GB/T 35183-2017 竖轴表面曝气机
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资料介绍
ICS 13 . 020 . 40 J 88
中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
GB/T 35183—2017
竖轴表面曝气机
verticalshaftsurfaceaerator
2017-12-29 发布 2018-07-01 实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会
发
布
GB/T 35183—20 17
GB/T 35183—20 17
前 言
本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。
本标准由国家发展和改革委员会提出。
本标准由全国环保产业标准化技术委员会(SAC/TC 275)归口 。
本标准起草单位:安徽国祯环保节能科技股份有限公司、凌志环保股份有限公司、中国标准化研究院、北京工业大学、国家环保产品质量监督检验中心、江苏凌志环保工程有限公司。
本标准主要起草人:侯红勋、王淦、彭永臻、凌建军、朱甲华、黄进、周文忠、郝玉萍、汪文丽、张静、郑士良、周玮、李涛、勾全增、程鹏飞、孙兆国、张晓昕。
GB/T 35183—20 17
竖轴表面曝气机
1 范围
本标准规定了竖轴表面曝气机的术语和定义、分类型号与基本参数、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输与贮存。
本标准适用于在污水处理中使用的竖轴表面曝气机(以下简称“表曝机”)。
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 191 包装储运图示标志
GB/T 1270 化学试剂 六水合氯化钴(氯化钴)
GB/T 3222 . 2 声学 环境噪声的描述、测量与评价 第 2 部分:环境噪声级测定
GB/T 3785 . 1 电声学 声级计 第 1 部分:规范
GB 5749 生活饮用水卫生标准
GB/T 6075 . 1 机械振动 在非旋转部件上测量评价机器的振动 第 1 部分:总则
GB/T 7251 . 1—2013 低压成套开关设备和控制设备 第 1 部分:总则
GB/T 8923 . 1—2011 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的 目视评定 第 1 部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级
GB/T 12467 . 3 金属材料熔焊质量要求 第 3 部分:一般质量要求
GB/T 13306 标牌
GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件
GB/T 13824 旋转与往复式机器的机械振动 对振动烈度测量仪的要求
GB 18613—2012 中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级
GB/T 22722 YX3 系列(IP55)高效率三相异步电动机技术条件(机座号 80~355)
HG/T 2967 工业无水亚硫酸钠
JB/T 5000.12 重型机械通用技术条件 第 12 部分:涂装
JB/T 7118 YVF2 系列(IP54)变频调速专用三相异步电动机技术条件(机座号 80~355)
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
竖轴表面曝气机 verticalshaftsurfaceaerator
叶轮浸没于水面且其轴线垂直于水面的充氧设备。
3.2
叶轮公称直径 nominaldiameteroftheimpeller
叶轮最大外接圆直径。
GB/T 35183—20 17
3.3
叶轮浸没深度 immersiondepthoftheimpeller
