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1、实验二 离心泵特性曲线的测定一、实验目的（1）了解离心泵的构造与操作；（2）测定单级离心泵在一定转速下的特性曲线；（3）测定单级离心泵出口阀门开度一定时的管路特性曲线；（4）了解离心泵的工作点与流量调节。二、基本原理1离心泵的特性曲线离心泵是应用最广的一种液体输送设备。它的主要特性参数据包括流量Q,扬程He, 功率N和效率n。这些参数之间存在着一定的关系。在一定转速下，He、N、n都随着输 液量Q变化而变化，通过实验测定不同Q、He、N、n的值，就可以做出泵在该转速下的 特性曲线。各种泵的特性曲线均已列入泵的样本中，供选泵时参考。本实验目的之一就是要了解 和掌握这些曲线的测定方法。（1）流量Q
2、的测定 转速一定，用泵出口阀调节流量。用秒表计时间，管路中流过的流量通过一定体积的 铁桶流满后的体积来确定。（ 2）扬程 He 的测定 根据泵进出口管上安装的真空表和压力表读数即可算出扬程：u 2 u 2He = H + H + ho + 2。压 真2 g其中：H压、H真分别为压力表和真空表测得的读数，m液柱；压真ho压力表与真空表表心垂直距离，m；U、u2分别为泵进、出口管内的流速，m/so（ 3）功率 N 的测定由三相功率表直接测定电机功率N （KW）。（4）效率n的测定泵的效率n为有效功率Ne （KW）与轴功率之比：Ne =HQ pe 其中：He扬程，m；Q流量，m3/sp流体密度，kg
3、/m3。在实验中，如测定的是电机的输入功率，则求得的效率为包括电机效率和传动效率在 内的总效率：NeN电机总功率n总与泵效率n泵存在如下关系：总泵n = n n n总 电机 传动 泵2管路特性曲线 当离心泵安装在特定的管路系统中工作时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身 的性能有关，还与管路特性有关，也就是说，在液体输送过程中，泵和管路二者是相互制 约的。对一特定的管路系统列伯努利方程，可导出：He = K + BQ2。其中：He管路所需的压头，m；Q 流量，m3/s （注意！应与泵特性曲线中的Q单位一致）操作条件一定时， K 和 B 均为常数：Z + 型,PgB= 1ZLe+珂1。 d2g
4、 （3600A2式中的A为管道截面积。从上式看出：在固定管路中输送液体时，管路所需的压头He 随被输送流体的流量 Q 的平方而变（湍流状态）。该关系标在相应坐标纸上，即为管路特 性曲线。该线的形状取决于系数K和B，也就是说，取决于操作条件和管路的几何条件, 与泵的性能无关。由于确定 K， B 有一定困难，实验时不采用此途径求算管路特性曲线。3管路特性曲线的测定及工作点的调节离心泵总是安装在一定的管路上工作的，泵所提供的压头与流量必然与管路所需的压 头和流量一致。若将泵的特性曲线与管路特性曲线绘在同一坐标图上，两曲线交点即为泵 在该管路的工作点。当生产任务发生变化，或已选好的泵在特定管路中运转所
5、提供的流量 不符合要求时，都需要对泵的工作点进行调节。实际上，改变两种特性曲线之一均能达到 调节的目的。如同前述通过改变阀门开度来改变管路特性曲线，求出泵的特性曲线一样，可以通过 改变泵转速来改变泵的特性曲线，从而得出管路特性曲线。该过程也是离心泵的流量调节及工作点的移动过程。(此内容我们不作要求)三、实验装置与流程本实验装置由被测的Y90S-2型离心泵及转子流量计、压力表、真空表及控制阀组成一 个循环回路。见图2-1.6图2-1离心泵实验离心泵真空表压力表功率表管路控制阀泵出口阀 一放气阀 孔板流量计1主要设备及仪表规格(1) 离心泵：Y90S-2；(2) 压力表：量程 0-2.5Mpa；(
6、3) 真空表：量程0-0.1Mpa；(4) 泵的出入管内径：d =mm, d =mm入出(5) 真空表与压力表表心垂直距离：h0=mm2流量计算设在t时间间隔内，流过铁桶的体积为V (m3),则流量Q (m3/s)为：Q =V/t。四、实验步骤及注意事项(1) 熟悉设备、流程及各仪表的操作；(2) 找开泵的排气阀及充水阀，向泵体内灌水，直至泵内空气排净。然后关上排气阀 和充水阀；(3) 关闭泵的出口阀5；(4) 启动泵，待泵运转正常后，打开出口阀5，调节流量。流量从大到小取七个点。 要求合理分割流量进行实验布点；(5) 在每一次流量调节稳定后，读取压力表、真空表、功率表的读数，特别不要忘记 流
7、量为零时的各有关参数；(6) 实验结束后，关闭仪表及泵的开关，并清理现场。五、实验记录与数据处理数据记录如表 2-1 所示，数据处理如表 2-2 所示。表 2-1 泵性能数据记录表泵入口管径：mm泵出口管径： mm真空表与压力表两盘间的垂直距：mm水温：C电机转速r/min序流量Q/m3s-1真空表PMPa压力表p2电机功率号时间/t桶体积/m3MPaW1234567表 2-2泵性能数据处理表序流量Q压头He 轴功率Ne 功率n号m3/smW%1234567六、实验报告实验报告除按正规格式书写外，还应注意以下几点：在同一张坐标纸上标绘一定转速 下的HQ、NQ、nQ曲线；并且在图上注明离心泵的型号和转速。七、思考题（1）离心泵启动前为什么要先灌水排气？本实验装置中的离心泵在安装上有何特点？（2）启动泵前为什么要先关闭出口阀，待启动后，再逐渐开大？而停泵时，也要先关 闭出口阀？（3）离心泵的特性曲线是否与连接的管路系统有关？（4）离心泵流量增大时，压力表与真空表的数值将如何变化？为什么？（5）离心泵的流量可由泵的出口阀调节，为什么？6）什么情况下会出现“汽蚀”现象？7）离心泵在其进口管上安装调节阀门是否合理？为什么？
