化工基础CEA—F05型离心泵实验仪实验指导书91905剖析

1、化学工程实验仪器系列产品CEA F05 型离心泵实验仪实验指导书离心泵特性曲线的测定实验目的在化工厂或实验室中，经常需要各种输送机械用来输送流体。 根据 不同使用场合和操作要求，选择各种型式的流体输送机械。离心泵是 其中最为常用的一类流体输送机械。离心泵的特性由厂家通过实验直 接测定，并提供给用户在选择和使用泵时参考。本实验采用单级单吸离心泵装置，实验测定在一定转速下泵的特 性曲线。通过实验了解离心泵的构造、安装流程和正常的操作过程， 掌握离心泵各项主要特性及其相互关系，进而加深对离心泵的性能和 操作原理的理解。二、实验原理离心泵主要特性参数有流量、扬程、功率和效率。这些参数不仅表征泵的性能，

2、也是选择和正确使用泵的主要依据。1.泵的流量：泵的流量即泵的送液能力，是指单位时间内泵所排出的液体体积。泵的流量可直接由一定时间t内排出液体的体积V或质量m来测定。即Vs，tm3 sJ(1)或Vs Vptm3 sJ(2)若泵的输送系统中安装有经过标定的流量计时， 泵的流量也可由 流量计测定。当系统中装有孔板流量计时，流量大小由压差计显示， 流量Vs与倒置U形管压差计读数R之间存在如下关系：Vs 二 CSo,2gRm3 S(3)式中，Co孔板流量系数；So 孔板的锐孔面积，m2;2. 泵的扬程：泵的扬程即总压头，表示单位重量液体从泵中所获 得的机械能若以泵的压出管路中装有压力表处为 B截面，以及

3、吸入管路中 装有真空表处为 A截面，并在此两截面之间列机械能衡算式，则可 得出泵扬程He的计算公式：He 二 H。Pb -Pa +uB -UAg2g(4)式中 Pb 由压力表测得的表压强，Pa;Pa 由真空表测得的真空度，Pa;HoA、B两个截面之间的垂直距离，m;Ua A截面处的液体流速，m s;Ub B截面处的液体流速，m s-1。3. 泵的功率：在单位时间内，液体从泵中实际所获得的功，即 为泵的有效功率。若测得泵的流量为 Vs m s，扬程为He, m，被 输送液体的密度为为p kg m3。则泵的有效功率可按下式计算Ne 二VsHePW( 5)泵轴所作的实际功率不可能全部为被输送液体所获

4、得，其中部分(6)消耗于泵内的各种能量损失。电动机所输出的功率又大于泵轴所作出 的实际功率。电机所输出的功率可直接由输入电压 u和电流I测得， 即N =UI4. 泵的总效率：泵的总效率可由测得的泵有效功率和电机实际消 耗功率计算得出，即(7)这时得到的泵的总效率除了泵的效率外， 还包括传动效率和电机的效 率。5. 泵的特性曲线：上述各项泵的转性参数并不是孤立的，而是相 互制约的。因此，为了准确全面地表征离心泵的性能，需在一定转速 下，将实验测得的各项参数即：He、N、与VS，之间的变化关系标 绘成一组曲线。这组关系曲线称为离心泵特性曲线，如图1所示。离心泵特性曲线对离心泵的操作性能得到完整的概

5、念， 并由此可确定泵的最适宜操作状态彷一 10S c ittfSO图1离心泵特性曲线通常，离心泵在恒定转速下运转，因此泵的特性曲线是在一定转 速下测得的。若改变了转速，泵的特性曲线也将随之而异。泵的流量V、扬程He和有效功率Ne与转速 之间，大致存在如下比例关系：生 _ _n ； He if ； Ne M VW _n ； He _ I nJ ； Ne _ （nJ（8）三、实验装置本实验装置主体设备为一台单级单吸离心水泵。为了便于观察， 泵壳端盖用透明材料制成。电动机直接连接半敞式叶轮。离心泵与循 环水槽、分水槽和各种测量仪表构成一个测试系统。实验装置及其流 程如图2所示。图2离心泵实验仪流程图

6、1.循环水槽；2.底阀；3.离心泵；4.真空表；5.注水槽；6.压力 表；7.调节阀；8.孔板流量计；9.分流槽；10.电流表；11.调压 变压器；12.电压表；13.倒置U形管压差计。泵将循环水槽中的水，通过吸入导管吸入泵体的在吸入导管上端 装有真空表，下端装有底阀（单向阀）。底阀的作用是当注水槽向泵 体内注水时，防止水的漏出。水由泵的出口进入压出导管。压出导管沿程装有压力表、调节阀 和孔板流量计。由压出导管流出的水，用转向弯管送入分流槽。分流 槽分为二格，其中一格的水可流出用以计量，另一格的水可流回循环槽。根据实验内容不同可用转向弯管进行切换。四、实验方法在离心泵性能测定前，按下列步骤进行

7、启动操作：实验前，先将自来水管与箱体一侧的进水口接通，溢流出水口投入下水道，打开水源阀门，将水箱注满水，保持有适量溢流水流出。（1）充水。打开注水槽下的阀门，将水灌入泵内。在灌水过程 中，需打开调节阀，将泵内空气排除。当从透明端盖中观察到泵内已 灌满水后，将注水阀门关闭。（2）启动。启动前，先确认泵出口调节阀关闭，变压器调回零点，然后合闸接通电源。缓慢调节变压器至额定电压（220V），泵即 随之启动。（3）运行。泵启动后，叶轮旋转无振动和噪声，电压表、电流 表、压力表和真空表指示正常，则表明运行已经正常，即可投入实验。实验时，逐渐开启调节出口调节阀。每调定一次阀的开启度，待 状况稳定后，即可进

8、行以下测量：（1）将出水转向弯头由分水槽的回流格拨向排水格同时，用秒 表计取时间，用容器取一定水量。用称量或量取体积的方法测定水的 体积流量。（这时要接好循环水槽的自来水源给水槽补水）。（2） 从压力表和真空表上读取表压强和真空度的数值。（记录表 格）（3）记取孔板流量计的的U形管压差计读数。（记录表格）（4） 从电压表和电流表上读取电压和电流值。（记录表格） 重复10次。记录数据。实验完毕，应先将泵出口调节阀关闭，再将调压变压器调回零 点，最后再切断电源。五、实验结果1. 基本参数（1）离心泵（理论值）流量：Vs =0.000333m3/S杨程：He =5M功率：N=120W转速：n =2800R/MIN（2）管道吸入导管内径：dj =16mm压出导管内径：d2 =20.8mmA、B两截面间垂直距离：H 0 = 100mm(3) 孔板流量计锐孔直径：d0二14mm导管内径：d20.8mm2. 实验数据将实验测得的数据，可参考下表进行记录。实 验序号12345678910水温，T/ C水的密度，pkg m -3水柱压差计读mm数R /水的体积，v / m3接水时间，t / s压 表Pb /真空度，Pa/ Pa电压，VU /电流，AI /3. 实验结果整理(1)参考下表将实验数据进行整理:实验序号12345678910流量，Vs/ m3Ts扬程，He / m有效功率