由静水面至叶轮标定水位线的垂直距离。
注:其标注示例可参见图 1 和图 2 。相关资料参见附录 A。
3.4
充氧量 oxygenation
在标准状态(水温 20 ℃、大气压 101 . 325 kPa)下,表曝机单位时间内向水中所传递的氧量。
3.5
动力效率 powerefficiency
在标准状态(水温 20 ℃、大气压 101 . 325 kPa)下,表曝机每消耗 1 kW · h 电能(按电动机输入功率计)所传递到水中的氧量。
4 分类型号与基本参数
4 . 1 分类
4 . 1 . 1 表曝机的主机结构可分为立式(即立式电动机与减速箱匹配)和卧式(即卧式电动机与减速箱匹配)。
4 . 1 . 2 表曝机的叶轮型式可分为倒伞型和泵型。
4 . 1 . 3 表曝机的基本型式为 4 种,即立式倒伞型(BLS)、立式泵型(BLB)、卧式倒伞型(BWS) 和卧式泵型(BWB),如图 1~图 4 。
图 1 立式倒伞型表曝机 图 2 立式泵型表曝机
GB/T 35183—20 17
图 3 卧式倒伞型表曝机 图 4 卧式泵型表曝机
4 . 2 型号
表曝机的型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按下列规则组成:
示例 1 :
立式结构,倒伞型叶轮,叶轮公称直径为 φ3 250 mm, 叶轮逆时针旋转,变频调速控制,电动机功率为 110 kW 的表曝机:BLS325NB/110 。
示例 2 :
卧式结构,泵型叶轮,叶轮公称直径为 φ1 930 mm, 叶轮顺时针旋转,工频恒速控制,电动机功率为 55 kW 的表曝机:BWB193SG/55 。
4 . 3 基本参数
4 . 3 . 1 倒伞型表曝机(BLS、BWS)的基本参数宜符合表 1 规定。
GB/T 35183—20 17
表 1 倒伞型表曝机基本参数
4 . 3 . 2 泵型表曝机(BLB、BWB)的基本参数宜符合表 2 规定。
表 2 泵型表曝机基本参数
5 要求
5 . 1 基本要求
5 . 1 . 1 表曝机在下列条件下应保证能够每天 24 h连续正常运行:
a) 长期露天潮湿场所;
b) 水体温度:+4 ℃ ~+50 ℃(环境空气温度- 15 ℃ ~+45 ℃ ) ;
c) 水体 pH 值:6~9 ;
d) 电源:交流 380 V±20 V,频率 50 Hz。
5 . 1 . 2 整机平均无故障工作时间不应小于 8 000 h;整机使用寿命不应小于 10 a。
5 . 2 整机性能
5 . 2 . 1 稳定性
表曝机在稳定的工况(达到额定负荷的 90%~100%)运行时,应达到:
a) 负荷电流波动范围不应超出平均电流值的 ±5% ;
b ) 整机在任意方向的振动烈度不应大于 4 . 5mm/ s。
5 . 2 . 2 动力效率
表曝机的动力效率指标值应达到:
a) 倒伞型表曝机,动力效率 ≥2 . 20 kg/(kW · h) ;
b ) 泵型表曝机,动力效率 ≥1 . 90 kg/(kW · h) 。
5 . 2 . 3 外观
表曝机的外观应达到:
a) 喷涂件喷涂前除锈等级应达到 GB/T 8923 . 1—2011 规定的 Sa2Y2级。 涂层应色泽均匀,附着力强,无流挂;
b ) 镀锌件镀层应均匀无剥落;
c) 焊接件的熔焊质量应符合 GB/T 12467 . 3 的规定。 焊缝应均匀,不允许有影响强度的虚焊、咬
GB/T 35183—20 17
边、裂纹及夹渣等缺陷存在;
d) 铸件表面应平整,无夹渣、裂纹、冷隔、缩孔等缺陷,并去除毛刺、飞边及浇冒口 ;
e) 应醒目标记电动机旋转方向及叶轮旋转方向;标记应牢固。
5 . 3 主要部件
5 . 3 . 1 电动机
5 . 3 . 1 . 1 采用变频调速驱动时,电动机应符合 JB/T 7118 的规定。
5 . 3 . 1 . 2 采用工频恒速驱动时,电动机应符合 GB/T 22722 的规定。
5 . 3 . 1 . 3 电动机绝缘等级不应低于 F级;室外安装时,电动机的防护等级不宜低于 IP55,电动机宜加装防雨罩等保护设施。
