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1、.离心泵特性曲线测定一、实验目的离心泵特性曲线的概念 离心泵性能参数的测定方法 流量 Q的测定 扬程H的测定 轴功率N的测定 效率 转速n的测定 二、实验原理流量用下式计算： 流量升/秒=涡轮流量计频率/涡轮流量计流量系数 注意还要进一步转换成立方米/秒泵的扬程用下式计算：He=H压力表+H真空表+H0+/2g式中：H压力表泵出口处压力 H真空表泵入口真空度 H0压力表和真空表测压口之间的垂直距离u出泵出口处液体流速 u入泵入口处液体流速 g重力加速度泵的总效率为： 其中,Ne为泵的有效功率：Ne=*g*Q*He式中：液体密度 g重力加速度常数 Q泵的流量电机输入离心泵的功率Na：Na=K*N
2、电*电*转 式中：K用标准功率表校正功率表的校正系数,一般取1 N电电机的输入功率 电电机的效率转传动装置效率三、实验步骤因为离心泵的安装高度在液面以上,所以在启动离心泵之前必须进行灌泵。如图所示,调节灌泵阀的开度为100灌泵工作完成后,点击电源开关的绿色按钮接通电源,就可以启动离心泵,并开始工作。注意：在启动离心泵时,主调节阀应关闭,如果主调节阀全开,会导致泵启动时功率过大,从而引发烧泵事故启动离心泵后,调节流量调节阀到一定开度,等涡轮流量计的示数稳定后,即可读数。鼠标左键点击压力表、真空表和功率表,即可放大,以读取数据,如下图所示：注意：务必要等到流量稳定时再读数,否则会引起数据不准鼠标左
3、键点击实验主画面左边菜单中的数据处理,可调出数据处理窗口,在原始数页按项目分别填入记录表,也可在用点击打印数据记录表键所打印的数据记录表记录数据,两者形式基本相同。注意单位换算。调节主调节阀的开度以改变流量,然后重复上述第45步,从大到小测10组数据。记录完毕后进入数据处理。四、数据处理五、注意事项: 1当没有完成灌泵时启动泵会发生气缚现象 2当关泵完成后在出口阀全开的情况下启动泵可能会发生烧泵事故六、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？ 答：关闭出口阀是为了让泵能正常运行起来。因为,离心泵在启动前是没有水的,而在其启动后,扬程会很低,流量却很大,使离心泵的功率也很
4、大,容易超载,使泵的电机及线路损坏。 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：启动离心泵之前要引水灌泵是为了避免气缚现象的发生。如果发生气缚现象,会使离心泵无法输出液体。如果,引水灌泵后仍然无法启动,那就有可能离心泵坏了。 3、为什么用泵的出口阀调节流量？这种方法有什么优缺点？是否还有其他方法调节流量？ 答：在固定的转速下扬程是固定的的情况下,离心泵可以通过调节出口阀就是调节导流面积来改变流量,这个方法比较简单可行,但是,同时较为消耗能量。我们也可以使用变频器调节电机转速来调节流量,又能减少能量,节约用电。 4、离心泵泵启动后,出口阀如果不开
5、,压力表读数是否会不断上升？为什么？ 答：是。 因为离心泵的进口和出口是有间隙的,达到一定压力后,水只在出口和进口处循环,所以压力会上升到一定程度就不再上升并保持在这个压力上。 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：合理。孔板流量计校验实验一、实验目的 使学生了解孔板流量计的构造、原理、使用、安装及校正方法。二、实验原理：1、 孔板流量计的结构原理在管路上装有一块孔板,孔板两侧接测压管,分别与U型压差计相连接。孔板流量计是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,作为测量的依据。若管路直径为d1,孔板锐孔直径为d0,流体流经孔板后所形成
6、缩脉的直径为d2,流体密度为。在界面I,处即孔板前测压导管处和缩脉处的速度,压强分别为u1,u2与p1,p2,根据柏努利方程式,不考虑能量损失可得：或由于缩脉的位置随流速的变化而变化,截面积S2又难以知道,而孔口的面积却是知道的,测压口的位置在设备一旦制成后也不改变,因此,用孔板孔径处的u0来代替u2,又考虑到流体因局部阻力而造成的能量损失,并用校正系数C来校正。则有：对于不可压缩流体,根据连续性方程式又有：则经过整理后可得：令 ；则又可以简化为：根据u0和S2即可算出流体的体积流量：m3/s或m3/s公式中： RU型压差计的读数,m； pr压差计中指示液的密度,kg/m3； C0孔流系数,它
7、由孔板锐孔的形状,测压口的位置,孔径与管径比和雷诺准数共同决定。具体数值由实验确定。当d1/d2一定,Re准数超过某个数值后,C0就接近于定值。一般在工业上定型孔板流量计都规定在C0为常数的流动条件下使用。三、实验步骤灌泵因为离心泵的安装高度在液面以上,所以在启动离心泵之前必须进行灌泵。因为本实验的重点在流量计,而不是离心泵,所以对灌泵进行了简化,如图所示,只要调节灌泵阀开度大于0,等待10秒以上,然后关闭灌泵阀,系统就会认为已经完成了灌泵操作。开泵灌泵工作完成后,点击电源开关的绿色按钮接通电源,就可以启动离心泵,并开始工作。建立流动：启动离心泵后,调解主调节阀的开度为100,即可建立流动数据
