离心泵-流量计--2014

1、主讲人：李主讲人：李 玉玉化工与能源学院化工与能源学院实验二实验二 离心泵特性曲线测定离心泵特性曲线测定实验三实验三 流量计标定流量计标定实验二实验二 离心泵特性曲线测定离心泵特性曲线测定1 1、了解实验装置、流程及仪器仪表的使用方法；、了解实验装置、流程及仪器仪表的使用方法；2 2、了解离心泵特性曲线测定方法；、了解离心泵特性曲线测定方法；3 3、测定一定条件（一定大气压、一定水温、一定转速、测定一定条件（一定大气压、一定水温、一定转速）下离心泵的特性曲线。）下离心泵的特性曲线。一、实验目的二、实验装置流程二、实验装置流程14-真空表 15-压力表 16-泵出口阀 17-转速传感器 18-转

2、速表 20-支架8-摆头式出水管口 9-孔板流量计 10-U型管压差计 11-计量槽 12-排水阀 13-液位计1,3-40CQ-32型离心泵 2-压差计平衡阀 4-进口闸阀 5-水槽 6-功率表 7-回水管20No孔径孔径管径管径A A0 0/A/A1 11-227.1135.00.6003-630.3648.00.400三、实验原理三、实验原理1 1、离心泵的特性曲线的测定意义、离心泵的特性曲线的测定意义 泵是输送液体常用的机械。在选用一台离心泵时，既要满足泵是输送液体常用的机械。在选用一台离心泵时，既要满足一定工艺要求的流量、压头，还要有较高的效率。一定工艺要求的流量、压头，还要有较高的

3、效率。 要正确地选择和使用离心泵，就必须掌握离心泵送液能力（要正确地选择和使用离心泵，就必须掌握离心泵送液能力（q q）变化时，泵的压头（）变化时，泵的压头（H H）、有效功率（）、有效功率（P P）、效率（）、效率（）的变化）的变化规律，也就是要查明离心泵的特性曲线。规律，也就是要查明离心泵的特性曲线。 1、离心泵的特性曲线特性曲线的测定意义 离心泵的特性曲线取决于泵离心泵的特性曲线取决于泵的结构、尺寸和转速。对于一定的结构、尺寸和转速。对于一定的离心泵，在一定的转速下，泵的离心泵，在一定的转速下，泵的扬程的扬程H H与流量与流量q q之间存在一定的之间存在一定的关系。此外，离心泵的轴功率和

4、关系。此外，离心泵的轴功率和效率亦随泵的流量而改变。因此效率亦随泵的流量而改变。因此H-qH-q，P-qP-q和和-q-q三条关系曲线反三条关系曲线反应了离心泵的特性，称为离心泵应了离心泵的特性，称为离心泵的特性曲线。的特性曲线。 当转速一定时当转速一定时 H H、N N、与与Q Q的关系曲线，最高效率点为工作的关系曲线，最高效率点为工作点。点。 离心泵的特性曲线是离心泵的特性曲线是选用离心泵的重要依据选用离心泵的重要依据，也是，也是判断判断离心泵工离心泵工作状况是否适宜的标准。作状况是否适宜的标准。 H-q H-q 曲线：曲线：预测在一定的管路系统中，这台离心泵的实际送液能力预测在一定的管路

5、系统中，这台离心泵的实际送液能力有多大，能否满足需要；有多大，能否满足需要； P-q P-q 曲线：曲线：预测这种类型的离心泵在某一送液能力下运行时，驱动预测这种类型的离心泵在某一送液能力下运行时，驱动它要消耗多少能量，可以配置一台大小合适的动力设备；它要消耗多少能量，可以配置一台大小合适的动力设备； -q-q曲线：曲线：预测这台离心泵在某一送液能力下运行时效率的高低，预测这台离心泵在某一送液能力下运行时效率的高低，使离心泵能够在适宜的条件下运行，以发挥其最大的效率。使离心泵能够在适宜的条件下运行，以发挥其最大的效率。1、离心泵的特性曲线的测定意义离心泵的特性曲线的测定意义2、离心泵特性曲线的

6、测定、离心泵特性曲线的测定 由于离心泵的结构和流体本身的非理想性以及流体在流动过程由于离心泵的结构和流体本身的非理想性以及流体在流动过程中的种种阻力损失，至今为止，还没有人能推导出计算扬程的纯中的种种阻力损失，至今为止，还没有人能推导出计算扬程的纯理论数学方程式。理论数学方程式。 因此，对于一定的离心泵，其特性曲线只能由因此，对于一定的离心泵，其特性曲线只能由实验测定出。实验测定出。 流量流量 qv 的测量的测量 流量的测量有经典法（称重法、体积法）和直接流量计两种。本实验采用体积法测量：AhAhhqV12摆头导流管计量槽放水阀液位计流量测量流量测量时应注意以下问题：时应注意以下问题： 推拉摆

