水泵性能曲线测定试验指导书

实验、水泵性能曲线测定试验一、实验目的与要求1、掌握水泵的测试技术，了解实验设备及仪器仪表的性能和操作方法。2、测定P-100自吸泵的工作特性，作出特性曲线。二、实验装置实验装置如图5-1所示，是按国际“DB3216-82离心泵、混流泵、轴流泵试220V220V～图5-1泵特性曲线测定装置系统图1、功率表2、电机电源插座3、电动机4、光电转速仪5、稳水压力罐6、功率表开关7、输水管道8、P—100自吸泵9、流量调节阀10、压力表11、压差传感器12、文丘里流量计13、蓄水箱14、进水阀15、压力真空表16、压差电测仪1234567899910111215131415验方法”，并结合教学要求而设计的水泵实验装置，装置中备有循环供水系统，实验泵8为P-100型自吸式水泵，供电电压为220V，泵的最大输出功率为300W，最大吸程大于6m水柱，最大总扬程可达30m水柱。本装置运行时采用电测量法测量泵的轴功率，即用电功率表1电动机3的输入功率，再根据电动机的效率确定电动机的输出功率。因电动机与泵同轴连接，故传动机械效率为1.0，电动机的输出功率即为泵的轴功率。泵的转速由非接触型光电转速表4测量。泵的出水先经稳水压力罐5稳压后，再通过管道7送回蓄水箱13。泵的流量由阀门9调节，并由文丘里流量计12和传感器11、电测仪16测量。泵的进、出水管压力由真空表15和压力表10测量。关小进水阀14可提高吸水扬程，直至泵体内产生汽化。稳水压力罐5对该系统的压力稳定性起到了非常有益的作用，是本实验装置的特点之一。三、实验原理对应某一额定转速n，泵的实际扬程H，轴功率N，总效率η，与泵的出水流量Q之间的关系以曲线表示，称为泵的特性曲线，它反映出泵的工作性能，作为选择泵的依据。即用三个函数关系表示：H=f1（Q）；N=f2（Q）；η=f3（Q）这些函数可以由实验测定，其测定方法如下：1、流量Q（10-6m3/s）用文丘里流量计12、电测仪16测量，并由下式确定Q值：Q=A×（△h）B（1）式子中：A、B---经预先标定点得出的系数；△h---文丘里流量计的测压管水头差，由电测仪16读出（cm水柱）。Q---流量（×10-6m3/s）2、实际扬程H（m水柱）泵的实际扬程系指泵出口断面与进口断面之间的总压头差，是在测得泵进、出口压强，流速和测压表表位差后，经计算取求得。由于本装置泵的进、出口流速相等，故表位差为零，因此有：H=102×（hd+hs）（2）H---泵扬程（m水柱）；hd----泵出口压强（MPa）；hs----泵进口压强（MPa），真空度为正值。3、轴功率N（W）N=P0×η电（3）P0=K×P（4）η电=[a（P0/100）3+b（P0/100）2+c（P0/100）+d]/100（5）式中：η电---电动机效率；K---为功率表表头值转换成实际功率瓦特数的转换系数。P---为功率表读数值（W）。系数a=b=c=d=4、总效率η效率η=（ρgΗQ）/Nρ---水的密度1000kg/m3g---重力加速度9.8m/s25、实验结果按额定转速的换算如果泵实验转速n与额定转速nsp不同，且满足〔（n-nsp）/nsp〕≤20%，则应将实验结果按下式进行换算：Q0=Q（nsp/n）H0=H(nsp/n)2N0=N(nsp/n)3η0=η式中下标“0”均系额定转速下的值。四、实验步方法与步骤1、准备—对照图5-1，熟悉实验装置各部分名称与作用，检查水系统和电系统的连接是否正确，蓄水箱的水量是否达到箱体三分之二，纪录有关常数。2、排气—全开阀门9与14，接通电源，开启水泵，（水泵开启前，功率表开关6一定要置于“关”的位置）；待供水管7中气体排尽后，关闭阀门9，然后拧开传感器11上的两只螺丝，对传感器和连接管排气，排气后将螺丝拧紧。3、电测仪16调零—-在阀9全关下，电测仪应显示为零，否则应调节调零旋钮，使其显示为零。4、在阀14全开情况下，调节阀门9以控制泵的出水流量。此时打开功率表开关6，记录功率表1，同时记录电测仪16和压力表10与15的读数。5、记录转速----将光电测速仪射出的光束对准贴在电机转轴端黑纸上的反光纸，即可读出轴的转速。转速须对应每一工况进行记录。6、调节不同流量，测量7---13次。7、在阀9半开（压力表10读数约为0.05—0.15Mpa）情况下，调节进水阀14，在不同开度下，按上述步骤4、5测量2—4次，其中一次应使真空压力表15读数约为0.08Mpa。8、实验结束，先切断电机电源，检查电测仪是否为零；如不为零，应进行修正。最后切断电测仪电源。五、实验结果与要求1、有关常数：流量换算公式系数A=；B=。电动机效率换算公式系数a=；b=；c=；d=。功率表转换系数k=5；泵额定转速nsp=（r/min）。2、记录及计算表格表1实验记录表项目序号转速n（r/min）功率表读数P（w）流量计读数△h（cm）真空表读数hs(MPa)×10-2压力表读数hd(MPa)×10-212345678910111213表2泵特性曲线测定实验结果序号实验换算值nsp=2900（r/min）时的值转速n(r/min)流量Q（10-6m3/s)总扬程H（m）泵输入功率N（w）流量Q0(10-6m3/s)总扬程H0（m）泵输入功率N0（w）效率η（%）123456789101112133、根据实验值在同一图上绘制H0～Q0、N0～Q0、η0～Q0曲线。本实验曲线应准备毫米方格纸绘制，图中的公用变量Q0为横坐标，纵坐标分别对应H0、N0、η0的分度表示。坐标轴应注明分度值的有效数字、名称、单位；不同曲线分别以函数关系予以标明。六、讨论与分析1、对本实验装置而言，泵的实际扬程（总扬程）即为进出口压强差，如式（2）所示，为什么？2、本实验P-100型自吸式水泵与离心泵的特性曲线相比较有何异同？它们的使用操作应分别注意什么？3、当水泵人口处真空度达7～8m水柱左右时，泵的性能明显恶化，试分析原因。4、由实验知：泵的出水流量越大，泵进口处的真空度也越大，为什么？5、本实验泵安装高度能高于吸水水面7～8m吗，为什么？6、如两泵并联，其流量能否增加一倍？如两泵串联，其扬程能否增加一倍？试作图说明。