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1、离心泵性能实验一、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、测定单级离心泵在一定转速下的特性曲线。（二）基本原理 在生产上选用一台即满足生产任务又经济合理的离心泵，总是根据生产要求（压头和流量），参照泵的性能来决定。泵的性能，即在一定转速下，离心泵的压头H，轴功率N及效率均随实际流量Q的大小而改变，通常用水做实验测出HQ，NQ，Q之间的关系，称为特性曲线，特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用离心泵的重要依据。 如果在泵的操作中，测得其流量Q、进出口压力和泵所消耗的功率（即轴功率），则可求得其特性曲线。泵的压头为： （4-4）式中：H2泵出口处的压力表读数，以m水柱（真
2、空度）表示； H1泵入口处的真空表读数，以m水柱（真空度）表示； h0压力表和真空表测接头之间的垂直距离，m; u2压出管内水的流速，m/s; u1吸入管内水的流速，m/s; g 重力加速度，9.81m/s2 轴功率N，就是泵从电机接受到的实际功率，在本实验中不直接测量轴功率，而是用瓦特计测得电机的输入功率，再由下式求得轴功率。N=N电电传式中：N电电动机的输入功率，kW； 电电动机的效率，由电动机效率曲线求得，无因次； 传联轴节或其他装置的传动效率，无因次，联轴节取=1。泵的效率即为有效功率与其轴功率之比，由下式求得：= （4-5）式中：Q泵的流量，m3/s; H泵的压头，m; 水的密度，k
3、g/m3； N 泵的轴功率，kW（三）实验装置 本实验用B12-5离心泵进行实验，其装置如图4-7所示。离心泵用三相电动机带动，将水从水槽中吸入，然后由压出管排至水槽。在吸入管内进口处装有滤水器。以免污物进入水泵，滤水器上带有单向阀，以便在起动前可使泵内灌满水。在泵的吸入口和压出口处，分别装有真空表和压力表，以测量水的进出口处的压力，泵的出口管线装有文氏流量计，用来计量水的流量，并装有阀门，用来调节水的流量或管内压力，另用三相瓦特计测量电动机输入功率。（四）实验方法 1、了解设备，熟悉流程及所用仪表，特别是瓦特表，要阅读使用说明。 2、检查轴承润滑情况，用手转动联轴节视其是否转动灵活。 3、旋
4、开加水漏斗，向泵内灌水至满，然后关闭漏斗。 4、充满水后，关闭泵的出口阀门，此时U形压差计的平衡夹和放气夹都要打开。上述工作准备妥当，经指导教师同意，可接通电源起动电动机，使泵运转，在运转中要注意安全，防止触电及注意电机是否过热、有噪声或其他故障，如有不正常现象，应立即停车，与指导教师讨论其原因及处理办法。图4-7 离心泵性能实验装置流程图1、离心泵；2、电动机；3、加水漏斗；4、压力表；5、调节阀；6、文丘里流量计；7、U形水银压差计；8、放气夹；9、平衡夹；10、压出管；11、真空表；12、吸入管；13、水箱；14、带单向阀的滤水器。 5、慢慢开启出口阀，使压差计测压接头处保持正压，让水流
5、经测压导管，以排出测压管中的空气，排气结束关闭U形压差计上的放气夹，再关平衡夹，关闭出口阀。检查压差计读数应为零，否则应重新排气。 6、用出口阀调节流量，从零到最大或反之，取810组数据，数据取完后，关闭出口阀，检查U形压差计读数应回零，否则说明实验过程中有漏气现象，应查找原因，并考虑是否重做实验。 7、实验结束后，停电动机，打开U形压差计上部的平衡夹和放气夹。（五）数据处理 在方格坐标纸上作泵的特性曲线，并根据所得曲线标示适宜操作区。离心泵性能实验姓名 同组者 班级 实验日期数据记录水泵型式： 型；转数 转/分序号压差计高差mmHg流量m3/s压力表真空表压头Hm瓦特读数计kw有效功率kw效
6、率左右差kg/cm2H2OmmHgmH2O（六）讨论 1、为什么流量越大，入口处真空表的读数越大，出口处压力表的读数越小？ 2、你对离心泵的操作如先充液，封闭起动，选在高效区操作如何理解？二、离心泵综合实验离心泵综合实验台是一种多功能实验装置，其结构示意图如图所示。图 综合实验台结构示意图1-泵I 2-泵II 3-泵II上水阀 4-泵I上水阀 5-蓄水箱 6-计量水箱7-孔板流量计 8-真空表 9-真空压力表 10-串联阀 11-泵I出水阀 12，13-压力表 14-泵II 出水阀 15-电机榆入功率表 16-回水阀17-计量水箱支架 18-蓄水箱排气阀 19-蓄水箱放水阀 20-实验台基架2