7、头和卡秒表一定要推拉摆头和卡秒表一定要同步同步，且，且快捷快捷； 计量槽不满时，可将计量槽不满时，可将 h h2 2 作为下次计量的作为下次计量的 h h1 1 ； 计量槽放水时，不要将水放到液位计的刻度标线下；计量槽放水时，不要将水放到液位计的刻度标线下； 计量时间计量时间 或接水液面高度或接水液面高度 h h 太小时会造成一定误差：太小时会造成一定误差： 若要求若要求 q q2% 2% 由误差均分原则有：由误差均分原则有：1% 1% 和和h h1%1% 则时间计量必须满足：则时间计量必须满足：/=0.1/1%=10 S=0.1/1%=10 S 液面高度必须满足：液面高度必须满足：hh /

8、h = 0.5 / 1% =50 mmhh / h = 0.5 / 1% =50 mm 因为需测量两次液面，所以：因为需测量两次液面，所以：h50h50* *2=100 mm2=100 mmhqhhhhqdqqq在泵的进出口在泵的进出口 1 11 1、2 22 2 两截面有两测压表且一两截面有两测压表且一样高。样高。表头测的均是表压，出口为正压，进口为真空度；表头测的均是表压，出口为正压，进口为真空度；在在 1 11 1 与与 2 22 2 截面列截面列 BNL BNL 方程，有：方程，有：fhZguugpgpH)2()(212212因因u1=u2。hf=hf+hf hf0，由于两截面紧靠泵的

9、进出口，直管段很短；由于两截面紧靠泵的进出口，直管段很短； hf=0，扬程扬程 H H 是流体通过泵得到的净能量，因此泵内阻力在是流体通过泵得到的净能量，因此泵内阻力在此不予考虑。此不予考虑。所以所以hf0ZgPgPH12 扬程扬程 H 的测定的测定 扬程扬程 H 的测定的测定 表头位置比实际测压点高，而认为引压管内是充满水的，根表头位置比实际测压点高，而认为引压管内是充满水的，根据流体静力学方程有：据流体静力学方程有：Zhppphpppaa)()(1122上式中上式中p1、p2分别为真空表、压力表头读数。分别为真空表、压力表头读数。将将P2、P1与表头关系代入得：与表头关系代入得：MPapM

10、PapmgPPH压力表读数真空表读数2161210(3) P电功率电功率测定测定 离心泵能够对流体提供压头，是借助于配套的电动机，电动机离心泵能够对流体提供压头，是借助于配套的电动机，电动机将电能转化为机械能，传递给泵轴，带动叶轮在泵壳内旋转，对将电能转化为机械能，传递给泵轴，带动叶轮在泵壳内旋转，对流体做功，其中涉及到电动机的效率、传动装置的效率以及流体流体做功，其中涉及到电动机的效率、传动装置的效率以及流体在泵壳内各种原因的能量损失问题等，因此，最后泵对流体所提在泵壳内各种原因的能量损失问题等，因此，最后泵对流体所提供的压头（做的有用功）远小于输入该系统的电能。供的压头（做的有用功）远小于

11、输入该系统的电能。 由三相电功率由三相电功率 P电电计算计算 P轴轴 P电电P轴轴P泵泵泵的轴功率泵的轴功率： （ 由仪表直接测量由仪表直接测量， 0.85， = 1）N电NNKW电电传轴电传电动机轴泵电轴泵(4) 总效率总效率总总 P泵泵 = qHg /1000 Kw 总总 = P泵泵/P电电100%(5)(5)转速较核转速较核 泵的特性曲线是在指定转速下的数据，就是说在某一特性曲线上泵的特性曲线是在指定转速下的数据，就是说在某一特性曲线上的一切实验点，其转速都是相同的。但是，实际上感应电动机在转矩的一切实验点，其转速都是相同的。但是，实际上感应电动机在转矩改变时，其转速会有变化，这样随着流

12、量的变化，多个实验点的转速改变时，其转速会有变化，这样随着流量的变化，多个实验点的转速将有所差异，因此在绘制特性曲线之前，须将实测数据换算为平均转将有所差异，因此在绘制特性曲线之前，须将实测数据换算为平均转速下的数据。当转速改变不超过速下的数据。当转速改变不超过 20% 20% 时，转速对时，转速对 q q、H H、P P 的影响关的影响关系为：系为： 本实验标准转速为本实验标准转速为 2900r/min2900r/min。注意特性曲线应以注意特性曲线应以 q q0 0、H H0 0、P P0 0、 作图。作图。3020100290029002900nPPnHHnnnqq 实验三实验三 流量计

