离心泵特性曲线的测定1

1、离心泵特性曲线的测定姓名：王丽班级：应化11001序号：15指导老师：吴洪特一、实验目的1.了解离心泵的结构进和特性，熟悉离心泵的使用。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C随雷诺系数Re变化的规律。二、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。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曲线，只能依据实验测定。（1）扬程H的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力处1、2两截面，列出机械能衡算式：z1=p1g+u122g+H=z2+p2g+u222g+hf (1)由于两截面比

2、较短，通常将其阻力项hf归并到泵的损失中，且泵进出口为等径管，则有H=z2-z1+p2-p1g=H0+H1+H2 (2)式中H0 泵出口和进口间的位差，H0 = z2-z1 （对于磁力驱动泵32CQ-15装置，H0 =3.0m；多数情况下，H0可以忽略，即H0并归到泵内损失中）；流体密度，kg/m3；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；H1、H2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；z2、z1 分别为真空表、压力表的安装高度；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的测定与计算N=N电k W （3）式中N电电功率显示值；k电机传动效率，可取k=0.90。（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，两者差异反映了水里损失、容积损失和机械损失的大小。Ne=HQg (4)故泵的效率为=HQg N×100% （5）（4）转速改变时的换算泵的特性曲线是在恒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

4、心泵的额定转速）的数据。在n20%的情况下其换算关系如下：流量 Q'=Qn'n (6)扬程H'= Hn'n2 (7)轴功率 N'= Nn'n3 8效率'= Q'H'gN'=HQg N= (9) （5）管路特性曲线H-Q在一定的管路上，泵所提供的压头和流量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制在同一坐标图上，两曲线交点即为泵在该管路的工作点。因此，可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。泵的压头计算如下：He=z+pg+u22g+hf =A+BQ2 10A=z+pg (11)

5、其中BQ2=u22g+hf=u22g+82gl+led5Q2 (12) 当H=He时，调节流量，即可得到管路特性曲线H-Q。（6）孔板流量计孔流系数的测定孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，可得u22-u122=p1-p2=gh 13管径为d1，孔板锐孔直径为d0，流体流经孔板后所形成缩脉的直径为d2，流体密度，孔板前测压管截面处和缩脉截面处的流速和压强分别为u1、u2与p1、p2，由于缩脉的位置随流速的变化而变化，故缩脉处截面积A2难以知道，而孔口的面积为已知，可用孔板径处的u0来代替u2，考虑到流体因局部阻力而造成的能量损失，用校正系数C校正后，则有：u02-u12=C2gh 14对于

6、不可压缩流体，根据连续性方程有：u1=u0A0A1整理得：u0=C2gh 1-A0A12 15令C0=C1-A0A12 可得：u0=C02gh 根据u0和A0即可算出流体的体积流量：Q=u0·A0=C0·A02gh m3/s或Q=C0·A02p m3/s式中Q 流体的体积流量，m3/s；p 孔板压差，Pa；A0孔口面积，m2；流体密度，kg/ m3；C0孔流系数。孔流系数的大小由孔板锐孔的形状、测压口的位置、孔径与管径比和雷诺准数共同决定，具体数值由实验确定。当d0/d1一定，雷诺数Re超过某个数值后，C0就接近于定值。通常工业上定型的孔板流量计哦、都在C0为常数

7、的流动条件下使用。三、实验装置与流程（1）实验装置与流程离心泵特性曲线测定装置流程图如图1所示。 图1 离心泵特性曲线测定实验流程图（2）装置参数离心泵特性曲线测定装置参数如表1所示。表1 离心泵特性曲线测定装置参数装置管路名称型号参数备注入口管DN40不锈钢管出口管DN40不锈钢管水泵磁力驱动泵32CQ-15流量：110L/min，扬程：15m，驱动功：1.1kW，电压：380V，转速：2900r/min上海凯达自动化给水设备有限公司孔板流量计C0=0.73，d0=0.021m涡轮流量计LWGY-25AwOD3T/k公称压力：0.3MPa，精确度：0.5级上海自仪九仪表有限公司水箱0.6m&