5 . 3 . 1 . 4 电动机的能效限定值及能效等级应符合 GB 18613—2012 中 4 . 3 的 2 级标准。
5 . 3 . 2 减速箱
5 . 3 . 2 . 1 减速箱设计或选型其安全系数不应小于 2 。
5 . 3 . 2 . 2 减速箱应具有润滑状态检测或显示功能。
5 . 3 . 2 . 3 减速箱组装完成后应进行空载试验,在额定转速下,正、反两向运转各不小于 1h。要求:
a) 各连接件、紧固件不松动;
b) 各密封接合处不漏油、不渗油;
c) 润滑充分,运转平稳,无冲击。
5 . 3 . 3 叶轮
5 . 3 . 3 . 1 叶轮应按规定程序批准的图纸和技术文件制造。
5 . 3 . 3 . 2 叶轮材质可根据用途选用碳钢或不锈钢。
5 . 3 . 3 . 3 碳钢叶轮表面应做防腐涂层。 涂装质量应符合 JB/T 5000.12 的规定,涂层干膜总厚度应达到
240 μm~280 μm。
5 . 3 . 3 . 4 叶轮应在静平衡架上进行静平衡试验,其不平衡力矩限值应符合表 3、表 4 的规定。
表 3 倒伞型叶轮的不平衡力矩限值
表 4 泵型叶轮的不平衡力矩限值
5 . 3 . 4 电气控制系统
5 . 3 . 4 . 1 表曝机的控制方式可采用变频调速控制或工频恒速控制。
GB/T 35183—20 17
5 . 3 . 4 . 2 电气控制设备应符合 GB/T 7251 . 1 的规定。
5 . 3 . 4 . 3 电气控制系统应设置实现表曝机远程自动控制所需的开关、按钮、报警及工作指示灯等。
5 . 3 . 4 . 4 电气控制系统应设置就地按钮箱,按钮箱应有开关、急停开关、电源/运行指示灯、现场控制/远程控制转换开关、故障显示灯等。
5 . 3 . 4 . 5 电气控制系统应有可靠的保护接地,接地电阻不应大于 4 Ω。
5 . 4 整机试验
5 . 4 . 1 整机空载试验
整机连续空载运行 4 h后,应达到:
a) 运转平稳,不得有异常响声和振动;
b ) 各连接件、紧固件不得松动;
c) 各润滑点润滑充分,各密封处不得有任何渗漏油现象;
d) 减速箱油池温升不应超过 25 ℃ 。
5 . 4 . 2 整机负载试验
5 . 4 . 2 . 1 负载运行时,离表曝机 1 m远处所产生的噪声声压级应小于 85 dB( A) 。
5 . 4 . 2 . 2 整机连续负载运行 4 h后,应达到:
a) 运转平稳,不得有异常响声和振动;
b ) 各连接件、紧固件不得松动;
c) 各润滑点润滑充分,各密封处不得有任何渗漏油现象;
d) 减速箱油池温升不应超过 45 ℃ ,最高油温不应超过 90 ℃;轴承温升不应超过 50 ℃ 。
6 试验方法
6 . 1 基本要求的查验
采用用户现场调查方式确定。
6 . 2 整机稳定性试验
6 . 2 . 1 电流稳定性测定
表曝机在稳定的工况(达到额定负荷的 90%~100%)运行时,用电流表测定其负荷电流。 每隔3 min测 1 次,最少测 9 次,记录实测值并计算其平均值;选取实测的最大与最小值,计算其与平均值的偏差。
6 . 2 . 2 整机振动烈度测定
6 . 2 . 2 . 1 测试仪器
采用符合 GB/T 13824 的振动测量仪。
6 . 2 . 2 . 2 测试方法
整机振动的测试应符合 GB/T 6075 . 1 的规定。 表曝机在稳定的工况(达到额定负荷的 90% ~ 100%)运行时,在减速箱有明显动力响应并能表征整机振动特性处,选取 3 个相互垂直的方位,各选定1 点并测定其振动烈度(振动速度的均方根值)。各点每隔 2 min测 1 次,连续测 3 次,记录实测值,并计
GB/T 35183—20 17
算 3 点 9 个数值的算术平均值。
6 . 3 动力效率的测定
表曝机动力效率的测定应按附录 B 的规定进行。
6 . 4 外观检查
6 . 4 . 1 喷涂前除锈检查
喷涂件喷涂前除锈等级采用 GB/T 8923 . 1—2011 规定的目视评定法判定。
6 . 4 . 2 其他外观指标
