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n均随实际流量Q的大小而改变，通常用水做实验测出h〜q, n~q，n〜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：H - H + H + h + U2 —叫（ 4-4）21 0 2 g式中：h2—泵出口处的压力表读数，以m水柱（真空度）表示；H,—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; u2一压出管内水的流速，m/s;U一吸入管内水的流速，m/s; g一重力加速度，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・n ・n电电传式中：N由一电动机的输入功率，kW；电n 电一电动机的效率，由电动机效率曲线求得，无因次；电n传一联轴节或其他装置的传动效率，无因次，联轴节取n =1。
传泵的效率即为有效功率与其轴功率之比，由下式求得：4-5）n 笼 x 100%式中：Q一泵的流量，m3/s;H一泵的压头，m;p 一水的密度，kg/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;5、慢慢开启出口阀，使压差计测压接头处保持正压，让水流经测压导管，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 8~10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 II7-孔板流量计12，13-压力表3-泵 II 上水阀8-真空表14-泵 II 出水阀4-泵 I 上水阀 5-蓄水箱 6-计量水箱9-真空压力表 10-串联阀 11-泵 I 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21-计量水箱放水阀实验台主要由泵1（测泵特性及串并联实验用）、泵11（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I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N为 m了测试方便，我们将电机的N乘以电机的效率n，可得到电机的轴功率N （即泵的输入功 mm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H—Q, N—Q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（Q—H曲线，Q—N曲线和Q—n曲线）的测定方法。
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N ,由此可得出泵的相应实用功率No m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Q—H、Q—N和Q—n等特性曲线1） 扬程H的测试和计算：u 2 _ u 2H = M + M + h + 2 11 2 0 2 g式中：M] 压力表12读数，MPaM2——真空压力表9读数，MPa均换算成水柱高， mh0——压力表12与真空压力表9接出点之间的高度，（m）u]，u2——泵的进出口流速一般，进口和出口的管径相同，d2=d], u ]=u 2所以U 2 — U 22 1 = 02 g由此： H=M]+M2+ h02） 流量 Q 的测试和计算i）利用孔板流量计测量Q = C 0Kxh （m3/s）式中：h――流量计压差计压差读数；（m）；1 d「1 — (于)4 ■ d[ im2.5/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d/d1有关，并与雷诺数有关由实验 知，当流过孔口的雷诺数Re=d2u2p /p大于3000以后，C0值即不随d/d1而变，C0取其值 等于 0.61这种情况下：Q = 0.61 - K\.h (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T间隔内泵出流的容积V，即可计算V出泵的体积流量Q = — （m3/s）T3）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N ,再将此N乘以电机效率°，即得出泵的实用功率N （也即是 m m m电机的输出功率）：N=n ・ N （kW）m m而泵在一定的工况下的效率n ：PQH102 N式中：P——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1） 记录下实验台的一些参数，h0、K和C0 （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4，11，162） 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M］, 真空压力表9读数M2。
ii） 略开阀门11,水泵开始出水，再测读M］、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Nmiii） 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M］、M2、h和 N实验数据可记录在如下的表格中mIV）结束实验M’MoHNNhQ备注No1(MPa)2(MPa)(M+M+h)m(kW)(kW)(m)(m3/s)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, Q-N和Q-n等特性曲线（可在一个图上绘出）二）离心泵并、串联实验1、 实验目的1） 增进对离心泵并、串联运行工况及其特点的感性认识2） 绘制泵并、串工作的并、串联总特性曲线2、 实验装置本实验可使用离心泵综合实验台其结构及工作原理同前3、 实验原理和方法1）泵的并联工作当用单泵不能满足工作需要的流量时，可采用两台泵（或两台以上）的并联工作方式 如图所示离心泵I和泵II并联后，在同一扬程（压头）下，其流量Q并是这两台泵的流量之和，Q 并 QI+Qn并联后的系统特性曲线，就是在各相同扬程下，将两台泵特性曲线 并二 I II（Q - H）和（Q - H）上的对应的流量相加，得到并联后的各相应合成流量Q并，最后绘出 I II 并（Q - H）并曲线如图所示。
图中两根虚线为两台泵各自的特性曲线（Q - H ）和（Q - H片；实 线为并联后的总特性曲线（Q - H），根据以上所述，在（Q - H）曲线上任一点M,其相应 并并的流量Qm是对应具有相同扬程的两台泵相应流量QA和QB之和，即Qm=QA+QB飛【QlQuQ# = Qi + Qd图 泵的并联工作图 两台性能曲线不同的泵的并联特性曲线上面所述的是两台性能不同的泵的并联在工程实际中，普遍遇到的情况是用同型号、 同性能泵的并联，如图所示Q - H）和（Q - H）特性曲线相同，在图上彼此重合，并联I II后的总特性曲线为（Q - H）并本实验台就是两台相同性能的泵的并联进行教学实验时，可以分别测绘出单台泵I和泵II工作时的特性曲线（Q - H）和I（Q - H），把它们合成为两台泵并联的总性能曲线（Q - H）再将两台泵并联运行，测出II 并并联工况下的某些实际工作点与总性能曲线上相应点相比较。