离心泵特性曲线

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1、北 京 化 工 大 学实 验 报 告课程名称： 化工原理实验 实验名称： 离心泵性能试验实验日期： 2012.11.15 班 级： 化工 1001学 号： 2010011001 报 告 人： 于正阳同 组 人： 尤艺蕊 于宏鹏 马博 流体阻力实验 一，摘要本实验以水为介质，使用 IHG32-125 型离心泵性能实验装置，测定了不同流速下，离心泵的性能、孔板流量计的孔流系数以及管路的性能曲线。实验验证了离心泵的扬程 He随着流量的增大而减小，且呈 2 次方的关系；有效效率有一最大值，实际操作生产中可根据该值选取合适的工作范围；泵的轴功率随流量的增大而增大；当 Re 大于某值时，C 0 为一定值，

2、使用该孔板流量计时，应使其在 C0 为定值的条件下。关键词：性能参数（ NHQ,） 离心泵特性曲线 管路特性曲线 C0二，实验目的1、了解离心泵的构造，掌握其操作过程和调节方法。2、测定离心泵在恒定转速下的特性曲线，并确定泵的最佳工作范围。3、熟悉孔板流量计的构造、性能和安装方法。4、测定孔板流量计的孔流系数。5、测定管路特性曲线。三，实验原理1.离心泵特性曲线测定离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。其中理论压头与流量的关系，可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到。由于流体流经泵时，不可避免的会遇到种种损失，产生能量损失和摩擦损失、环流损失等，因此，实际压头比理论压头小，且难以

3、通过计算求得，因此通常采用实验直接测定其参数间的关系，并将测出的 HeQ，NQ，和 Q 三条曲线称为离心泵的特性曲线，根据此曲线也可求出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据。（1）泵的扬程 HeHe = H 压力表 + H 真空表 + H0式中 H 压力表 泵出口处的压力， mH2o；H 真空表 泵入口处的真空度， mH2o；H0压力表和真空表测压口之间的垂直距离， H0=0.85m（2）泵的有效功率和效率由于泵在运转过程中存在能量损失，使泵的实际压头和流量较理论值低，而输入功率又比理论值高，所以泵的总效率为 Ne轴 QH102式中 Ne泵的有效功率，Kw； Q流量，m 3/s； He扬程，m；

4、液体密度，kg/m 3由泵轴输入离心泵的功率 为轴NN 轴 = N 电 电 转式中 N 电 电机的输入功率， Kw； 电 电机效率，取 0.9； 传动装置的传动效率；一般取 1.02.孔板流量计孔流系数的测定孔板流量计的构造原理如下图所示。孔板流量计的构造原理图在水平管路上装有一块孔板，其两侧接测压管，分别与压差传感器的两端连接。孔板流量计利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减小，造成孔板前后压强差，作为测量依据。若管路直径 d1，孔板锐孔直径 d0，流体流经孔板后所形成缩脉的直径 d2，流体密度 ，孔板前测压导管截面处和缩脉截面处速度和压强分别为 u1，u 2 和 p1，p 2，不考

5、虑能量损失，由伯努利方程得： 212upgh或 21ugh由于缩脉位置随流速变化而变化，缩脉处截面积 S2 难以知道，孔口的面积已知，且测压口的位置在设备制成后不再改变，因此可用以孔板孔径处 u0 代替 u2，考虑到流体因局部阻力造成的能量损失，用校正系数 C 校正后，有： 201ugh对不可压缩流体，根据连续性方程有： 01S整理得 0201()ghuCS令 0201()CS，则可简化为 02uCgh根据 u0 和 S2，即可算出流体的体积流量 VS 为：00s或 02C式中 VS流体的体积流量，m 3/s； p孔板压差，Pa；S0孔口面积，m 2；流体的密度， kg/m3； C0孔流系数。

6、孔流系数的大小由孔板锐孔的形状、测压头的位置、孔径与管径比和雷诺数共同决定，具体数值由实验测定。当 d0/d1 一定时，雷诺数 Re 超过某个数值后，C 0 就接近于定值。通常工业上定型的孔板流量计都在 C0 为常数的流动条件下使用。3.管路的特性曲线离心泵工作在工作点上时，有 0He压 力 表 真 空 表又 2vzkq测定不同频率下，H 与 vq的值，即可求得 k 及 z的值。四，装置和流程离心泵性能实验装置与流程图1 蓄水池；2底阀；3真空表；4离心泵；5灌泵阀；6压力表；7流量调节阀；8孔板流量计；9活动接口；10液位计；11计量水槽（495495）mm；12回流水槽；13计量槽排水阀五

7、，实验步骤本实验通过调节阀门改变流量，测得不同流量下离心泵的各项性能参数。流量可通过计量槽和秒表测量。1.检查电机和离心泵是否正常运转。打开电机电源开关，观察电机和电源泵的运转情况，如无异常，则可切断电源，准备在实验时使用。2.在进行实验前，首先要灌泵（打开灌泵阀） ，排出泵内的气体（打开流量调节阀） 。当有连续液体流出时，灌泵结束，关闭排气阀和灌泵阀，启动离心泵开始试验。3.关闭流量调节阀，点击电源绿色按钮启动，开始实验。从小到大依次调节流量调节阀，待稳定后，读取压力表、真空表、功率表以及孔流计压降示数，而后用计量槽计量液体流量，记录读数前、读数后的标尺刻度以及所用时间。共测 10 组。为防

