtenir la précision requise pour cette classe de précision: in de recherche, de développement ou de réception de pompes
industrielles de haute technicité ou lorsqu’une connaissance
situ, sur banc d’essai chez le constructeur ou dans un labora-
toire choisi par accord mutuel. À noter que la précision de la très précise des caractéristiques de fonctionnement revêt une
importance primordiale.
classe de précision ne peut pas toujours être garantie avant les
essais.
La présente Norme internationale s’applique également aux
Le but de la présente Norme internationale est d’être un guide
modèles et aux prototypes, que ces pompes soient essayées
pour effectuer un essai avec une précision extrêmement sur une installation d’essai ou in situ si les conditions d’installa-
grande.
tion le permettent.
1) Actuellement, ils font l’objet de I’ISO 2548 et de I’ISO 3555.
1
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60 5198 : 1987 (FI
ISO 3534, Statistique - Vocabulaire et symboles.
Elle s’applique
-
soit à la pompe elle-même, sans aucun de ses accessoi-
I SO 3555, Pompes centrifuges, hélice-centrifuges et héJicojL
res, ce qui exige que la pompe ait ses extrémités accessi-
des - Code d’essais de réception - Classe 8.
bles,
ISO 3046, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
-
soit à l’ensemble de la pompe et de tout ou partie de
verts au moyen de déversoirs et de canaux jaugeurs - Déver-
ses accessoires amont et aval, ce qui est nécessairement le
soirs à largeur de crête finie et à déversement dénoyé (déver-
cas pour les pompes à extrémités inaccessibles (pompes
soirs rectangulaires à seuil épais).
submersibles, etc.).
ISO 3966, Mesure du débit des fluides dans les conduites
NOTES
fermées - Méthode d’exploration du champ des vitesses au
1 L’attention est attirée sur le fait que la presque totalité des besoins
moyen de tubes de Pitot doubles.
industriels est couverte par les codes d’essais de réception de classes I
et II industrielles.
ISO 4185, Mesure de débit des liquides dans les conduites
2 Les essais de réception des pompes d’accumulation in situ et sur
fermées - Méthode par pesée.
modèle font l’objet des Publications CEI 198 et CEI 497.
ISO 4359, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
verts - Canaux jaugeurs à col rectangulaire, à col trapkoïdal
3 Références
.
et à col en U.
ISO 31, Grandeurs, unités et symboles.
ISO 4360, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
ISO 555, Mesure de débit des liquides dans les canaux dkou-
verts au moyen de dkversoirs et de canaux jaugeurs. Déversoirs
verts - M&hodes de dilution pour Je mesurage du débit en
à profil triangulaire.
rhginie permanent -
ISO 4373, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
Partie 7: M&hode flinjection à débit constant.
verts - Appareils de mesure du niveau de l’eau.
Partie 2: Méthode par intégration (injection instantanée).
à débit constant et par inté-
Partie 3: Méthode fiinjection ISO 5167, Mesure de débit des fluides au moyen de diaphrag-
gra tion, utilisant des traceurs radioactifs. mes, tuyères et tubes de Venturiinsérés dans des conduites en
charge de section circulaire.
ISO 1438, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
verts au moyen de déversoirs en mince paroi et canaux Venturi
ISO 5168, Mesure de débit des fluides - Calcul de l’erreur
limite sur une mesure de débit.
ISO 143W1, Mesure de débit de l’eau dans les canaux décou-
verts au moyen de déversoirs et de canaux Venturi - Partie 7:
I SO 7194, Mesure de débit des fluides dans les conduites
Déversoirs en mince paroi.
fermées - Mesure de débit dans les conduites circulaires dans
Je cas d’un écoulement giratoire ou dissymétrique par explora-
ISO 2186, Débit des fluides dans les conduites fermées -
tion du champ des vitesses au moyen de moulinets ou de tubes
Liaisons pour la transmission du signal de pression entre les
de Pitot doubles.
éléments primaires et secondaires.
ISO 8316, Mesure de débit des liquides dans les conduites fer-
I S 0 2548, Pompes centrifuges, hélice-centrifuges et hélicoï-
mées - Méthode par jaugeage d’un réservoir volumé-
des - Code d’essais de réception - Classe C.
trique. l)
ISO 2975, Mesure du dt$bit de l’eau dans les conduites fer-
Publication CEI 34-2, Machines électriques tournantes -
mées - Méthodes par traceurs -
Partie 2: Méthodes pour la détermination des pertes et du ren-
Partie 7: Généralités.
dement des machines électriques tournantes à partir d’essais fà
Partie 2: M&hode d’Yinjection à d&bit constant, utilisant des l’exclusion des machines pour véhicules de traction).
traceurs non radioactifs.
