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1、离心泵特性曲线的测定一 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，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。在一定的转速下，离心泵的送液能力可以通过调节出口阀门使之从零至最大值间变化。且当其流量变化时，泵的 H、N 和 都随之变化，因此，要正确选择和使用离心泵，就必须掌握流量变化时，其 H、N 和 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、，并作出 H-Q、N-Q、-
2、Q 曲线，称为该离心泵的特性曲线。1.流量 Q 的测定泵的流量可用容积法或标准流量计测量。本实验采用涡轮流量计测量离心泵的流量，涡轮流量计显示的是瞬时流量值，单位是 L/s。2、泵的压头 H 测定离心泵的压头是指泵对单位重量流体所提供的有效能量，单位为 m。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：+ + + H = + + +h （4-1）1Zg2up12Zgupf由于两截面间的管子较短，通常忽略阻力损失 h ，速度平方差也f很小，故也可忽略，则有：m若两测压表在同一水平处，上式变为： =Ho+H1(表值)+H 2 m (4-2)式中：H1、H 2分别为泵的进、出
3、口真空度和表压对应的压头，mP 1、P 2分别为泵的进、出口真空度和表压，Pa离心泵输送液体的密度，kg/m 3u1、u 2分别为泵的进、出口的流速，m/sz1、z 2分别为真空表、压力表的安装高度，mg重力加速度，m/s 23.轴功率 N 的测量与计算(W) （4-3）式中， 为电功率表显示值，k 代表电机传动效率，可取 k=0.954.效率 的计算泵的效率 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率，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：Ne=
4、HQg （4-4）故泵效率为 = （4-5）或者因Ne= （4-6）所以 = （4-7）式中：Q泵的流量， /s; H泵的压头，m； 水的密度，kg/5.转速改变时各参数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 下（可取离心泵的额定转速 2900rpm）的数据。换算关系如下：流量 （4-8）扬程 （4-9）轴功率 （4-10）效率 （4-11）三. 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
5、验用水。（2）离心泵排气：通过灌泵漏斗给离心泵灌水，排出泵内气体。2开始实验（1）首先将粗糙管和局部阻力管阀门关闭，选择光滑管。再进行仪表自检情况，打开泵进口阀，关闭泵出口阀，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，通过仪表逐渐改变出口流量调节阀的开度，使泵出口流量从1 m3 /h 逐渐增大到 5m3 /h，每次增加 0.5m3 /h。在每一个流量下，待系统稳定流动 3 分钟后，读取相应数据。离心泵特性实验主要需获取的实验数据为：流量 Q、泵进口压力 p1,泵出口压力 p2，电机功率 N 电、泵转速
6、 n，及流体温度 t。（4）实验结束，先关闭光滑管出口流量调节阀，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。四数据处理1 绘制原始数据记录表格和数据整理表格，可参照表 4-1 和表 4-2 的格式。表 4-1 离心泵特性测定实验原始数据记录表实验日期：201
7、2.04.20 实验人员：陈金莲 学号：201030620103装置号：01离心泵型号=MS60/0.55SSB，额定流量=60L/min，额定扬程=19.5m额定功率=0.55kw，泵进出口测压点高度差 H0 =0.1m，流体温度 t=23.2实验次数流量(m3 /h)泵进口压力 P1 kPa泵出口压力P2 kPa压降 kPa电机功率N 电 kW泵转速r/m1 1.00 -5.3 218.8 0.33 0.483 28602 1.50 -5.5 214.5 0.73 0.507 28603 2.00 -5.8 192.7 1.26 0.545 28604 2.49 -6.3 181.9 1.
8、94 0.569 28605 3.00 -6.8 169.1 2.69 0.593 28406 3.50 -7.4 159.8 3.57 0.614 28407 4.00 -8.2 151.4 4.53 0.616 28408 4.50 -9.1 134.8 5.59 0.635 28409 4.86 -9.9 117.3 6.30 0.642 284010表 4-2 离心泵特性测定实验数据处理表离心泵特性测定实验数据处理表实测值 换算到 n=2900 时的值实验数据流量(m3 /h)扬程H(m)轴功率N(kw)转速n(r/min) Q(m3/hr) H(m) N(kw) 泵效率1 1 22.
9、837 0.45885 2860 1.013986 23.48 0.478373 13.50%2 1.5 22.449 0.48165 2860 1.520979 23.081 0.502143 18.90%3 2 20.255 0.51775 28460 2.027972 20.826 0.539779 21.24%4 2.49 19.204 0.5405 2860 2.524825 19.745 0.563549 24.02%5 3 17.949 0.56335 2840 3.06338 18.715 0.599815 25.95%6 3.5 17.061 0.5833 2840 3.57
10、3944 17.79 0.621056 28%7 4 16.285 0.5852 2840 4.084507 16.98 0.623079 30.00%8 4.5 14.684 0.60325 2840 4.59507 15.311 0.642231 29%9 4.86 12.98 0.6099 2840 4.962676 13.534 0.649378 28%五实验图如下：2900r/min下 的 H-Q05101520250 2 4 6QH2900r/min下 N-Q00.10.20.30.40.50.60.70 2 4 6QN2900r/min的 -Q0.00%5.00%10.00%15
11、.00%20.00%25.00%30.00%35.00%0 2 4 6Q【最佳工作范围】由图 2900r/min 下 -Q 可见，离心泵效率曲线在流量大概为 3.504.05m3 /h 范围内为向上趋向，而在4.05m3 /h 之后趋向为向下，由此可得，流量为 4.05m3 /h，离心泵的效率最高。六 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？答：关闭出口阀是为了让泵能正常运行起来。因为，离心泵在启动前是没有水的，而在其启动后，扬程会很低，流量却很大，使离心泵的功率也很大，容易超载，使泵的电机及线路损坏。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
12、可能的原因是什么？答：启动离心泵之前要引水灌泵是为了避免气缚现象的发生。如果发生气缚现象，会使离心泵无法输出液体。如果，引水灌泵后仍然无法启动，那就有可能离心泵坏了。3、为什么用泵的出口阀调节流量？这种方法有什么优缺点？是否还有其他方法调节流量？答：在固定的转速下扬程是固定的的情况下，离心泵可以通过调节出口阀就是调节导流面积来改变流量，这个方法比较简单可行，但是，同时较为消耗能量。我们也可以使用变频器调节电机转速来调节流量，又能减少能量，节约用电。4、离心泵泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会不断上升？为什么？答：是。因为离心泵的进口和出口是有间隙的，达到一定压力后，水只在出口和进口处循环，所以压力会上升到一定程度就不再上升并保持在这个压力上。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：合理。如果装上底阀，当泵停下来时，吸水管的水可以保留下来，避免水漏光而重新灌水的麻烦。6、试从理论上分析说明当用实验的这台泵输送密度为 1200kg/m3 的盐水（忽略粘度的影响）时，在相同流量下泵的压头是否会有变化？功率又如何？答：离心泵的压头、流量和效率均与液体的密度无关，所以效率也不随液体的密度而改变，但轴功率会随着液体密度而变化。
