化工原理实验 离心泵实验课件

化工原理实验福州大学化工原理实验室二○○六年九月离心泵实验实验二离心泵实验一、实验目的六、操作要点二、可测定项目七、数据处理三、实验任务八、报告要求四、实验原理九、方案设计五、实验流程十、化工管道泵福州大学化工原理实验室离心泵是应用最广泛的液体输送机械。其泵的主要性能包括流量、扬程、轴功率、有效功率、效率、转速等。每台泵都有自己的特性曲线，而泵使用时，又总是安装于某一特定的管路之中，因此管路也有管路特性曲线。掌握离心泵的工作原理、主要性能参数、特性曲线的测定及应用，离心泵工作点的选择，流量调节等都是每个学习化工原理的学生必须掌握的内容。一、实验目的1.熟悉离心泵的构造和操作。2.学会离心泵特性曲线测定方法。3.学会管路特性曲线测定方法。4.掌握单泵、串联泵、并联泵的实验操作原理和实验组织方法。5.掌握在工程实际应用中如何根据管路性质选择离心泵组合方式。6.正确掌握用作图法处理实验数据。二、实验可测定项目单泵实验双泵串联扬程曲线的测定双泵并联扬程曲线的测定离心泵特性曲线的测定管道特性曲线的测定不同转速下的H-Q曲线测定双泵实验三、实验任务实验任务（1）离心泵流量调节方式与能耗分析1-3组同学可选择此项任务实验任务（2）离心泵工作点的确定与调节4-6组同学可选择此项任务实验任务（3）离心泵串、并联组合操作特性研究7-8组同学可选择此项任务实验任务的具体要求请参阅实验教材。1、离心泵特性曲线测定的实验方法设计。2、离心泵性能与转速的近似比例定律影响离心泵效率的研究。3、离心泵的工作点确定与流量调节机理的研究。4、离心泵优化组合操作的研究。5、高、低阻管路对离心泵组合操作影响的研究。也可以从下列任务中自选一个，或根据实验设备所能提供的测试项目，自行拟定研究方向。三、实验任务离心泵的特性方程是从理论上对离心泵中液体质点的运动情况进行研究后，得出的离心泵压头与流量的关系。离心泵的性能受到泵的内部结构、叶轮形式和转速的影响。故在实际工作中，其内部流动的规律比较复杂，实际压头要小于理论压头。因此，离心泵的扬程尚不能从理论上作出精确计算，需要实验测定。四、实验原理四、实验原理在一定转速下，泵的扬程、功率、效率与其流量之间的关系，即为特性曲线。（1）扬程：泵的扬程可由进、出口间的能量衡算求得：[m]0HHHHe＋真空表压力表其中：为离心泵出口的压力[m]为离心泵进口的压力[m]为两测压口间的垂直距离[m]压力表H真空表H0H6.00＝H1、离心泵特性曲线的测定（2）功率:四、实验原理[kw]传动电机电机轴NN－电机效率，取0.9；－联轴节传动装置的效率，取1.0；电机传动（3）效率：[kw]102QHeNe轴NNe离心泵特性曲线051015202530350123456789Q,m3/h0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%35.0%40.0%H-QN-Qη-QHe,mηn=2900r.p.mNkw1.51.00.5在实验报告和考试中，图上缺少任何一小部分，都将被扣分。四、实验原理离心泵的特性曲线只是泵本身的特性，与管路情况无关。而离心泵的实际工作情况是由泵的特性和管路本身的特性共同决定的。因此，本实验的另一个目的就是学会管路特性曲线的测定。管路特性曲线方程:2DQCHe式中：gpzC由管路两端实际条件决定。由管路情况决定，当液体处于高度湍动时，为常数。D2、管路特性曲线的测定:D四、实验原理离心泵使用时总是安装于某一特定的管路中，它提供了液体在管路中流动所需的机械能量。若把离心泵的特性曲线与管路特性曲线标绘于同一坐标中，如图所示，两曲线交点P即为离心泵在管路中的工作点。P1—单泵特性曲线2—管路特性曲线P3、离心泵工作点的确定:离心泵的工作点05101520250123456789Q(m3/h)He(m)12CP四、实验原理4、不同转速下的H-Q曲线的测定：第1套H-Q曲线比较05101520250123456789Q,m3/hHe,mHz50Hz45Hz40Hz35离心泵特性曲线是在一定转速下测定的，当转速n变化时，其Q、H、N也随之发生变化。1212nnQQ21212nnHH四、实验原理在同一管路上两台型号相同的离心泵串联操作。图中:1—单泵特性曲线2—串联泵特性曲线3—管路特性曲线离心泵的串联0510152025303540450123456789Q(m3/h)He(m)2135、离心泵的串联:四、实验原理在同一管路上两台型号相同的离心泵并联操作。图中:1—单泵特性曲线2—并联泵特性曲线3—管路特性曲线离心泵的并联0510152025300246810121416Q(m3/h)He(m)3216、离心泵的并联:四、实验原理相同H时，并联的流量为单泵的两倍；并联以后管路中的Q与H均可增加，但流量Q达不到单泵的两倍。