采用目测检验法检查 5 . 2 . 3 中的其他外观指标并进行判定。
6 . 5 电动机选型查验
查验专业电动机厂商提供的产品标牌、产品说明书及产品合格证等随机文件。
6 . 6 减速箱查验
应查验减速箱的生产检验记录及空载试验报告,或查验专业减速机厂商提供的产品标牌、产品说明书及产品合格证等随机文件。
6 . 7 叶轮查验
6 . 7 . 1 叶轮的涂层厚度采用涂层厚度测量仪测定。
6 . 7 . 2 叶轮静平衡试验在静平衡试验架上用添加质量法进行。
6 . 8 电气控制系统查验
6 . 8 . 1 电气控制设备可按照 GB/T 7251 . 1—2013 中“11 例行检验”进行检验,或查验供应商提供的产品标牌、产品说明书及产品合格证等随机文件。
6 . 8 . 2 电气控制系统接地用接地电阻测试仪检测。
6 . 9 空载试验方法
6 . 9 . 1 试验过程
整机安装于试验台上,以额定转速连续运行不少于 4 h。
6 . 9 . 2 油池温升测试
用误差不大于 ±1 ℃的测温仪表,测量并记录开机前减速箱油池的初始温度;在连续运转 4 h 后 ,测量并记录其油温,计算其温升。
6 . 9 . 3 轴承温升测试
使用误差不大于 ±1 ℃的测温仪表,将测温传感器置于能表征轴承温度的位置,测量其初始温度和连续运转 4 h后的温度,计算其温升。
6 . 9 . 4 密封性检查
采用目测检验法进行检查。
GB/T 35183—20 17
6 . 9 . 5 紧固件检查
采用扭力扳手进行检查。
6 . 10 负载试验方法
6 . 10 . 1 试验过程
负载试验应在符合 B. 3 . 1 规定的试验水池内进行,表曝机安装在池中心,以负荷率 90%~100%连续运行不少于 4 h。
6 . 10 . 2 噪声测试
6 . 10 . 2 . 1 测点位置
在距设备基础高度 1 . 2 m、距机身外缘 1 m、长宽对应的 4 个方向选取 4 点 。
6 . 10 . 2 . 2 测试环境
宜选用除地面反射外无反射条件的场所进行测量。
6 . 10 . 2 . 3 测量仪器
测量仪器应为频率计权声级计或环境噪声自动监测仪器。 声级计应符合 GB/T 3785 . 1 的要求,且精度达 2 型或 2 型以上。
6 . 10 . 2 . 4 测试方法
测试方法应符合 GB/T 3222 . 2 的规定。 在表曝机稳定运行时测试,声级计的计权网络使用 A 档;声级计的传声器应指向声源,测量者应侧向声源;4 个测点的观察周期应一致,且不少于 30 s。
6 . 10 . 3 油池温升测试
测试方法与 6 . 9 . 2 相同。
6 . 10 . 4 轴承温升测试
测试方法与 6 . 9 . 3 相同。
6 . 10 . 5 密封性检查
采用目测检验法进行检查。
6 . 10 . 6 紧固件检查
采用扭力扳手进行检查。
7 检验规则
7 . 1 出厂检验
表曝机出厂前应逐台进行检验。 每台产品应经出厂检验合格后方可出厂。
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7 . 2 型式检验
7 . 2 . 1 有下列情况之一,应进行型式检验:
a) 新产品定型或老产品转厂生产时;
b) 正式生产后,如结构、材料、工艺有较大的改变,可能影响产品性能时;
c) 产品长期停产后,恢复生产时;
d) 出厂检验结果与上次型式检验有较大的差异时。
7 . 2 . 2 抽样规则:从出厂检验的合格品中,随机抽取 2 台,1 台用作检验,1 台留作备样。
7 . 2 . 3 判定规则:检验中若有 1 项指标不合格,则用备样对不合格项进行复验,若仍不合格,则判该产品为不合格。
7 . 3 检验项目及要求
检验项目及要求按表 5 的规定。
表 5 检验项目及要求
8 标志、包装、运输与贮存
8 . 1 标志
8 . 1 . 1 应在产品醒目位置固定标牌,其型式与尺寸应符合 GB/T 13306 的规定,标牌应有下列内容:
a) 产品名称、型号、规格;
b) 主要技术参数;
c) 执行标准编号;
d) 出厂编号;
e) 制造日期;
f) 制造单位。
