实验三-离心泵特性曲线测定

1、实验三 -离心泵特性曲线测定、实验目的1了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的 使用；2掌握离心泵特性曲线测定方法；3了解电动调节阀的工作原理和使用方法。、基本原理离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的 重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的 扬程 H 、轴功率 N 及效率与泵的流量 Q 之间 的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表 现形式。 由于泵内部流动情况复杂， 不能用理论 方法推导出泵的特性关系曲线， 只能依靠实验测 定。1、1扬程 H 的测定与计算 取离心泵进口真空表和出口压力表处为2 两截面，列机械能衡算方程：2z1 pg1 u21g2 Hz2 pg22 u2hhf 2g f11

2、）由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项 hf ，速度平方差也很小故可忽略，则有H （ z2 z1 ） p2 p1 gH 0 H 1 （ 表值） H 2 （12） 式中： H0 z2 z1 ，表示泵出口和进口间的位差， m；和流体密度， kg/m 3 ； g重力加速度 m/s2； p1、p2分别为泵进、出口的真空度 和表压， Pa；H 1、 H 2分别为泵进、出口的真空 度和表压对应的压头， m；u1、 u2分别为泵进、出口的流速， m/s；z1、z2分别为真空表、压力表的安 装高度， m。由上式可知，只要直接读出真空表和压力 表上的数值， 及两表的安装高度差， 就可计算出 泵的扬程。2轴功

3、率 N 的测量与计算N N 电 k（W ）（13）其中， N 电为电功率表显示值， k 代表电机传动 效率，可取 k0.95 。3效率的计算 泵的效率是泵的有效功率 Ne 与轴功率 N 的比值。有效功率 Ne 是单位时间内流体经过泵 时所获得的实际功，轴功率 N 是单位时间内泵 轴从电机得到的功，两者差异反映了水力损失、 容积损失和机械损失的大小。泵的有效功率 Ne 可用下式计算：Ne HQ g（14）故泵效率为 HQ g 100%N（15）4转速改变时的换算 泵的特性曲线是在定转速下的实验测定所 得。但是，实际上感应电动机在转矩改变时，其 转速会有变化，这样随着流量 Q 的变化，多个 实验点

4、的转速 n 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某一定转速 n 下 （可取离心泵的额定转速 2900rpm ）的数据。换算关系如下：流 量 Q' Q nn（16）扬程H H(n) 2 n（17）轴功率n3NN ( )3n（18）效率Q' H g QH g NN（19）三、实验装置与流程离心泵特性曲线测定装置流程图如下：1水箱； 2离心泵； 3温度传感器； 4泵进 口压力传感器； 5灌泵口； 6泵出口压力传感 器；7涡轮流量计； 8-转速传感器；9电动调节阀；10旁路闸阀； 11管路进水阀；图 1 实验装置流程示意图四、实验步骤及注意事项1实验步骤：1）清洗水

5、箱，并加装实验用水。通过灌泵口给离心泵灌水，排出泵内气体2）检查各阀门开度和仪表自检情况， 试开状态下检查电机和离心泵是否正常运 转。开启离心泵之前先将管路进水阀 11 打开，电动调节阀 9 的开度开到 0，当 泵达到额定转速后方可逐步调节电动调 节阀的开度。（3）实验时，通过组态软件或者仪表逐渐 增加电动调节阀 9 的开度以增大流量， 待各仪表读数显示稳定后，读取相应数 据。离心泵特性实验主要获取实验数据 为：流量 Q、泵进口压力 p1、泵出口压 力 p2、电机功率 N 电 、泵转速 n，及流体 温度 t 和两测压点间高度差 H0（H 0 0.1m）。（4）测取 10 组左右数据后，可以停泵

6、， 同时记录下设备的相关数据（如离心泵 型号，额定流量、额定转速、扬程和功 率等），停泵前先将出口阀关闭。（5）旁路闸阀 10 可以在电动调节阀失灵 的时候做“替补”，工业上应用广泛，保 证了装置的正常实验。2注意事项：（1）一般每次实验前， 均需对泵进行灌泵 操作，防止离心泵气缚。 同时注意定期对泵进行保养，防止叶轮被固体颗粒损 坏。2）泵运转过程中， 勿触碰泵主轴部分， 因其高速转动， 可能会缠绕并伤害身体 接触部位。3）不要在出口阀关闭状态下（或者电 动调节阀开度在 0 时）长时间使泵运 转，一般不超过三分钟， 否则泵中液体 循环温度升高，易生气泡，使泵抽空。五、数据处理1）记录实验原始

7、数据如下表 1：实验日期：实验人员：学号：装置号：离心泵型号 ，额定流量 ， 额定扬程 ，额定功率泵进出口测压点高度差 H0 0，流体温度 t 43.3原始数据序号流量 Q m/h泵进口 压力 P1 kPa泵出口 压力 P2 kPa电机功 率 N 电 KW12.1-4.5217.10.51223.6-5.7192.90.60534.4-6.6172.70.64645.4-7.4158.10.67455.4-8.1145.30.69365.7-8.7134.50.70575.9-9127.30.70986.1-9.51210.71696.3-9.8111.90.72106.5-10.2103.8

8、0.722由 公 式 Q V=m3/h=0.04855 IA ； H（ P2 P1）/ gN N电 k Ne Q×He× ×g 泵功率 Ne/N×100表 2 泵性能数据处理 表序号流量 Q m/h扬程 H m轴功率 NKw泵效率?%12.120.020.4945.5623.617.940.5734.5534.416.200.6129.2245.414.950.6425.8555.413.860.6623.3065.712.940.6721.3875.912.310.6720.2486.111.790.6819.1996.310.990.6817.791

9、06.510.300.6916.62六、实验报告1分别绘制一定转速下的 H Q、NQ、Q 曲线从上图可以看出离心泵特性曲线 -N 没有峰值，无法判断泵的适宜工作范 围误差分析： 1.实验仪器本身存在误差，实验数据不稳定。 2.操作过程中，操 作不当，导致存在误差。 3.数据处理时有效数字的取舍也导致误差的出现。七、思考题解答1、试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？ 答：减小泵的启动功率，从而达到保护电机的目的。2、启动离心泵之前为什么要引水灌泵？如果灌泵后依然启动不起来，你认 为可能的原因是什么？答：（ 1）防止气缚现象的发生 （2）水管中还有空气没有排除3、为什么用泵的出口阀门调节流量？这种方法有什么优缺点？还有其他方 法调节流量？优点：