Publication CEI 41, Code international concernant les essais de
Partie 3: Méthode d’Xnjection à débit constant, utilisant des
réception sur place des turbines hydrauliques.
traceurs radioactifs.
Partie 6: M&hode du temps de transit, utilisant des traceurs
Publication CEI 193, Code international concernant les essais
non radioactr’fs.
de réception sur modèle des turbines hydrauliques.
Partie 7: M&hode du temps de transit, utilisant des traceurs
Publication CEI 198, Code international concernant les essais
radioactifs.
de réception sur place des pompes d’accumulation.
ISO 3354, Mesure du débit d’eau propre dans les conduites fer-
Publication CEI 497, Code international concernant les essais
m&es - Mkhode d’exploration du champ des vitesses au
de réception sur modèle réduit des pompes d’accumulation.
moyen de moulinets.
1) Actuellement au stade de projet.
2
---------------------- Page: 6 ----------------------
60 5198 : 1987 (FI
Section un : Recommandations générales
.
4 Définitions et symboles soit la fonction d’autocorrélation, &, exprimée par
t+ T
1
4.1 Définitions
R,, (t, T) = - x(t) [x(t + T)] dt
s
T r
Dans le cadre de la présente Norme internationale, les défini-
tions suivantes sont applicables.
4.1.5 processus stationnaire et instationnaire : Un pro-
cessus aléatoire x(t) est dit faiblement stationnaire ou
stationnaire au sens large lorsque son moment statistique du
4.1.1 système de mesure: Système composé d’un instru-
premier ordre (moyenne ,IA,) et son moment statistique du
ment de mesure comprenant un transducteur qui relève I’infor-
second ordre [varianceaX2 ou fonction de corrélation R,, (t, T) J
mation physique et d’un ou plusieurs éléments en série qui
ne dépendent ni du temps t auquel l’observation commence, ni
transmettent ou transforment le signal résultant.
de la période de temps T durant laquelle l’observation est faite.
Un tel système a une fonction de réponse qui peut être repré-
À 1’ inverse, tatistiques dépendent de t
lorsque les moments s ou
sentée par une courbe de réponse en gain ou en phase dans
de T, les p hénomènes physiques sont dits instationnaires
une bande de fréquences. En particulier, un effet de filtrage
apparaît entre la grandeur physique relevée et le signal observé.
Lorsque tous les moments statistiques du processus x(t)
Cet effet de filtrage est essentiellement caractérisé par une fré-
(au-delà du second ordre) qui décrivent complètement la pro-
quence de coupure. Dans la plupart des systèmes de mesurage
priété statistique de x(t) ne dépendent ni de t ni de T, le proces-
qui sont utilisés, la composante continue du signal peut passer
sus est alors dit fortement stationnaire ou stationnaire au
et la fréquence de coupure est alors fortement liée au temps de
sens strict.
réponse du système.
NOTE - D’un point de vue pratique et dans le cadre de la présente
Norme internationale, ne sont pris en considération que les processus
4.1.2 instrument de mesure: Instrument inclus dans un
faiblement stationnaires (moments statistiques du premier et du
système de mesure, et qui permet de transformer toute gran-
second ordre). On notera que lorsque le processus considéré suit une
deur physique (pression, vitesse, intensité, etc.) en un signal
loi de distribution normale de Gauss, les moments statistiques du pre-
qui peut être observé directement (niveau de mercure, gradua-
mier et du second ordre suffisent pour décrire complètement les pro-
tion sur un cadran, lecture digitale, etc.).
priétés statistiques du processus, et les concepts de stationnarité forte
ou faible sont alors équivalents.
4.1.3 moment statistique du premier ordre: valeur
4.1.6 conditions de fonctionnement stables: Les condi-
moyenne d’un signal : Caractérisation d’un processus aléa-
tions de fonctionnement sont dites stables lorsque des signaux
toire x(t) par un moment statistique du premier ordre qui est
différents délivrés par des systèmes de mesure et les grandeurs
généralement la moyenne pX calculée sur une période de temps
physiques calculées à partir de ces signaux ont des moments
T et exprimée par
statistiques du premier ordre (valeur moyenne pl,) et du second
f+ T ordre [variante 0~2,
ou fonction d’autocorrélation R,, (t, T)]
1
x(t) dt
& = - qui ne dépendent ni du temps t auquel l’observation com-
s
T t
mence, ni de la période T pendant laquelle l’observation est
faite.
