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1、北京化工大学化工原理实验报告实验名称：离心泵性能测定班级：化实1101学号： 2011011499姓名:张砺同组 人：黄凤磊、陈文汉、杨波实验日期：_ 2013.11.1一、报告摘要在本次实验中测定泵的特性曲线和管路特性曲线，并且得到本次试验中的孔 流系数。在泵的特性曲线中可以得出 H-q 曲线是下降的曲线，即随流量 q 的增 大，扬程 He 逐渐减小；离心泵的轴功率随流量增加而逐渐增加，曲线有上升的 特点；当流量为零时，轴功率最小，因此，为便于离心泵的启动和防止动力机超 载，启动时，应将出水管路上的闸阀关闭，启动后，再将闸阀逐渐打开，即水泵 的闭阀启动；效率曲线为从最高点向两侧下降的变化趋势
2、。孔流系数c0在一定 范围内是一定值。泵的特性曲线与管路特性曲线交点称为该管路上的工作点，转 速变小时，Hq曲线变陡，工作点往上移，流量变小；转速变大时，Hq曲线 变得平坦，工作点下移，流量变大。二、实验目的及任务1了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法。 2测定离心泵在恒定转速下的特性曲线，并确定泵的最佳工作范围。 3熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。4测定孔板流量计的孔流系数。5测定管路特性曲线。三、实验原理1. 离心泵特性曲线测定离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。其中理论压头与 流量的关系，可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到。由于流体流经泵时， 不可避免地会遇到
3、各种阻力，产生能量损失，诸如摩擦损失、环流损失等，因此， 实际压头比理论压头笑，且难以通过计算求得，因此通常采用实验方法，直接测 定其参数间的关系，并将测出的He-Q、N-Q和n-Q三条曲线称为离心泵的特性 曲线。另外，曲线也可以求出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据。OIL离心泵的理论压头与实际压头泵的扬程HeHe = H + H + H压力表 真空表 0式中：泵出口的压力，m真空表H2O；，H十一一泵入口的压力，m压力表H2O；H两测压口间的垂直距离，H= 0.2m。00(2)泵的有效功率和效率由于泵在运转过程中存在种种能量损失，使泵的实际压头和流量较理论值为低，而输入泵的功率又比理论值高，
4、所以泵的总效率为式中Ne泵的有效效率，kW；q流量，ms/s；He扬程，m；P流体密度，kg/ m3由泵输入离心泵的功率N为轴N = N n n轴 电 电 传式中：N电机的输入功率，kW电n 电机效率，取0.9；电H传动装置的效率，取1.0； 传2.孔板流量计空留系数的测定孔板流量计构造原理在水平管路上装有一块孔板，其两侧接测压管，分别与压差传感器两端连接。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D,孔板锐孔直径D,流体流经孔板 10后形成缩脉的直径为d2,流体密度P,孔板前测压导管截面处和缩脉截面处的速度和压强分别为u、u和
5、p、p,根据伯努利方程，不考虑能量损失，可得：1 2 1 2由于缩脉的位置随流速的变化而变化,故缩脉处截面积 S2 难以知道,孔口的面积为已知,且测压口的位置在设备制成后也不改变,因此,可用孔板孔径处 的uo代替叮考虑到流体因局部阻力而造成的能量损失，用校正系数C后则有p孔板压差，Pa；S孔口面积，m2；0P流体的密度，kg/ m3；c孔流系数。0孔流系数的大小由孔板的形状，测压口的位置，孔径与管径比和雷诺数共同决定。四、实验流程离心泵性能实验装置1- 水池 2-底阀3-离心泵 4-出口调节阀 5-孔板流量计 6-计量槽7-放水阀8-进水管9-灌泵口 10真空表11压力表12液位计五、实验操作
6、1、关闭流量调节阀门，关闭管路上阀门，启动水泵；2、打开管路上所有阀门，调节流量，直至全开，进行管路排气；3、打开对应引压管切换阀门和压差传感器阀门，进行主管路、测压管路排气；4、排气结束，关闭所有传感器阀门，检查其数值是否回零（或零附近），否则需要继 续排气；5、关闭除光滑管管路之外的所有阀门，将光滑管上的测压管路传感器阀门打开，调节 流量调节阀门，改变流量，从仪表柜上可以读出管路的水流量水流量/m3h-i,温度/C, 通过管路上安置的压力传感器，可以读出光滑管路压差/kPa；6、不断调节流量调节阀门，改变水流量，测多组数据，注意流量分布前密后疏，尽量 使取对数后分布均匀，数据取10 组；7
7、、光滑管路测量完毕后，打开粗糙管管路控制阀门，关闭光滑管管路控制阀门和光滑 管上压力传感器阀门，再打开粗糙管上压力传感器阀门，重新排气。调节流量调节 阀门，测定并记录一系列的水流量水流量/m3h-i,温度/C，粗糙管管路压差/kPa数 据，取值同样注意前密后疏，尽量保证数据均匀，取10 组数据；8、粗糙管理测量完毕后，打开突然扩大管管路控制阀门，关闭粗糙管管路控制阀门和 粗糙管上压力传感器阀门，再打开突然扩大管上压力传感器阀门，重新排气。调节 流量调节阀门，测定并记录一系列的水流量水流量/m3h-i,温度/C,突然扩大管管 路压差/kPa数据，取3组数据；9、关闭突然扩大管管线上的阀门，打开层
