离心泵特性曲线测定实验报告)

离心泵特性曲线实验报告一.实验目的1、熟悉离心泵的构造和操作2、掌握离心泵在一定转速下特性曲线的测定方法3、学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法，使学生了解涡轮流量计、电动调节阀以及相关仪表的原理和操作。二，基本原理离心泵的主要性能参数有流量Q、压头H、效率和轴功率N，在一定转速下，离心泵的送液能力（流量）可以通过调节出口阀门使之从零至最大值间变化。而且，当期流量变化时，泵的压头、功率、及效率也随之变化。因此要正确选择和使用离心泵，就必须掌握流量变化时，其压头、功率、和效率的变化规律、即查明离心泵的特性曲线。用实验方法测出某离心泵在一定转速下的Q、H、n、N，并做出H-Q、n-Q、N-Q曲线，称为该离心泵的特性曲线。1、扬程（压头）H（m）分别取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2截面，列柏努利方程得：fHgugpzHgugpz2222222111因两截面间的管长很短，通常可忽略阻力损失项Hf，流速的平方差也很小故可忽略，则：+H0式中ρ：流体密度，kg/m3；p1、p2：分别为泵进、出口的压强，Pa；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，由真空表和压力表上的读数及两表的安装高度差，就可算出泵的扬程。2、轴功率N（W）N=N电η电=0.95N电其中，N电为泵的轴功率，η电为电机功率。3、效率η（％）泵的效率η是泵的有效功率与轴功率的比值。反映泵的水力损失、容积损失gppH12和机械损失的大小。泵的有效功率Ne可用下式计算：gHQNe故泵的效率为%100NgHQ4、泵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定转速n下（可取离心泵的额定转速）的数据。换算关系如下：流量nnQQ'扬程2)(nnHH轴功率3)(nnNN效率NgQHNgHQ'三，实验装置流程示意图图2-1流体流动阻力与泵性能综合实验流程1-水箱；2-离心泵；3-温度传感器；4-泵进口压力传感器；5-灌泵口；6-泵出口压力传感器；7-涡轮流量计；8-转速传感器；9-电动调节阀；10-旁路闸阀；11-泵出口调节阀。四，实验步骤及注意事项（一）实验步骤1.实验准备（1）实验用水准备：清洗水箱，并加装实验用水（2）离心泵排气：通过灌泵漏斗给离心泵灌水，排除泵内气体2.实验开始（1）仪表自检情况，打开泵进口阀，关闭出口阀，试开离心泵，检查电机运转时声音是否正常，离心泵运转的方向是否正确。（2）开启离心泵，当泵的转速达到额定转速后打开出口阀。（3）实验时，通过组态软件或仪表逐渐改变出口流量调节阀的开度，使泵出口流量从30逐渐增大到90，每次增加5。在每一个流量下，待系统稳定流动30s后，读取相应数据。离心泵特性实验主要获取的实验数据为：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和测压点高度差H0（H0=0.15m）。（4）实验结束，先关闭出口流量调节阀，再停泵。然后记录下离心泵的型号，额定流量、额定转速、扬程和功率等。（二）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，勿碰触泵主轴部分，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。五，数据处理表4-1离心泵特性测定实验原始数据记录表温度/（℃）流量/(m3/h)泵进口压力/(kpa)泵出口压力/(kpa)转速/(r/min)电机功率/（kw）27.21.2-5.1231.12920.030.5127.31.6-5.2228.32920.030.5327.62-5.5223.42900.020.5527.62.3-5.8218.62900.020.5827.72.7-6.2212.82900.020.6127.73.2-6.72052880.060.6427.83.6-7.3195.82880.060.6727.94.2-8.2181.72880.060.728.15-9.7154.42860.060.7528.15.6-11129.82860.060.7528.36-11.8114.72860.060.7528.46.2-12.2106.12840.050.7528.56.3-12.699.92840.050.75表4-2离心泵特性测定实验数据处理表密度/（kg/m3)扬程/(m)轴功率/(kw)泵有效功率/(kw)泵效率η/(﹪)Q'/（m3/h）H'/(m)N'/(kw)η'/(﹪)996.424.310.48450.07917316.3411721.171223.16220.450516.3412996.37524.040.50350.104364720.7278451.561622.89960.468120.7278996.323.570.52250.127901824.4788221.965522.76390.495924.4788996.323.110.5510.144213926.1731222.260322.31920.52326.1731996.27522.560.57950.165247128.5154552.653421.78620.5528.5155996.27521.810.6080.189363531.1453133.166621.35780.589231.1453996.2520.930.63650.204439232.1192823.562420.49660.616832.1193996.22519.580.6650.223121933.552174.156219.17450.644433.5522996.17516.940.71250.229810132.2540524.982416.82310.70532.2541996.17514.560.71250.221165331.040755.580314.45560.70531.0408996.12513.10.71250.213144229.9149735.978913.00320.70529.915996.112.260.71250.206135528.9312916.221712.34240.7228.9313996.07511.660.71250.199316427.9742376.322111.74490.7227.9742处理步骤；（以第一组为例）（1）+H0=[231.1-（-5.1）]/9.81ρ+0.15查表得t1=20℃时，ρ1=998.2kg/m3t2=20℃时，ρ2=995.7kg/m3则ρ=ρ2+（ρ1-ρ2）（t-t2）/(t1-t2)=995.7+（998.2-995.7）（27.2-30）/（20-30）=996.4（kg/m3）所以H=24.31m（2）N=N电η电=0.95N电=0.95x0.51=0.48（kw）若实验时的转速与指定转速（n=2850r/min）有差异时，应将实验结果按式（4-8）、式（4-9）、式（4-10）和式（4-10）换算为指定转速的数据，如表4-2所示。（3）因为离心泵的特性曲线是某型号泵在指示转速下的H’-Q’、N’-Q’、η’-Q’线。如下图所示：gppH12六，实验结果分析与讨论分析实验结果，判断泵最佳工作范围。（略）针对结果做出合理地解释（略）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：减小泵的启动功率，从而达到保护电机的目的。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：（1）防止气缚现象的发生（2）水管中还有空气没有排除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？还有其他方法调节流量？优点：操作简单，但是难以达到对流量的精细控制。4、泵启动后，出口阀如果打不开，压力表读数是否会逐渐上升？为什么？答：不会，因为水不能运输上去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。容易产生节流损失产生压损压力降低，易造成汽蚀的发生