8 . 1 . 2 产品包装储运标志应符合 GB/T 191 的规定。
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8 . 2 包装
8 . 2 . 1 表曝机的包装应符合 GB/T 13384 的规定。
8 . 2 . 2 包装箱内应有下列随机文件:
a) 装箱单;
b) 产品合格证;
c) 产品使用说明书;
d) 随机备件、附件清单。
8 . 3 运输
产品运输时,应轻装轻卸,不得碰撞。
8 . 4 贮存
产品应贮存在防雨、通风、干燥、无腐蚀性气体的环境中。
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附 录 A
(资料性附录)
叶轮浸没深度的设定与调整
A.1 叶轮浸没深度的设定
表曝机的叶轮浸没深度是一个重要的参数。 研究表明,它对于表曝机的动力效率有直接影响。 由于叶轮结构及工况的差异,每种产品均存在最佳的叶轮浸没深度。 因此,本标准并未给出统一的叶轮浸没深度推荐值。
为指导用户更为高效地使用表曝机,建议产品供应商在产品使用说明书中就该型号的产品给出明确的叶轮浸没深度值及其允许调整的范围。
A.2 叶轮浸没深度的调整
建议用户通过调节出水堰门的高度来调整叶轮浸没深度值。 在工程设计阶段,出水堰门与表曝机基础的相对标高应符合叶轮浸没深度的调整需要。
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附 录 B
(规范性附录)
动力效率的测定方法
B.1 试验项目
试验项目如下:
— 充氧量;
— 总输入功率;
— 动力效率。
B.2 测试仪器
测试仪器要求如下:
— 溶解氧测定仪,精度:±0 . 01 mg/L;测温精度:±0 . 1 ℃;灵敏度:10 s 内达到测试值的 90%;具有数据自动记录、存储功能;
— 大气压力表,精度:±0 . 3 kPa;
— 三相有功功率表,精度:0 . 5 级;
— 数字显示电子测速计,精度:±0 . 01 r/ min;
— 电流互感器,精度:0 . 5 级 。
B.3 试验条件
B.3 . 1 试验水池
试验水池宜为圆形或方形,池壁应光滑无凸筋,圆池应设有挡流板。 叶轮直径与试验水池直径或边长之比为 1 ∶ 4 至 1 ∶ 6;叶轮直径与试验水池深度之比为 1 ∶ 1 . 5 至 1 ∶ 3 。
B.3 . 2 试验用水和试剂
B.3 . 2 . 1 初始试验用水应为清水,其水质宜符合 GB 5749 要求。 当试验用水中含有余氯时,测试前应预曝气 4 h。 每池试验用水最多允许重复使用 8 次 。
B.3 . 2 . 2 使用工业无水亚硫酸钠(符合 HG/T 2967) 作试验用水的消氧剂。 每次试验前的投加量约为水体实测溶解氧总量的 10 倍左右,具体见式(B. 1) 。在容器内将亚硫酸钠溶于温水并充分搅拌,溶解后备用。
亚硫酸钠投加量计算见式(B. 1) :
G= 8KCV ……………………( B.1 )
式中:
G —亚硫酸钠投加量,单位为克(g) ;
K —考虑药剂中杂质等而采用的脱氧安全系数,一般取 1 . 2~1 . 5 ;
C —水中溶解氧浓度,单位为毫克每升(mg/L) ;
V —试验用水的体积,单位为立方米(m3 ) 。
GB/T 35183—20 17
B.3 . 2 . 3 使用六水合氯化钴(符合 GB/T 1270,化学纯或分析纯)作为亚硫酸钠消氧的催化剂。 在容器内将氯化钴完全溶解于水后备用。 池内氯化钴投加量(以 Co2+ 浓度计)宜按以下方式确定:
— 试验用水的体积小于 500 m3 时,首次添加 0 . 10 mg/L;
— 试验用水的体积介于 500 m3 ~1 500 m3 之间时,首次添加 0 . 05 mg/L;
— 试验用水的体积大于 1 500 m3 时,首次添加 0 . 04 mg/L;
— 当池水重复使用时,氯化钴可酌量添加至消氧反应速度无明显下降即可。
B.4 试验方法
B.4 . 1 溶解氧测定