离心泵的串、并联05101520253035404502468101214Q(m3/h)He(m)串联并联单泵相同Q时，串联的扬程为单泵的两倍；串联以后管路中的Q与H均可增加，但扬程H达不到单泵的两倍。7、泵串、并联的特点：五、实验流程—单泵实验流程五、实验流程—双泵串联实验流程五、实验流程—双泵并联实验流程六、实验操作要点及注意事项1．检查水箱内的水位是否合适，出口阀是否已关闭，然后按下“离心泵”按钮，开启离心泵。2．测定离心泵特性曲线时，通过改变出口调节阀开度来调节流量，在恒定转速下进行实验，测取10组数据。最大流量和最小流量必须要测。3．测定管路特性曲线时，应将流量调节阀固定在某一开度，（若测低阻管，将阀门打开80%，高阻管将阀门打开20%）通过改变离心泵的频率来改变流量，测取7组数据。（一）操作要点（二）注意事项六、实验操作要点及注意事项4．进行双泵的串联与并联的实验时（只有1＃和3＃设备可以进行泵的串、并联实验），其方法与测量单泵的特性曲线相似，只是流程上有所差异。1.开泵、停泵都应当在流量调节阀关闭的情况下进行。（为什么？）2.变频仪的最大输出频率不要超过50Hz，最小不要低于25Hz，以免损坏离心泵和电机。建议7个数据点分布为：50、45、40、36、32、29和27Hz。3.应缓慢打开流量调节阀,以免传感器进水而损坏。七、实验数据处理扬程：[m]0HHHHe＋真空表压力表泵安装在水箱液面以下，对它的读数是否有影响？流量：21CpCV[kw]传动电机电机轴NN轴功率：取0.9取1.0[kw]102QHeNe轴NNe泵效率：七、实验数据处理密度：可查表或按下式计算][kg/m44.10010872501.0003589285.032tt管路特性曲线方程:2DQCHegpzC本实验的C值很小，为什么？离心泵的串、并联05101520253035404502468101214Q(m3/h)He(m)数据处理注意事项1、将计算示例放在附录部分。2、每种计算类型只要处理其中一组数据，也就是说扬程、流量、轴功率、有效功率、效率等每种都只要计算其中一组即可。3、在开始计算之前，要说明“以什么表的第某组数据为例”，然后写出原始数据。每一计算过程都应包括：公式、数据代入、答案和单位。4、同组同学应取不同组数据进行处理。否则按计算雷同扣分。数据处理注意事项5、本实验离心泵安装在液面以下，如下图所示。实验前为校正仪表，通常将真空表的读数调零，因此，在计算扬程时，应考虑被调零引起的误差，所以扬程按下式计算：(请自行分析为什么要减去h？)h-0HHHHe＋真空表压力表数据处理注意事项6、若要回归离心泵特性曲线和管路特性曲线的方程，可以使用最小二乘法，设对于管路特性曲线，由于已知C值，当液体处于高度湍动时，D为常数，因此也可以根据实验测出的一系列He和Q值，来计算D值，但要注意Q值和D值的单位要统一。2DQCHe2BQAHe2QxHey，数据处理注意事项7、在实验任务(3)中有一实例计算“……总长为10m（或100m）（均包括局部阻力在内）……”。要求同一组同学中，应当有一半同学计算10m的，另一半计算100m的，这样可以进行比较。在计算管路特性曲线时，λ可取0.02，流速可按下式计算：QdQu451.03600785.02八、实验报告要求实验报告按小论文格式撰写。实验报告总的要求同流体阻力实验。实验报告中至少要有三张图:单泵和双泵实验流程图、泵特性曲线图、组合图（单泵、串联泵、并联泵、高阻管和低阻管的H－Q曲线图）。结果讨论时应尽量用自己上述的三张图，自己的实验结果图不够说明问题时，可以引用其他资料的图。装订顺序为：封面、任务书、论文、附录，实验原始数据记录表。装订位置在左侧。九、实验方案设计的格式实验名称：离心泵实验实验小组成员：方案设计时间：一.实验方案设计思路二.实验所需仪器、设备三.实验应测试的参数四.实验步骤五.实验注意事项要测哪些参数，为什么？（用公式表达）原始数据记录表（应包括符号和单位）每组一份，在实验前交给实验指导教师。无实验方案的小组将不能参加实验。实验设计方案,用A4复印纸书写。纸张左侧留2cm装订位置。十、立式管道化工泵1.取压塞2.排气阀3.叶轮4.机械密封5.挡水圈6.电机7.轴8.联体座9.叶轮螺母10.泵体11.放水阀IHG单级单吸管道化工泵IHG立式化工泵，适用于轻纺、石油、化工、医药、卫生、食品、炼油等工业输送化学腐蚀性液体，介质温度为-20℃～+120℃。上海东方泵业制造有限公司IHG32-125管道离心泵流量4.5m3h配用功率0.75Kw扬程20m转速2900r/min