8、读取用鼠标左键点击标尺,即可调出标尺的读数画面,先记录下液面的初始高度。鼠标右键点击可关闭标尺画面。然后用鼠标左键点击活动接头,即可把水流引向计量槽,可以看到液面开始上升,同时计时器会自动开始计时。当液面上升到一定高度时,鼠标左键点击活动接头,将其转到泄液部分,同时计时器也会自动停止。此时记录下液面高度和计时器读数用鼠标左键点击压差计,用鼠标拖动滚动条,读取压差。四、数据处理五、注意事项:为了更好的表现孔流系数C0在Re比较小时随Re的变化,我们把实验中的流量定得很低,以获得更小的Re。另外,一般流量计校验实验是测定在孔流系数几乎不变的范围内测定多次取平均值,以得到C0,而不是认识C0随Re的
9、变化关系。因此,如果用手动记录数据和计算,就会出现很大的误差,用自动计算可以得到比较好的结果。六、思考题1.在对装置做排气工作时,是否一定要关闭流程尾部的流量调节阀门？为什么？答：可以不关闭,因为流量调节阀的作用是调节流量的平衡的,避免压缩空气出现大的波动2.如何检验测试系统的空气已经被排除干净？答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走.关闭出口阀后,打开U形管顶部的阀门,利用空气压强使U形管两支管水往下降,当两支管液柱水平,证明系统中空气已被排除干净.液压制动系统是靠油液传递动力的,若空气进入液压系统,因其可压缩性,会导致制动系统制动效能大大降低.为此,必须将混入液压制动系统中的
10、空气彻底排除.3.以水做介质测得的-Re关系能否适用于其他流体？如何应用？答：对于其他牛顿型流体就可以.Re反应了流体的性质,虽然其他的流体的密度和黏度都与水不一样,但是最终都在Re上面反应出来了.所以仍然适用.4.在不同设备上包括不同管径不同水温下测定的-Re数据能否关联在同一条曲线上？答:可以, 一次改变一个变量,是可以关联出曲线的,一次改变多个变量时不可以的。另外,不要奢望可以做出一个多项式之类的好的曲线,这是不可2.一次改变一个变量,是可以关联出曲线的,一次改变多个变量时不可以的。5.如果测压口 、孔边缘有毛刺或者安装不垂直,对静压的测量有何影响？答：没有影响.静压是流体内部分子运动造
11、成的.表现的形式是流体的位能.是上液面和下液面的垂直高度差.只要静压一定.高度差就一定.如果用弹簧压力表测量压力是一样的.所以没有影响.传热膜系数测定实验一、实验目的 1了解间壁式换热器的结构与操作原理；2学习测定套管换热器总传热系数的方法；3学习测定空气侧的对流传热系数； 4了解空气流速的变化对总传热系数的影响。二、实验原理对流传热的核心问题是求算传热膜系数,当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为：对于强制湍流而言,Gr准数可以忽略,故4-2本实验中,可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m、n和系数A。用图解法对多变量方程进行关联时,要对不同变量Re和Pr分别回归。本实验可
12、简化上式,即取n=0.4流体被加热。这样,上式即变为单变量方程,再两边取对数,即得到直线方程：4-3在双对数坐标中作图,找出直线斜率,即为方程的指数m。在直线上任取一点的函数值代入方程中,则可得到系数A,即：4-4用图解法,根据实验点确定直线位置有一定的人为性。而用最小二乘法回归,可以得到最佳关联结果。应用微机,对多变量方程进行一次回归,就能同时得到A、m、n。对于方程的关联,首先要有Nu、Re、Pr的数据组。其准数定义式分别为： 实验中改变冷却水的流量以改变Re准数的值。根据定性温度冷空气进、出口温度的算术平均值计算对应的Pr准数值。同时,由牛顿冷却定律,求出不同流速下的传热膜系数值。进而算
13、得Nu准数值。牛顿冷却定律： 4-5 式中：传热膜系数,W/m2； 传热量,； 总传热面积,m2； tm管壁温度与管内流体温度的对数平均温差,。传热量Q可由下式求得： 4-6 式中： W质量流量,kg/h； Cp流体定压比热,J/kg； t1、t2流体进、出口温度,； 定性温度下流体密度,kg/m3； V流体体积流量,m3/s。三、实验原理 对流传热的核心问题是求算传热膜系数,当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为：对于强制湍流而言,Gr准数可以忽略,故4-2本实验中,可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m、n和系数A。用图解法对多变量方程进行关联时,要对不同变量Re和Pr分
14、别回归。本实验可简化上式,即取n=0.4流体被加热。这样,上式即变为单变量方程,再两边取对数,即得到直线议程：4-3在双对数坐标中作图,找出直线斜率,即为方程的指数m。在直线上任取一点的函数值代入方程中,则可得到系数A,即：4-4 用图解法,根据实验点确定直线位置有一定的人为性。而用最小二乘法回归,可以得到最佳关联结果。对多变量方程进行一次回归,就能同时得到A、m。 对于方程的关联,首先要有Nu、Re、Pr的数据组。其准数定义式分别为：实验中改变空气的流量以改变Re准数的值。根据定性温度空气进、出口温度的算术平均值计算对应的Pr准数值。同时,由牛顿冷却定律,求出不同流速下的传热膜系数值。进而算得Nu准数值。牛顿冷却定律：4-5式中： 传热膜系数,W/m2；传热量,；总传热面积,m2；tm管壁温度与管内流体温度的对数平均温差,。传热量Q可由下式求得：4-6式中： W质量流量,kg/h； Cp流体定压比热,J/kg； t1、