7、1-计量水箱放水阀实验台主要由泵（测泵特性及串并联实验用）、泵（作泵的串并联实验和汽蚀现象演示实验用）、水箱5、孔板流量计7、计管道及其它阀门等组成。实验台可以用来进空压力表9、压力表12、13、电功率表15、管道及其它阀门组成。实验台可以用来进行1）离心泵特性曲线测定实验；2）离心泵并、串联实验；3）离心泵汽蚀现象演示实验。在进行泵的特性曲线测定实验时，利用各相应阀门的开、闭和调节，形成泵单泵工作回路，在一定流量下测定一组相应的压力表、真空表及流量计的压差计读数（或利用计量水箱和秒表来测量泵的流量），以及利用电功率表15测出相应工况下的电机输入功率Nm。为了测试方便，我们将电机的Nm乘以电机
8、的效率m，可得到电机的轴功率N（即泵的输入功率，亦称泵的实用功率N）。由此，在多个工况下可得到多组泵的流量Q、扬程H、实用功率N等数据。最后可以绘出泵的HQ，NQ和Q等特性曲线。在进行泵的串并联实验时，利用相应阀门的开、闭和调节，形成两个泵的串联或并联回路，测定串并联时的运行特性。在进行泵的汽蚀现象演示实验时，利用相应阀门的开、闭和调节，形成泵2的单泵工作回路，并使水箱成为基本封闭的容器，水泵抽水时，使水箱由于水的抽出而产生真空，从而使泵的进口压力减少，直到发生汽蚀，压力表13的指针发生颤动或急剧下降。（一）离心泵特性曲线测定实验1、实验目的学习离心泵特性曲线（QH曲线，QN曲线和Q曲线）的测
9、定方法。2、实验装置泵的特性曲线测定实验可以使用离心泵综合实验台。实验时涉及到的装置为泵I的运行系统及其扬程、流量和轴功率的测试系统。3、实验原理和方法利用泵I相应阀门的开、闭和调节，形成泵I的单泵工作回路，在泵I出流阀门11的一定开度下，测量一组相应的压力表12、真空压力表9和孔板流量计7的压差计（图中未示出）的读数（或利用计量水箱和秒表来测量相应的流量），由此测得这个工况下泵的扬程H和流量Q；并利用电功率表15读出电机的输入功率Nm，由此可得出泵的相应实用功率N。在多个工况（阀门11的不同开度）下分别测得每个工况的流量Q、扬程H和实用功率N等数据，从而可经计算并绘制出泵的QH、QN和Q等特
10、性曲线。1）扬程H的测试和计算：式中： M1压力表12读数，MPaM2真空压力表9读数，MPa均换算成水柱高，m h0压力表12与真空压力表9接出点之间的高度，（m）1，2泵的进出口流速一般，进口和出口的管径相同，d2=d1, 1=2所以由此： H=M1+M2+ h02）流量Q的测试和计算i）利用孔板流量计测量 （m3/s）式中：h流量计压差计压差读数；（m）； （m2.5/s）C0流量系数（排出系数）d2孔径 d1管径流量系数C0需要经过实验来标定。C0值与直径比d2/d1有关，并与雷诺数有关。由实验知，当流过孔口的雷诺数Re=d2u2/大于3000以后，C0值即不随d2/d1而变，C0取其
11、值等于0.61。这种情况下： （m2/s）ii）利用计量水箱实测流量在工况的流量稳定时，利用计量水箱测定一定时间间隔内泵出流的容积V，即可计算出泵的体积流量（m3/s）3）泵的实用功率（即泵的输入功率）N和泵效率的测试和计算。离心泵综合实验台的实验泵I在运行时的实用功率N的测定，是通过电功率表测定泵的驱动电机的输入电功率Nm，再将此Nm乘以电机效率m，即得出泵的实用功率N（也即是电机的输出功率）：N=mNm （kW）而泵在一定的工况下的效率：式中：流体密度kg/m3Q泵的流量（m3/s）H泵的扬程（m）N在此工况下的实用功率4、实验步骤1）实验前准备i)记录下实验台的一些参数，h0、K和C0（
12、本实验台的C0可取为0.61）。ii)将蓄水箱充满水。iii)关闭阀门3，10，14，打开阀门4，11，16。2）进行实验i)开动泵I，使泵I系统运转，此时关闭阀门11，为空载状态，测读压力表12读数M1，真空压力表9读数M2。ii)略开阀门11，水泵开始出水，再测读M1、M2、孔板流量计压差值h（或利用计量水箱和秒表测出在此工况下的流量Q）和电功率表读数Nm。iii)逐次调节阀门11，增加出水开度，重复上述步骤测读各相应工况的M1、M2、h和Nm。实验数据可记录在如下的表格中。IV）结束实验NoM1(MPa)M2(MPa)H(M1+M2+h0)( m)Nm(kW)N(kW)h(m)Q(m3/s)备注12345678h0= （m） 流量计系数K= （m2.5/s） C0=5、实验数据处理根据上表的实验记录和计算的数据，即可在座标系中点出各工况的实验点，最后，可光滑地绘制出实验泵的Q-H