NOTE - Pour calculer la valeur moyenne d’un signal ou d’une gran-
deur physique, on choisit en général une période T beaucoup plus lon-
NOTE - Le signal aléatoire délivré par un système de mesure ne peut
gue que le temps de réponse du système de mesure correspondant.
être considéré comme stable que si la période d’intégration Test suffi-
Afin de déterminer simultanément la valeur moyenne de plusieurs
samment longue. Ce point est difficile à vérifier, car on n’est jamais sûr
signaux de plusieurs grandeurs physiques correspondant au même
que l’intégration est faite sur une durée T suffisamment longue; c’est
point de fonctionnement, la période T est choisie en prenant en consi-
pourquoi, d’un point de vue pratique, seule une stationnarité avec un
dération le temps de réponse le plus long parmi ceux de tous les systè-
certain niveau de confiance est définie.
mes de mesure utilisés.
En fonction de la valeur de la période T choisie pour calculer la valeur
4.1.7 conditions de fonctionnement instables : Les condi-
moyenne des signaux, on vérifiera que les conditions de fonctionne-
tions de fonctionnement sont dites instables si les différents
ment sont stables ou instables.
signaux délivrés par les systèmes de mesure et les grandeurs
physiques calculées à partir de ces signaux ont un moment sta-
tistique du premier ordre (valeur moyenne PJ ou du second
4.1.4 moment statistique du second ordre: variante et
ordre [variante a,? ou fonction d’autocorrélation R,, (t, T)]
fonction d’autocorrélation : Un processus aléatoire x(t) est
qui dépend du temps t auquel l’observation commence ou de la
caractérisé par un moment statistique de second ordre calculé
durée T pendant laquelle l’observation est faite.
sur une période de temps Tet pour lequel on peut choisir soit la
variante, On*, exprimée par
N OTE - La composante dyna #mique (voir figure 1) des signaux relevés
a différentes origines :
t+ T
2 ’
a, = -
a) une origine aléatoire : tu rbulence, bruit blanc du systéme élec-
[x(t) - p,]2 dt
s
T t
tronique, etc.,
3
---------------------- Page: 7 ----------------------
60 5198 : 1987 (F)
est une durée d’intégration insuffisamment longue, car la valeur moyenne Yde X, estimée à partir de T, sera variable
est une durée suffisamment longue
- Graphe montrant l’évolution d’un phénomène (supposé connu)
Figure 1
b) une origine déterministe : fréquence de passage des aubes, Les variations de la valeur moyenne devraient présenter une
vitesse de rotation liée à la fréquence du réseau, singularités dans période ou une pseudo-période supérieure à deux fois le temps
l’écoulement, modes vibratoires, etc.
d’intégration T choisi pour calculer la valeur moyenne.
II est admis que les instabilités possibles des conditions de fonctionne-
De ce fait, les variations de la valeur moyenne peuvent être con-
ment ont des fréquences plus basses que celles correspondant aux
sidérées comme étant (( lentes 1) comparativement aux fluctua-
phénomènes mentionnés ci-dessus (moins de la moitié de la fréquence
la plus basse rencontrée) ; en conséquence, la durée d’intégration T ne tions (voir 4.1.8).
sera pas inférieure à deux fois la période T correspondant à la plus
basse fréquence mentionnée ci-dessus.
4.1 .lO lectures: Observations visuelles permettant de relever
la valeur d’un signal délivré par un système de mesure.
4.1.8 fluctuations: Évolutions périodiques ou aléatoires d’un
phénomène x(t) fonction du temps, variant autour d’une valeur
Deux types de lectures sont à considérer:
moyenne et décrivant une grandeur physique ou un signal déli-
vré par un système de mesure.
a) la lecture ((quasi-instantanée)) du signal, qui est faite
pendant un temps aussi court que possible (mais pas infé-
Sont considérées comme fluctuations toutes évolutions ayant
rieur au temps de réponse du système de mesure
une période ou une pseudo-période inférieure à deux fois la considéré).
période d’intégration choisie pour calculer la valeur moyenne.
Alors, les fluctuations peuvent être considérées comme étant
NOTE - La série des lectures «quasi-instantanées» faites pendant
(( rapides)) en comparaison avec les variations de la valeur la durée d’intégration T permet de calculer les moments statisti-
ques (voir 4.1.3 et 4.1.4).
moyenne (voir 4.1.9).
b) la (( lecture moyenne» d’un signal faite pendant ou à la
NOTE - Seules les fluctuations ayant une période ou une pseudo-
période supérieure à deux fois le temps de réponse du système de fin de la durée d’intégration T qui dépend du système de
mesure correspondant peuvent être détectées.
mesure. Cette ((lecture moyenne)) donne directement la
valeur moyenne du signal.