8、流管阀门，调节流量控制阀使高位槽产生并 保持溢流状态，打开层流管出水口，使水流缓慢流下，打开层流管路上压力传感器 阀门，用量筒和秒表记录流出水的体积/ml和时间/s,并记录此时压差/kPa,调节层 流管出水量，改变层流流速，记录每个流速下对应流出水的体积/ml和时间/s,压差 /kPa,记录6组数据；10、测完所有数据，停泵，开传感器排气阀，关闭切换阀门；11、检查数据，整理好仪器设备，实验结束。六、实验数据处理1、以第二组数据为例，处理如下：d =18mm d =27mm d =42mm0出入流量(m”3/h)0.00功率（kw）0.42出口表压（m）22.1进口表压（m）0.4压降(kpa
9、)0.06水温度（C）22.4p/(kg/m3)997.60.590.4321.50.40.3622.6997.551.190.4720.90.31.2922.7997.5251.880.520.20.33.2422.9997.4752.400.5319.70.25.2523.0997.452.990.5719.00.18.1623.1997.4253.590.6118.3-0.111.7623.3997.3754.230.6417.5-0.216.3623.4997.354.920.6816.4-0.421.9623.5997.3255.500.7115.5-0.727.5123.6997.
10、36.120.7414.3-0.933.7323.9997.2256.840.7612.9-1.241.6324.1997.1757.410.7911.6-1.549.1524.3997.125EkQv/(m3/s)He/m轴功率Pa/kw有效功率Pe/效率粘度0021.90.378000.949060.003466340.0001638921.30.3870.0341460.0882310.944640.014101360.0003305620.80.4230.0672860.1590690.942430.035195150.0005222220.10.450.1028280.2285080
11、.938010.057357420.0006666719.80.4770.1288040.2700290.93580.089024480.0008305619.20.5130.1558480.3037980.933640.128338210.0009972218.70.5490.182620.3326420.929320.178175430.00117518.10.5760.2077020.3605930.927160.241044540.0013666717.20.6120.230390.3764530.9250.301226010.0015277816.70.6390.2494790.39
12、04210.922840.37296660.001715.80.6660.2621530.3936240.916360.465885610.001914.80.6840.2742740.4009850.912150.546768530.0020583313.80.7110.2786210.3918720.90805动能项E =(4q /3.14d 2)2-(4q /3.14d 2) 2 k v 2 v 1=(4*0.59/3600/3.14/0.027八2)2-(4*0.59/3600/3.14/0.042八2)2/2/9.81=0.003466扬程 He=P -P +E +0.2=21.5-
13、0.4+0.003466+0.2=21.303m出 入 k轴功率 N =Pn n =0.43*0.9=0.387Pa/kw轴电 转效率 n=N/N =0.59*21.303*997.55/102/3600/0.387=0.0882e 轴如此计算得出流量、扬程、轴功率、效率，再根据表一中的相关数据绘制离心泵特性曲线如下：(数据表格见上)以第二组数据为例Re=du P / u =4q P / n d u =4*0.59/3600*997.55/3.14/0.027/0.94464*1000=8165.53C0=u0/sqrt(2P/P)=4q/3.14/d02/sqrt(2P/P )=4*0.59
14、/3600/3.14/0.018人2/sqrt(2*0.36*1000/997.55)=0.7585如此计算得出雷诺数、孔流系数，再根据表二中的数据绘制孔流系数与雷诺数的关系曲线如下：3. 管路特性曲线数据处理与绘制开度频率出口表压(m)进口表压(m)流量(m人 3/h)Qv/(m3/s)EkHe50.0019.90.22.150.000597220.0460303219.945.0016.20.31.930.000536110.0370921216.140.0013.00.31.690.000469440.0284407112.935.0010.00.31.480.000411110.021811759.930.0011.50.31
