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1、离心泵特性测定实验报告离心泵特性测定实验报告 姓名:刘开宇 学号:1410400g08 班级:14 食品 2 班 实验日期:2016.10.10 学校:湖北工业大学 实验成绩: 批改教师: 一、实验目的一、实验目的 1了解离心泵结构与特性,熟悉离心泵的使用; 2掌握离心泵特性曲线测定方法; 3了解电动调节阀的工作原理和使用方法。 二、基本原理二、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,
2、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: (11) f h g u g p zH g u g p z 22 2 22 2 2 11 1 由于两截面间的管长较短,通常可忽略阻力项,速度平方差也很小故可忽略,则有 f h (H g pp zz 12 12 ) (12) 210 (HHH表值) 式中: ,表示泵出口和进口间的位差,m;和 120 zzH 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
3、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 (W) (13)kNN 电 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 3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, 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: (14)gHQNe 故泵效率为 (15)%1
4、00 N gHQ 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 (16) n n QQ 扬程 (17) 2 )( n n HH 轴功率 (18) 3 )( n n NN 效率 (19) N gQH N gHQ 三、实验装置与流程三、实验装置与流程 离心泵特性曲线测定装置流程图如下: 1水箱;2离心泵;3转速传感器;4泵出口压力表; 5
5、玻璃转子流量计;6出口流量调节闸阀;7灌 泵漏斗;8泵进口压力表;9温度计; 图 1 实验装置流程示意图 四、实验步骤及注意事项四、实验步骤及注意事项 实验步骤: (1)清洗水箱,并加装实验用水。通过灌泵漏斗给离心泵灌水,排出泵内气体。 (2)检查各阀门开度和仪表自检情况,试开状态下检查电机和离心泵是否正常运转。开启离心泵之前先将出 口阀关闭,当泵达到额定转速后方可逐步打开出口阀。 (3)实验时,逐渐打开出口流量调节闸阀增大流量,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
6、 和两测压点间高度差 H0(H00.1m) 。 (4)改变出口流量调节闸阀的开度,测取 10 组左右数据后,可以停泵,同时记录下设备的相关数据(如离 心泵型号,额定流量、额定转速、扬程和功率等) ,停泵前先将出口流量调节闸阀关闭。 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。 五、数据处理五、数据处理 (
7、1)记录实验原始数据如下表 1: 实验日期: 2016.10.10 实验人员: 刘开宇 学号: 1410400g08 装置号: 离心泵型号MS60/0.55,额定流量60L/min,额定扬程19.5,额定功率0.55kW 泵进出口测压点高度差 H0= 0.1m ,流体温度 t 30 序号 流量 Q m3/h 泵进口压力 p1 kPa 泵出口压力 p2 kPa 电机功率 N电 kW 泵转速 n r/min 16-101350.7502880 25.6-81510.7302880 35.2-7.91650.7232880 44.8-71780.7002880 54.4-6.11890.686290
8、0 64-5.91980.6692900 73.6-52060.6452900 83.2-4.52140.6152900 92.8-42210.5832920 102-3.52310.5222940 111.2-32380.4682940 120.6-32430.4382940 (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,如表 2: 序号 流量 Q m3/h 扬程 H m 轴功率 N kW 泵效率 % 16.2716.340.81432.44 25.8517.910.79234.09 35.4319.470.78434.74 45.0220.820.75
9、935.42 54.6322.260.76034.93 64.2123.260.74134.03 73.7924.060.71432.86 83.3724.910.68031.72 92.9726.010.65930.15 102.1327.470.60225.06 111.2828.230.54017.23 120.6428.810.5059.40 六、实验报告六、实验报告 1分别绘制一定转速下的 HQ、NQ、Q 曲线 Q/m3/h0.641.282.132.973.373.794.214.635.025.435.856.27 扬程/m28.8128.227.4726.0124.9124.0
10、623.2622.320.819.4717.916.3 Q/m3/h0.641.282.132.973.373.794.214.635.025.435.856.27 轴功率/kW0.5050.540.6020.6590.680.7140.7410.760.7590.7840.7920.814 Q/m3/h0.641.282.132.973.373.794.214.635.025.435.856.27 泵效率/%9.417.2325.0630.1531.7232.8634.0334.9335.4234.7434.0932.44 2分析实验结果,判断泵最为适宜的工作范围。 流量在 4.63m3/h
11、 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/ 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 3 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。