离心泵综合实验实验教学大纲离心泵综合实验一、 所涉及的课程及知识点：《工程流体力学》、《输油管道设计与管理》二、 实验要求1、 掌握离心泵特性曲线（H—Q曲线，N—Q曲线，n-Q曲线）的测定方法2、 通过泵气蚀的产生，分析泵产生泵气蚀机理，学会确定气蚀余量的临界值3、 了解离心泵的串并联运行工况及其特点,绘制泵的串并联运行曲线4、 学会对实验结果的处理分析方法三、 实验装置和原理图1实验台简图实验台的结构如图所示，主要有泵I、泵II、计量水箱、储水箱、压力表、真空压力表、 文丘里流量计、U型压差计、管道及阀门组成•在测定泵的特性曲线时，利用各阀门的开启 和调节形成泵I单泵工作回路，在不同流量下测定一组相应的压力表、真空表和流量的读数 以及电流电压的计数•即可读出一组泵的流量Q,扬程H,输入功率N等数据，最后可以绘 出泵的H—Q、N—Q、n—Q等特性曲线在进行泵汽蚀实验时利用相应的阀门开启和调节 开成泵I的单泵工作回路，并使储水罐由于水的抽出而产生真空,从而使泵的进口压力减小, 直到发生气蚀在进行泵的串并联实验时，利用相应阀门的开启和调节形成两个泵的串并联 回路，测定串联和并联的运行特性.水泵气蚀余量Ah是水泵设计和使用的重要基本参数，气蚀实验是确定Ah的唯一可靠方 法，进行水泵气蚀实验时，我们将泵放在一定工作条件下（即固定的H、Q、n）,而在较大 范围内改变泵的进口压力，本实验装置是靠改变水箱内的真空度来实现的。
对于被试泵在转速和流量为定值时泵Ah是不变的，但当进口压力下降到一定程度时， 泵的性能既开始下降，理论上讲，当流量曲线跌落至 1~2%时，泵就进入了气蚀的临界状态， 即厶h=Ap/r，测定该工况下的Ah,也就间接的确定了水泵在该流量下的气蚀余量.既] Ps V 2 PAh 二 + _^ + bY 2g Y式中：Ps—实验条件下泵吸入口处的液面压强V 1—水泵进口处的平均流速Pb—汽化压力,根据实验条件下的水温查表当单台泵不能满足需要流量时,可采用2台泵（或两台以上）并联运行方式，离心泵I、 II并联后扬程不变,而流量Q是这两台流量之和，Q并=Q1+Q2，并联后的系统特性曲线同，是 在不同扬程下，用计量水箱测得流量Q并，绘出Q并一H并曲线H并可由压力表真空表读 出当单台泵工作不以提供所需扬程时,可采用2台泵（或两台以上）串联方式运行，离心泵 串联后，通过每台泵的流量是相同的，而合成压头是两台泵的压头之和，串联后的系统特性 曲线,是通过阀门调节得到Q串及H串，从而绘出Q串-H串曲线四、实验步骤1、泵的特性实验：H—Q曲线和N—Q曲线（1）关闭阀门1、 2、 3、 4、 5，向计量水箱加水至阀7上部溢水为止。
然后关闭阀7.（2）保留计量水箱内有少量水，防止泵抽不上水启动泵I,由于阀1关闭，此时流量 为 0，为空载状态测读真空表、真空压力表、电压表、电流表的读数.（3） 略开阀门 1 至一定开度，水泵开始给水，再测读压力表、真空压力表、以及电压 表、电源表数、流量数、（关闭阀门 6，计量秒及升数） .（4） 逐步开大阀门 1，改变泵的流量（一般改变4—6 次）在每一流量下测读上述实验 数据.