4.1.9 variations de la valeur moyenne (dans les condi-
tions de fonctionnement instables): Évolution de la valeur 4.1.11 série de lectures: Série de lectures quasi-
moyenne d’une grandeur physique ou d’un signal délivré par un instantanées conduisant à la détermination de la valeur
système de mesure, entre une lecture et la suivante, dans des moyenne de chacun des différents signaux ou grandeurs physi-
conditions de fonctionnement instables. ques caractérisant un point de fonctionnement.
4
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 5198 : 1987 0
4.2 Grandeurs, symboles et unités
4.1.12 temps de réponse d’un instrument de mesurage:
Intervalle de temps compris entre le moment où un signal
d’entrée subit un changement brusque spécifié et le moment
Le tableau 1 indique les grandeurs, certaines avec leurs défini-
où le signal de sortie atteint, dans les limites spécifiées, sa
tions, utilisées dans la présente Norme internationale, ainsi que
valeur finale en régime établi et s’y maintient.
les symboles et unités qui leur ont été attribués sur la base de
I’ISO 31.
4.1.13 nombre de Prandtl, Pr:
Les définitions, notamment celles du coefficient d’énergie ciné-
pc,
=-
Pr
tique, de l’énergie massique et du NPSH peuvent ne pas être de
A
valeur générale pour toute I’hydrodynamique et ne s’appliquent
où
que dans le cadre de la présente Norme internationale.
p est la viscosité dynamique du fluide;
Le tableau 2 donne une liste alphabétique des symboles utilisés,
 est sa conductivité thermique.
et le tableau 3 donne une liste des lettres et chiffres utilisés
(Définition de I’ISO 31/12.) comme indices.
Tableau 1 - Liste des grandeurs (basées sur I’ISO 3111)
Définition*) Symbole Dimensions3) Unité
Grandeur
in M
Masse
Longueur L
T S
Temps
Température 0 OC
L2 m2
Aire
,
L3 m3
Volume
Vitesse angulaire T-1 rad/s
LT-’
Vitesse mis
Accélération due à la pesanteur4) LT-2 ml9
T-1
Vitesse de rotation Nombre de tours par unité de temps s-1
Masse par unité de volume ML-3 kg/ms
Masse volumique
Pression Force par unité de surface. Sauf indication contraire, ML-‘T-2 Pa
toutes les pressions sont effectives, c’est-à-dire (1 bar = 105 Pa)
mesurées par rapport à la pression atmosphérique.
Viscosité cinématique V LZT-1 m2ls
Énergie massique Énergie par unité de masse E LZT-2 J/kg
P MLZT-3
Puissance (terme général) W
Nombre de Reynolds Re nombre sans
dimension
Diamètre D L m
Débit-masse Le débit-masse désigne le débit-masse extérieur de MT-’ kg/s
4,, (4
la pompe, c’est-à-dire le débit refoulé dans la con-
duite à partir de l’orifice de refoulement de la
pompe.
NOTE - Ne sont pas comptées dans le débit les fui-
tes ou dérivations propres à la pompe, c’est-à-dire:
a) débit nécessaire à l’équilibrage hydraulique
de la poussée axiale ;
b) refroidissement des paliers de la pompe elle-
même;
c) injection dans le joint hydraulique des
presse-étoupe;
d) fuites des garnitures, fuite interne, etc.
Sont par contre ajoutés au débit mesuré, si leur pré-
lèvement se fait en un point situé avant la section de
mesurage du débit, tous les débits dérivés utilisés à
d’autres fins telles que;
e) refroidissement des paliers du moteur;
f) refroidissement d’un multiplicateur (paliers,
réfrigérateur d’huile) etc.
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 5198 : 1987 (F)
Tableau 1 - Liste des grandeurs (basées sur I’ISO 3111) (suite)
Grandeur Définition*) Symbole Dimensions3) Unité
Débit-volume Le débit-volume au refoulement est donné par la for-
L3T-’
m3ls
qv(Q)
mule :
qrn
qv = -
e
Dans le cadre de la présente Norme internationale,
ce symbole peut aussi désigner le débit-volume dans
une section données), qui est le quotient du débit-
masse dans cette section par la masse volumique.
