离心泵特性实验报告

离心泵特性测定实验报告一、实验目的1．了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用；2．测定离心泵在恒定转速下的操作特性，做出特性曲线；3．了解电动调节阀、流量计的工作原理和使用方法。二、基本原理离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H、轴功率N及效率η与泵的流量Q之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内部流动情况复杂，不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定。1．扬程H的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面，列机械能衡算方程：fhgugpzHgugpz2222222111（1）由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项fh，速度平方差也很小故可忽略，则有(Hgppzz1212)210(HHH表值）（2）式中：120zzH，表示泵出口和进口间的位差，m；ρ——流体密度，kg/m3；g——重力加速度m/s2；p1、p2——分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa；H1、H2——分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头，m；u1、u2——分别为泵进、出口的流速，m/s；z1、z2——分别为真空表、压力表的安装高度，m。由上式可知，只要直接读出真空表和压力表上的数值，及两表的安装高度差，就可计算出泵的扬程。2．轴功率N的测量与计算kNN电（3）其中，N电为电功率表显示值，k代表电机传动效率，可取95.0＝k。即：电NN95.0（4）3．效率η的计算泵的效率η是泵的有效功率Ne与轴功率N的比值。有效功率Ne是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功，轴功率N是单位时间内泵轴从电机得到的功，两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。泵的有效功率Ne可用下式计算：gHQNe（5）故泵效率为%100NgHQ（6）4．转速改变时的换算泵的特性曲线是在定转速下的实验测定所得。但是，实际上感应电动机在转矩改变时，其转速会有变化，这样随着流量Q的变化，多个实验点的转速n将有所差异，因此在绘制特性曲线之前，须将实测数据换算为某一恒定转速n下（可取离心泵的额定转速2900rpm）的数据。换算关系如下：流量nnQQ'（7）扬程2)(nnHH（8）轴功率3)(nnNN（9）效率NgQHNgHQ'（10）三、实验装置与流程离心泵特性曲线实验测定装置流程图如下：1－水箱；2－电动调节阀；3－电磁流量计；4－进口阀；5－均压阀；6－闸阀；7－引压阀；8－压力变送器；9－出口阀；10－排水阀；11－电气控制箱图1实验装置流程示意图四、实验步骤及注意事项１．实验步骤：（1）泵启动：首先对水箱进行清扫，加水，关闭水箱出口阀，向水箱中加水至超过2/3。然后打开总电源开关，打开仪表电源开关，进行设备仪表预热。打开灌泵阀，加水灌泵排除泵内空气，待泵内空气排净后关闭灌泵阀，然后按下水泵启动按钮启动离心泵进行实验。（2）实验时，逐渐打开出口流量调节阀增大流量，调节流体流量，让流量从1~6m3/h范围内变化调节，每次实验流量调节变化1m3/h左右。待各仪表读数显示稳定后，读取相应数据。离心泵特性实验主要获取实验数据为：流量Q、泵进口压力p1、泵出口压力p2、电机功率N电、泵转速n，及流体温度t和两测压点间高度差H0（H0＝0.1m）。（3）实验结束：关闭水泵和仪表电源，关闭出口阀，将装置中的水排放干净，最后放空水箱。（4）将实验数据输入实验系统软件中进行处理，得出实验结论。２．注意事项：（1）一般每次实验前，均需对泵进行灌泵操作，以防止离心泵气缚。同时注意定期对泵进行保养，防止叶轮被固体颗粒损坏。（2）泵运转过程中，勿触碰泵主轴部分，因其高速转动，可能会缠绕并伤害身体接触部位。（3）不要在出口流量调节闸阀关闭状态下长时间使泵运转，一般不超过三分钟，否则泵中液体循环温度升高，易生气泡，使泵抽空。（4）调节流量时要缓慢进行，待系统稳定。（5）记录实验数据时，要待系统流动稳定后记录，避免误差过大。五、数据处理（1）记录实验原始数据如下表1：离心泵型号MS60/0.55，额定流量Q＝60L/min，额定扬程H＝19.5m，额定功率P＝0.55kW，额定转速n=2850rpm泵进出口测压点高度差H0=0.1m，流体温度t＝30℃离心泵数据序号流量m3/h转速r/m进口压力Kpa出口压力Kpa电机功率kw温度℃11.002880-2.3222.70.50617.322.002860-2.8208.60.57417.433.002840-3.7189.60.64117.744.002820-5.0167.00.69318.055.002800-6.6137.70.73118.366.002800-8.5103.50.75718.67(最大)6.112800-8.7100.70.75818.9（2）根据原理部分的公式，按比例定律校合转速后，计算各流量下的泵扬程、轴功率和效率，如下表2：序号流量Q’m3/h扬程H’m轴功率N’kW泵效率η’%10.9922.490.4713.0021.9921.430.5421.5433.0119.870.6226.4544.0417.930.6829.0355.0915.260.7328.8666.1111.850.7625.9676.2211.570.7625.78六、实验报告1．分别绘制一定转速下的H～Q、N～Q、η～Q曲线Q/m3/h0.641.282.132.973.373.794.214.635.025.435.856.27扬程/m28.8128.227.4726.0124.9124.0623.2622.320.819.4717.916.3Q/m3/h0.641.282.132.973.373.794.214.635.025.435.856.27轴功率/kW0.5050.540.6020.6590.680.7140.7410.760.7590.7840.7920.814Q/m3/h0.641.282.132.973.373.794.214.635.025.435.856.27泵效率/%9.417.2325.0630.1531.7232.8634.0334.9335.4234.7434.0932.442．分析实验结果，判断泵最为适宜的工作范围。流量在4.63m3/h到5.43m3/h之间泵效率达到最高，因此为最适宜的工作范围。七、思考题1.试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？答:关闭阀门的原因从试验数据上分析：开阀门时，扬程极小，电机功率极大，可能会烧坏电机。2.启动离心泵之前为什么要引水灌泵？如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原因是什么？答：因为空气密度小，所产生的离心力很小，在吸入口所形成的真空不足以将液体吸入泵内；泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏。3.为什么用泵的出口阀门调节流量？这种方法有什么优缺点？是否还有其他方法调节流量？答：用出口阀门调解流量而不用泵前阀门调解流量保证泵内始终充满水，用泵前阀门调节过度时会造成泵内出现负压，使叶轮氧化，腐蚀泵。还有的调节方式就是增加变频装置。4.泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？为什么？答：不会，因为当泵完好时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受外网特性曲线影响。5.正常工作的离心泵，在其进口管路上安装阀门是否合理？为什么？答：不合理，安装阀门会增大摩擦阻力，影响流量的准确性。6.试分析，用清水泵输送密度为1200Kg/ｍ3的盐水，在相同流量下你认为泵的压力是否变化？轴功率是否变化？答：不会变化，泵的压力及轴功率只跟流量有关，流量不变，则泵的压力及轴功率都不会变。