13、的标定流量计的标定 孔流系数C0与Re关系的测定一、实验目的一、实验目的 1、了解孔板流量计的操作原理和特性，掌握流量计的一般标定方法。 2、测定孔板流量计的孔流系数C0 ，并将孔流系数C0与Re之间的关系在坐标纸上标绘出。二、实验原理二、实验原理水读水6 .12220000PAcPAcqdqud4Re平衡阀引压管流体法兰孔板指示液水银扩一定角度尽量减少能耗某一流量q m3/s下测得 压差计读数为P读HgPa。说明：以上q为实际流量，并非转速校正后的流量。 作出不同流量下流量系数关系，在半对数坐标上作图：10101010涡轮流量计变送系数与雷诺数的关系孔板流量计孔流系数与雷诺数的关系三、实验操

14、作三、实验操作1、灌泵：灌泵：向泵灌水时应将泵的出口阀打开，进口阀关闭，水向泵灌水时应将泵的出口阀打开，进口阀关闭，水灌满后关闭出口阀。灌满后关闭出口阀。2 2、排气：、排气：打开平衡阀，泵启动后先将进口阀全部打开，然后打开平衡阀，泵启动后先将进口阀全部打开，然后再打开出口阀排气。再打开出口阀排气。3 3、验证、验证：关闭泵出口阀，再关闭平衡阀，此时压差计读数应：关闭泵出口阀，再关闭平衡阀，此时压差计读数应为为0。 三、实验操作三、实验操作4 4、实验步骤实验步骤： （1 1）先将离心泵出口阀关闭，开动离心泵，测出流量为零时泵出口压力表和入口真空表）先将离心泵出口阀关闭，开动离心泵，测出流量为

15、零时泵出口压力表和入口真空表读数和轴功率。读数和轴功率。 （2 2）开启出口阀，维持某一流量）开启出口阀，维持某一流量Q Q，测出泵出口压力表和入口真空表读数和轴功率。，测出泵出口压力表和入口真空表读数和轴功率。 （3 3）改变流量进行多次测定。）改变流量进行多次测定。5 5、实验结束实验结束：测量数据完毕后，开启平衡阀，关闭出口阀、进口阀，再停泵。：测量数据完毕后，开启平衡阀，关闭出口阀、进口阀，再停泵。 数据测量说明：数据测量说明： 数据测量点分布建议按下进行：数据测量点分布建议按下进行： 一开始成倍增加，一开始成倍增加，后均匀增加后均匀增加 PHgPaPHgPa = = 0, 100,

16、200, 500,0, 100, 200, 500, 1000, 2000, 3000, 4000, 50001000, 2000, 3000, 4000, 5000、 最大最大 所测量原始数据：所测量原始数据： 实验装置套数：实验装置套数： 孔径孔径= = 管径管径= = 水温水温= = 水箱截面积水箱截面积= =NoH1mmH2mmS-P1MPaP2MPaNr/minP电KwPHgPa四、实验报告中对实验结果处理的要求四、实验报告中对实验结果处理的要求1 1、实验结果的表格表示、实验结果的表格表示 原始数据表格如上，而处理结果表格如下；原始数据表格如上，而处理结果表格如下； 泵特性曲线数据

17、必须是经过转速较核后的数据，流量泵特性曲线数据必须是经过转速较核后的数据，流量 q q 的单位最好用的单位最好用 升升/ / 秒秒 ；NoNo2900r/min2900r/min泵特性曲线泵特性曲线Q l/sQ l/sHmHmPKwPKw %2 2、实验结果的坐标图示、实验结果的坐标图示离心泵特性曲线离心泵特性曲线在直角坐标纸上标出泵在一定转速下的三条特性曲线；在直角坐标纸上标出泵在一定转速下的三条特性曲线；流量计标定曲线流量计标定曲线在半对数坐标图上作出在半对数坐标图上作出C C0 0-Re-Re曲线。曲线。10101010涡轮流量计变送系数与雷诺数的关系孔板流量计孔流系数与雷诺数的关系 1

18、212()()()nnfffyxxxxxx 1、和、差的绝对误差设函数形式 y = x1 + 2x2 - x3由可知此函数的绝对误差为1232yxxx 由于x1、 x2、 x3可正可负，故函数的最大绝对误差为123(2+)yxxx 4 4、实验结果的分析讨论、实验结果的分析讨论误差计算误差计算 12(2)nyxxx 2、和、差的最大相对误差设函数形式 y = x1 + x2 + xn则绝对误差相对误差为1212(2)nnxxxyyxxx 例如：设y = x1 - x2,则相对误差为1212()xxyyxx 4 4、实验结果的分析讨论、实验结果的分析讨论-误差计算误差计算4 4、实验结果的分析讨论、实验结果的分析讨论规律总结规律总结 应对本实验结果进行如下分析讨论：应对本实验结果进行如下分析讨论： 离心泵特性曲线：离心泵特性曲线： H H q q ：流量