8、止因水面波动而引起的误差，测量时液面计高度差应不小于 200mm。4.测定管路特性曲线时，固定阀门开度，改变频率，测 8 组数据，并记录。5.在次改变阀门的开度，步骤同上。重复两次。6.关闭流量调节阀，停泵，记录相关数据，整理现场。六，实验数据记录及处理1，离心泵性能曲线测定及孔板流量计孔流系数测定原始数据表（频率f=50Hz）序号 压力表/MPa真空表/MPa水温/孔板压降p/ KPa时间/s计量槽高度/m流量 Q/m/s1 0.186 -0.007 14.1 1.0 100 0.215 0.00053 2 0.178 -0.008 13.9 2.1 70 0.220 0.00077 3 0

9、.168 -0.007 13.8 3.2 54 0.213 0.00097 4 0.158 -0.008 13.8 5.0 44 0.220 0.00123 5 0.148 -0.010 13.8 6.8 37 0.215 0.00142 6 0.132 -0.013 13.7 9.1 33 0.223 0.00166 7 0.110 -0.015 13.7 11.6 28 0.223 0.00195 8 0.088 -0.017 13.7 14.5 26 0.225 0.00212 9 0.058 -0.019 13.7 17.7 23 0.223 0.00238 10 0.028 -0.0

10、20 13.8 19.4 22 0.221 0.00246 序号 扬程 He/m输入功率 N 电/kW有效功率 Ne/kW/%Co N 轴/kWRe1 20.55 0.59 0.106 19.97% 0.810 0.531 13343 2 19.83 0.67 0.150 24.81% 0.817 0.603 19505 3 18.71 0.71 0.177 27.72% 0.831 0.639 24480 4 17.79 0.75 0.214 31.63% 0.842 0.675 31031 5 16.98 0.81 0.237 32.48% 0.839 0.729 36063 6 15.6

11、5 0.84 0.254 33.57% 0.844 0.756 41939 7 13.61 0.86 0.260 33.60% 0.881 0.774 49428 8 11.57 0.94 0.240 28.40% 0.856 0.846 53707 9 8.71 0.96 0.203 23.45% 0.868 0.864 60173 10 5.75 0.98 0.139 15.71% 0.859 0.882 62344 计算过程中取温度的平均值 t=13.8以第一组数据为例，计算过程如下：t=10oC 时，=999.7kg/m 3 , =1.305mPa.st=20oC 时，=998.2kg

12、/m 3 , =1.005mPa.s内插得：t=13.8 oC 时，=999.1kg/m 3 , =1.1964mPa.s流量 Q=A*h/t=0.495 2*0.215/100=0.00053m3/s扬程 He=H 压力表 +H 真空表 +H0 =( P 压力表 P 真空表 )/ g+0.85=【0.186-（-0.007） 】*10 6/9.807/999.1+0.85=20.55m由泵轴输入离心泵的功率 N 轴 =N 电 * 电 * 转 =0.59*0.9*1.0=0.531kW泵的有效功率 Ne=Q*He*/102=0.00053*20.55*999.1/102=0.106Kw泵的总效

13、率 =Ne/N 轴 =0.106/0.531=19.97%So=*（0.0242/2） 2=0.00046 m2，p=1.0*10 3 Pa由 0VsCS得 02=(0.00053/0.00046)*999.1/2/(1.0*103)1/2=0.810Re=du/=4*Q/d/=4*999.1*0.00053/0.042/(1.1964*10-3)=133432，管路特性曲线测定数据处理表第一组（出口阀开度 1)序号 压力表 /Mpa 真空表 /Mpa 频率 Hz 孔板压降 （KPa） 水流量 m/s 扬程(mH2O） 水温/ 水流量 m/h1 0.026 -0.009 23.70 2.3 0

14、.001 4.42 13.4 3.055 2 0.032 -0.010 27.50 3.4 0.001 5.14 13.4 3.714 3 0.045 -0.010 31.25 4.9 0.001 6.47 13.4 4.459 4 0.052 -0.011 35.00 5.8 0.001 7.28 13.4 4.851 5 0.061 -0.014 38.72 7.3 0.001 8.51 13.5 5.442 6 0.076 -0.013 42.50 8.7 0.002 9.94 13.5 5.941 7 0.088 -0.014 46.25 10.5 0.002 11.26 13.5 6

15、.527 8 0.120 -0.017 50.00 12.4 0.002 14.84 13.5 7.093 第二组(出口阀开度 2）序号 压力表 /Mpa 真空表/Mpa） 频率 Hz 孔板压降 （KPa） 水流量 m/s 扬程(mH2O） 水温/ 水流量 m/h1 0.030 -0.008 23.75 1.4 0.001 4.73 13.4 2.383 2 0.042 -0.008 27.50 2.2 0.001 5.96 13.4 2.988 3 0.054 -0.008 31.25 3.0 0.001 7.18 13.3 3.489 4 0.070 -0.009 35.00 3.9 0.001 8.92 13.4 3.978 5 0.080 -0.010 38.80 4.4 0.001 10.04 13.4 4.225 6 0.100 -0.011 42.50 5.7 0.001 12.18 13.5 4.809 7 0.118 -0.011 46.00 6.9 0.001 14.02 13.4 5.291 8 0.192 -0.012 50.00 7.5 0.002 21.68 13.5 5.516 第