8、#215;0.4m×0.6m不锈钢高位槽0.11m×0.25m不锈钢流量调节阀1000WOG球阀DN40不锈钢变频调节器MICROMASTETR 4201.5kW，380VSIEMENS装置控制点仪表序号名称传感元件及仪表参数显示仪表PI01泵入口压力压阻式AI-708ESNI02泵电机功率压力传感器AI-708ESPI03泵出口压力压阻式AI-708ESFI04涡轮流量涡轮流量计AI-708EYSPI05孔板压差WNK1151传感器AI-708ESTI06压降Pt100AI-708ES四、实验步骤及注意事项（1）实验步骤1.给水箱加水。给离心泵灌水，排除泵内气体。2.检查

9、电源和信号线是否与控制柜连线正确，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。3.实验时逐渐打开调节阀以增大流量，待各仪表读数显示稳定后，读取相应数据。3.测定管路特性曲线时，固定阀门开度，改变离心泵电机频率，测定液体的流量、离心泵进、出口压力以及电机的频率。4.实验时，记录流量以及孔板两端的压降，测定孔板流量计的C0Re之间的关系，并计算孔流系数C0。（2）注意事项1.一般每次试验前，均需要对泵进行灌液操作，以防离心泵气缚。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。五、实验数据及处理（1）记录试验原始数据泵的型号：32CQ-15

10、 额定流量：110L/min 额定扬程：15m 流体温度：12.4表2 离心泵特性曲线数据记录表序号流量Q/(m3/h)泵进口压力p1/kPa泵出口压力p2/kPa电机功率N点泵转速n/(r·min-1)扬程H/m轴功率N/kWNe/kW效率%17.19-1.35.00.96500.940.8640.01852.1426.46-1.07.30.92501.150.8280.02022.4435.73-0.89.60.9501.360.810.02122.6245.08-0.611.30.87501.510.7830.02092.6754.38-0.313.00.85501.660.7

11、650.01982.5863.67-0.214.30.82501.780.7380.01782.4172.840.015.50.8501.880.720.01452.0282.020.116.40.78501.960.7020.01081.5491.310.216.90.72502.000.6480.00711.10100.550.217.30.71502.040.6390.00310.48以第一组数据为例计算过程如下：扬程： 轴功率N ： 泵的有效功率： 泵的效率： 有以上数据作图得离心泵特性曲线如下：图2 离心泵特性曲线表3 高阻管路序号流量Q/(m3/h)泵进口压力p1/kPa泵出口压力

12、p2/kPaHe/m11.120.217.02.0121.040.214.61.7730.940.212.31.5340.850.210.01.3050.750.28.01.1060.670.26.30.9270.570.24.80.7780.470.23.40.6390.360.22.30.51100.230.21.40.42表4 中阻管路序号流量Q/(m3/h)泵进口压力p1/kPa泵出口压力p2/kPaHe/m14.3-0.313.21.6823.98-0.211.31.4733.62-0.29.51.2943.27-0.17.81.1152.910.06.30.9462.550.04.

13、90.8072.180.13.80.6881.820.12.70.5791.440.21.80.46101.070.21.20.40表5 低阻管路序号流量Q/(m3/h)泵进口压力p1/kPa泵出口压力p2/kPaHe/m17.18-1.35.00.9426.67-1.14.30.8536.09-0.93.80.7845.48-0.73.10.6954.90-0.52.70.6364.27-0.32.10.5473.68-0.21.60.4883.070.01.30.4392.450.10.90.38101.810.20.60.34有以上数据作图可得到管路特性曲线：图3 管路特性曲线孔板流量计

14、表6 孔板流量计序号流量V/(m3/h)压差p/kPa流速u(/m/s)ReC011.734.041.3925325.950.48821.603.471.2823422.850.48731.462.911.1721373.350.48541.342.381.0819616.630.49351.211.960.9717713.530.49061.081.560.8715810.420.49070.951.190.7613907.310.49480.820.860.6612004.210.50190.690.580.5510101.100.514100.360.360.295270.140.340

15、以上数据作图得：图4 孔板流量计六实验思考题1为什么启动离心泵前要先灌泵？如果灌水排气后泵仍启动不起来，你认为可能是什么原因？答：离心泵若在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。泵不启动可能是电路问题、泵本身已损坏或启动的频率太低。2为什么启动离心泵时要关出口调节阀和功率表开关？启动离心泵后若出口阀不开，出口处压力表的读数是否会一直上升，为什么？答：关闭阀门的原因从试验数据上分析：开阀门意味着扬程极小，这意味着电机功率极大，会烧坏电机。当泵不被损坏时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受外网特性曲线影响造成的。3什么情况下会出现气蚀现象？答：金属表