B.4 . 1 . 1 试验水池内壁应清洁,测试前,调整叶轮至推荐的浸没深度,测量试验用水的体积,并设置固定测点。 测点均布于叶轮外缘与池壁中间位置的水深一半处,一般应设 2 个 ~4 个 。
B.4 . 1 . 2 将制备的亚硫酸钠和氯化钴溶液均匀洒于水面。 投加后慢速搅拌约 10 min,待水中溶解氧为零时,稳定 3 min,测定正式开始。
B.4 . 1 . 3 表曝机运转稳定后,各测点开始自动记录溶解氧浓度(间隔时间不大于 10 s), 同时测量并记录水温、气压、转速、总输入功率、测试场所海拔高度等数据。
B.4 . 1 . 4 当溶解氧达到饱和后,测定仪读数不再上升,稳定 3 min,读取饱和溶解氧浓度值(cs) 。
B.4 . 1 . 5 试验数据的处理:
a) 汇总各测试点实时测试的溶解氧浓度数据,求其算术平均值,并按时序排列成数组;
b ) 以时间为横坐标,以对数氧亏值(即水中饱和溶解氧浓度与实际溶解氧浓度的差值)为纵坐标,绘制上述数组的散点分布图;
c) 计算 20%~80%饱和溶解氧浓度(cS) 的数值范围,选取处于该范围内的实测溶解氧浓度数组,并拟合出一条直线。
B.4 . 2 水中氧的总传递系数和修正系数
B.4 . 2 . 1 标准状态下水中氧的总传递系数([KLa ] s ) 按式( B. 2 ) 计算 :
[ KLa ] s =60[ln(cs - c1) - ln(cs -c2)]KT/(t2 -t1)
……………………( B.2 )
式中:
[ KLa ] s —标准状态下,水中氧的总传递系数,单位为每小时(h-1 ) ;
cs —实测饱和溶解氧浓度,单位为毫克每升(mg/L) ;
c1 —在时间为 t1 时的溶解氧浓度,单位为毫克每升(mg/L) ;
c2 —在时间为 t2 时的溶解氧浓度,单位为毫克每升(mg/L) ;
KT — 水温修正系数,其取值见式(B. 3) ;
t2 —计算线段中选用数据的终止时间,单位为分(min) ;
t1 —计算线段中选用数据的起始时间,单位为分( min) 。
B.4 . 2 . 2 应根据试验用水的水温对水中氧的总传递系数进行修正。 水温修正系数(KT) 按式(B. 3)计算:
KT = 1.024(20-T) ……………………( B.3 )
式中:
T—试验用水的水温,单位为摄氏度(℃) 。
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B.4 . 3 标准状态下的充氧量
B.4 . 3 . 1 标准状态下的充氧量 Qs 按式(B. 4)计算 :
Qs = (9.08 × 10-3[kla ]sV)/(α ·β) ……………………( B.4 )
式中:
Qs —标准状态下的充氧量,单位为千克每小时(kg/h) ;
[ kla ] s —标准状态下试验用水中氧的总传递系数,单位为每小时(h-1 ) ;
V —试验用水的体积,单位为立方米(m3 ) ;
α —水体杂质修正系数,见式(B. 5) ;
β —水体盐度修正系数,见式(B. 6) 。
B.4 . 3 . 2 应对测试结果的充氧量进行水体杂质修正。 水体杂质修正系数(α)按式(B. 5)计算:
α =[kla ]s1/[kla ]s2 ……………………( B.5 )
式中:
[kLα] s1 —测试水体中氧的总传递系数,单位为每小时(h-1 ) ;
[kLα] s2 —清水中的氧的总传递系数,单位为每小时(h-1 ) 。
B.4.3.3 应对测试结果的充氧量进行水体盐度修正。 水体盐度修正系数(β)按式(B. 6)计算:
β =cs1/cs2 ……………………( B.6 )
式中:
cs1 —试验用水中饱和溶解氧的浓度,单位为毫克每升(mg/L) ;
cs2 —清水中的饱和溶解氧的浓度,单位为毫克每升(mg/L) 。
B.5 输入功率的测定
总输入功率用三相有功功率表测定。
B.6 动力效率测定
动力效率按式(B. 7)计算:
Es =Qs/Ps ……………………( B.7 )
式中:
Es —动力效率,单位为千克每千瓦时[kg/(kW · h)] ;
Ps — 总输入功率,单位为千瓦(kW) 。

