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1、实验四 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. 掌握离心泵在一定转速下特性曲线的测定方法。二、基本原理离心泵的主要性能参数有流量Q、压头H、效率n和轴功率N。在一定转速下，离 心泵的送液能力(流量)可以通过调节出口阀使之从零至最大值间变化。而且， 当其流量变化时，泵的压头、功率及效率也随之变化。因此，要正确选择和使用 离心泵，就必须掌握流量变化时，其压头、功率和效率的变化规律，即查明离心 泵的特性曲线。用实验方法测出某离心泵在一定转速下的 Q、 H、 N、 n ，并作出 H-Q、 N-Q、 n Q 曲线，称为该离心泵的特性曲线。1. 流量 Q 的测定泵的流量可以用容
2、积法或标准流量计测量。 本实验采用涡轮流量计测量离心泵的流量。涡轮流量计显示表显示的是瞬时流量 值，单位是升/秒。2泵的压头H的测定 离心泵的压头是指泵对单位重量流体所提供的有效能量，单位为 m。在进口真空表和出口压力表两测压点截面间列柏努利方程，忽略阻力损失，两测 压点处管径一致时，有：H=2-旦 + (Z - Z )mPg Pg2 1若两测压表头在同一水平处，上式变为：Pgp 离心泵的出口压力表示值，Pa；2 式中： p 离心泵的入口真空表示值， Pa；1P 离心泵输送液体的密度， kg /m3。3轴功率N的测定：离心泵的轴功率是泵轴所需的功率，也是电机传给泵轴的功率。 本实验装置采用马达
3、天平测功器测定此轴功率。马达天平测功器是水泵实验常用的测功方法之一，其有准确和使用可靠的优点 它是在拖动泵的交流电动机外壳（定子）两端加装轴承，使外壳能自由转动。外 壳连有测功臂和平衡锤，后者用以调整零位。当电动机带动水泵运转时，由于反 作用力的作用会使外壳反方向旋转；此反向力矩相同。如果在测功臂上加上适当 的砝码，即可保持外壳不转动。此时所加砝码乘以测功臂长度，就是电动机输出 的转矩，则电动机输出的功率为：kW2n x 9.81PLnPLn =60 x 1000973.7式中：P-测功臂上所加砝码的重量，kg；L-测功臂长度，本装置L=0.4869m；n-转速，转/分。4.效率n泵的效率为有
4、效功率N与轴功率之比，而有效功率是液体实际上由泵得到的功率。 e.耳QH102KW絲x 100%式中：Q-泵的流量，m3/s；H-泵的压头，m；p -水的密度，kg/m3。三、流程和主要设备1-离心泵 2-泵进口阀 3 泵出口阀 4-真空表 5-压力表 6-转速表 7 转速传感器 8-冷却风扇 9-加水旋塞 10-测压法兰 11-弯头 12-流量显示表 13-透明涡轮流量变送器 14-计量槽 15-水槽 16-马达天平测功机四、实验步骤1 了解设备、熟悉流程及所有使用的仪表，特别是涡轮流量计和马达 - 天平测功机 的使用方法。2. 用手转动联轴节，看其是否转动灵活，以检查轴承润滑度。3. 将马
5、达-天平测功器的砝码盘取掉，以免水泵启动时甩掉砝码盘。4. 关闭水泵进口阀门，开启出口阀门，向泵体加满水，然后关闭出口阀门。5. 启动水泵，全开进口阀门，待泵运转正常后逐渐开大出口阀门直到全开为止，此 时流量最大。调节出口阀，在最大流量至零之间取810组数据，然后反过来从 零逐渐增大至最大流量为止，同样读取数据。每组数据由同时读取压力表、真空 表、转速表、流量计、砝码、水温等数值而获得。6. 实验结束，停泵，并做好整理工作。五、实验数据与分析：泵的原始数据表1型号：扮BA 6叶轮直径：129mm 测功臂长：0.4869m 水温：26C27.2C序号流量计时器流量显示值（L/S）进口真空度p1
6、MPa出口压力p2 (Kgf/cm2)转速n（转/分）天平荷重P（克）备注14.190.0320.84292975026C23.890.0301.01292974233.660.0271.19293173243.360.0241.37293271253.070.0221.54293569262.740.0191.68293766272.40.0171.80294262982.120.0151.90294459591.720.0132.012949550101.240.0122.10295848527.2C表 1 泵的特性曲线调整数据表序号实验值换算到n=2900时的值Q(L/s)H(m)N(k
7、w)n(转 /min)Q (L/s)1Q (m3/hr)2H(m)N(kw)n14.1911.689281.09848829294.14851514.9346511.458951.0661810.43598923.8913.188681.08677129293.85148513.8653512.928811.0548090.46161733.6614.68611.07285629313.6212913.0366414.377081.0391730.48990943.3616.183521.04389929323.32332911.9639815.832191.0100910.50935853.
8、0717.682921.01561429353.0333910.920217.263690.9797120.52267662.7418.779440.97224729372.7054829.73973418.309260.9359630.51751972.419.777720.92535429422.3657388.51665519.217060.8862860.5015982.1220.575550.8759329442.0883157.51793519.965120.837240.48695391.7221.473610.81105829491.6914216.08911520.76594
9、0.7712970.445298101.2422.273420.71738929581.2156864.37647121.408520.6760110.3764641图2BA 6型泵的特性曲线 效率 扬程 功率讨论与分析：1. 从图 1 上上可以看出，随着流量的增大，效率会先增大后减少，会出现一个峰 值。而随着流量的增大，扬程会不断的减少，同时功率会平稳地上升。而且有 图线可以基本判断该泵为叶片式离心泵。2. 进一步推断所得：一、当流量为零的时候，离心泵的压头不超过某一有限值， 可以利用在排出管路上安装调节阀的方法来调节离心泵的流量。3. 功率随流量增加而平稳上升，且流量为零时功率最小，所以离
10、心泵在启动时都 应该将出口调节阀关闭，以降低启动的效率。4. 一般离心泵的效率为 0.60.85，大型泵可以到0.9。但是在本实验中的数据泵的效率只为0.370.52,可能是泵的型号特性是否决定了本身的效率，也有可能 是灌水不足而造成的气负效应，导致功率下降。离心泵的思考题1、离心泵为什么要在出口阀关闭的情况下启动，并用出口阀门调节流量？（书P53）答：离心泵的功率随流量增加而平稳上升，且流量为零时功率最小，所以离心泵启动时都将出口阀关闭，以降低启动功率。2离心泵在启动前为什么必须灌水排气？答：离心泵内灌入水后，空气被排出。离心泵启动后，泵内的水被离心力从出口 排出，离心泵中心形成负压，离心泵
11、入口的水即被抽入，使离心泵不断排出抽入 否则，离心泵内是空气，空气的质量小（份量轻）不能产生足够的离心力，出口 不能出水，入口的水也无法被抽入。3、试从理论上分析说明当用实验的这台泵输送密度为1200kg/m3的盐水（忽略粘度的影响）时，在相同流量下泵的压头是否会有变化？功率又如何？ 答：改为输送盐水时，相同流量下泵的压头不会变化。因为泵的扬程（又称泵的压头）是指单位重量液体流经泵后所获得的能量，其大小取决于泵的结构（如叶轮直径的大小，叶片的弯曲情况等）、转速及流量。由可知流体的密度与泵的压头没有关系。4、离心泵启动后，如果出口阀不打开，压力是否会否继续上升？为什么？ 答：上升到一定程度就不再上升了,保持在这个压力上.因为离心泵的进口和出口是 有间隙的,达到一定压力后,水只是在出口和进口处循环.