(On peut désigner cette section par les indices pré-
vus).
u LT-’ mis
Vitesse moyenne Vitesse moyenne de l’écoulement égale au débit-
volume divisé par l’aire de la section droite de la
conduite5)
u=%
A
Vitesse du fluide en un point quelconque V LT-’ mis
Vitesse locale
ML-’ T-2 Pa
Pression effective Toute pression utilisée dans la présente Norme inter-
4
nationale sauf la pression atmosphérique et la ten-
sion de vapeur. C’est la pression effective par rap-
port à la pression atmosphérique. Sa valeur est
- positive, si cette pression est supérieure à la
pression atmosphérique;
-
négative, si cette pression est inférieure à la
pression atmosphérique.
Pression atmosphérique
ML-’ T-2 Pa
pb
(absolue)
ML-’ T-2
Tension de vapeur (absolue) Pa
PV
L m
Hauteur Énergie par unité de masse du fluide divisée par
l’accélération due à la pesanteur
7
L m
Altitude Élévation d’un point au-dessus du plan de référence. 4,
Si le point est en-dessous du plan de référence, z est
négatif.
- - -
Tout plan horizontal peut être utilisé comme réfé-
Plan de référence
rence pour la mesure d’une altitude. Pour effectuer
les mesures, un plan de référence matérialisé peut
être plus pratique qu’un plan imaginaire.
Hauteur du centre du cercle décrit par le point L m
Altitude de la roue d’aspiration
(ou altitude de I’œillard) externe des bords d’entrée des aubes de la première
roue. Dans le cas de pompes à double ouïe d’aspira-
tion, z, est la hauteur de la roue la plus élevée.
Le constructeur devra indiquer la position de ce
point par rapport à des points de référence précis de
la pompe.
L m
Hauteur dynamique Hauteur correspondant à l’énergie cinétique par
unité de masse du fluide divisée par l’accélération
due à la pesanteur. Elle s’exprime par
a u2/2 g
Coefficient d’énergie cinétique Coefficient reliant la hauteur dynamique dans la sec- a nombre sans
dimension
tion à la vitesse moyenne dans cette section. II est
défini par
v3 dA
A
s
=-
a
USA
Si v est constant, a = 1
L m
Hauteur dynamique disponible Partie de la hauteur dynamique contribuant à la hau-
teur totale de charge. Sa valeur est calculée à partir
de
a, U2/2 g où 1
Voir 8.1 .1.3
nombre sans
Coefficient d’énergie cinétique Coefficient reliant la hauteur dynamique disponible
aa
dimension
dans une section à la vitesse moyenne dans cette
disponible
section.
Voir 8.1 .1.3
6
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ISO5198:1987 (FI
Tableau 1 - Liste des grandeurs (basées sur I’ISO 31)1) (suite)
Définition*) Dimensions3)
Grandeur Symbole Unité
1
Hauteur totale de charge (dans la Dans une section donnée, i, la hauteur totale de L
Hi
section i) charge est normalement calculée par:
112
Hi=~; +ppi+a.v
ar2 g
Qilp
Cette formule suppose que la pression varie hydro-
statiquement dans la section et que la compressibi-
lité du liquide pompé peut être négligée.
Voir 8.1.1.2 pour les corrections relatives à cette
dernière hypothèse.
Hauteur totale de charge à I’aspi- Hauteur totale de charge dans la section 1 d’aspira-
H,
ration tion de la pompe
Hauteur totale de charge au Hauteur totale de charge dans la section 2 de refou-
H2
refoulement lement de la pompe
Hauteur énergétique totale (ou
Différence algébrique entre la hauteur totale de H
hauteur totale d’élévation de la charge au refoulement H2 et la hauteur totale de
charge à l’aspiration H, :
pompe)
H = H2 - H,
L’évaluation séparée de H, et de H2 n’est pas tou-
jours nécessaire. D’autres méthodes peuvent même
être recommandées si la compressibilité doit être
prise en compte : Voir 8.1.1.2.
Perte de charge à l’aspiration Différence entre la hauteur totale du liquide au point
HJl
de mesurage, ou éventuellement du liquide sans
vitesse dans le bassin d’aspiration, et la hauteur
totale du liquide dans la section d’aspiration de la
pompe.
Perte de charge au refoulement Différence entre la hauteur totale du liquide dans la
HJ2
section de refoulement de la pompe et la hauteur
totale du liquide au point de mesurage.
Hauteur de charge nette absolue Hauteur totale de charge à l’aspiration, augmentée (NPSH)
à l’aspiration (NPSH) de la hauteur correspondant à la pression atmosphé-
rique et diminuée de la somme de la hauteur corres-
pondant à la tension de vapeur à la température
d’aspiration et de l’altitude de la roue d’aspiration :
(NPSH) = H, + 5 - -&- - z1
Ql g @l g
NOTES
1 Pour assurer la cohérence entre les codes de
classes de précision et de classes I et II indust
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.