测得相应不同流量下的实验数据同，从而可以绘出泵的特性曲线根据：P1 + Py 2V 2 — V 2 + Z + —— 2g式中:P]—压力表读数，MPaP2—真空表读数，MPa,以米为单位,lMPa=100my —水的容重N/m3Z —压力表至真空表接出点位置差,即表的相对高度（以米为单位）V ]、V 2-进出口流速，一般进出口管径相同，所以：V ]=V 2，即V 2 - V 22 — — 0 2g流量Q1由计量水箱实际测验出：V3Q —亠 i t式中：V 以 m3 计.t： s则 Q=m3/s水泵电机轴功率由下式计算：UI cos 的m1000式中：I —电流表读数（A）U —电压表读数（V）cos0 —功率因数，取0.77耳一电机效率，取0.65 m从Q=0开始，得到不同的流量Q值，对应不同的扬程H,将这些点光滑的连接起来，即为 水泵的H—Q曲线。
根据不同流量时速的功率N,绘制N—Q曲线n-Q曲线（效率、流量曲线）泵的效率为泵的有效功率和轴功率之比由公式:yQH即可得出该流量下的效率效率n曲线可在H—Q和N—Q曲线基础上任取一个Q值, 可由H—Q和N—Q曲线上找到一个N和H值任意取若干个Q和N值，可算出若干n值，圆滑连接这些点，可以得到n—Q曲线，即 该泵的效率曲线2、泵气蚀实验实验步骤(1) 将计量水箱水放入储水罐，关闭阀门2、3、4、5、7，打开阀 1、62) 启动泵I ,调节阀门1使流量不变3) 在此流量下，将阀门 6 由开启向关闭方向逐步调节，使储水箱内的真空度逐步增大， 使真空表和压力表读数产生变化继续调节阀门6，直至压力表的指针急剧下降为止(即发 生气蚀)4) 将阀门1调至另一开度，重复上述步骤，可观察出在不同流量下3也不同3、 泵的并联实验实验步骤( 1)打开阀 4、5,关闭阀 3、72) 启动泵I和泵II,运行正常后,打开阀1、2.(3) 调节阀 1 和 2，使两压力表的扬程一致，且与单泵运行时间相同4) 用关闭阀6用计量水箱进行流量Q的测量.4、 泵的串联运行实验步骤(1) 打开阀 2、 3、 5、，关闭阀 1、 4、 7、 6。
2) 接通电源，首先启动泵I,运行正常后，再启动泵II3) 调节阀 2、 3,使流量与单台泵运行时相同4) 在压力表上进行扬程H1和H2读数根据实验，记录数据，填入表格,进行整理计算，并分别绘出H1-Q曲线，H2-Q曲线， n-Q曲线由此写出实验报告五、注意事项在接电运转前，必须做好下列准备工作:1．仔细检查各阀门、接头和表头等有无松动，如有松动,应加以紧固; 2．用橡胶管将文丘里的测压口与压差计相连接;3．将测力矩力臂用限位装置锁住； 4．将水箱注满水,并使泵内全部充满水完成上述安装工作以后，即可接电试运转启 动水泵,观察有无漏水现象，如漏水，应设法处理5．试验台应很好的接地,以保安全！六、思考题1. 当改变流量调节阀开度时，压力表和真空表的读数按什么规律变化? 答：当流量调节阀开度增大时，压力表读数减小,真空表读数增大 试分析气缚现象与气蚀现象的区别.答：“气蚀”现象是离心泵设计不足或运行工况偏离设计产生的一种不正常状况.叶轮进 口处的压力与输送介质的饱和蒸汽压相同时,液体介质就会发生气化，体积骤然膨胀，就会 扰乱叶轮进口处液体的流动气泡随液体进入叶轮被压缩，高压使气泡突然凝结消失，周围 的液体会以极大的速度补充原来的气泡空间,从而产生很大的局部压力，这种压力不断的冲 击叶轮表面，就会使叶轮很快损坏.“气蚀”发生时,泵体震动，响声加大，泵的流量、压力 明显下降.解决方法是①选择足够的气蚀余量。
②及时改变不正常的运行工况，如冷却介质，改变入口压力等气缚”现象是指泵启动时泵体内存有气体，由于气体的密度比液体的小得多，叶轮 转动时产生的离心力很小，叶轮中心形成的负压很小，不足以将液体引入叶轮中心，也就不 能输送介质.解决方法是用灌泵等方法将气体赶出来表 1 实验数据表。