化工原理课件：实验二 离心泵特性曲线的测定实验（第一章）

1、化工原理实验报告班 级： 031113班 实验名称：离心泵特性曲线的测定实验 组 员：周剑威 谷雪桐 梁海涛 李海涛 指导老师：刘惠仙 时 间：2013年10月30日 实验二 离心泵特性曲线的测定实验一 、实验内容测定一定转速下离心泵特性曲线二、 实验目的1. 了解离心泵的结构特点，熟悉并掌握离心泵的工作原理和操作方法。2. 掌握离心泵特性曲线的测定方法三 基本原理离心泵特性，通常与泵的结构、泵的转数以及所输送的液体有关，影响因素很多，只能采用实验的方法实际测定。根据伯努利方程得到扬程的计算公式式中，h0-二测压点截面之间的垂直距离，m ；P1-真空表处截面的绝对压力，Mpa；P2-压力表处截

2、面的绝对压力，Mpa； u1-泵进口管流速，m/s； u2-出口管流速，m/s； He泵的实际扬程，m。由于压力表和真空表的读数均是表示两测压点处的表压，因此，式可表示为He=H压+H真+h0+(u22-u12)/2g 其中 H压= P2/gH真= P1/g式、中的P2、P1分别是压力表和真空表的显示值。离心泵的效率为泵的有效功率与轴功率之比值，=Ne/N轴 式中-离心泵的效率； Ne-离心泵的有效功率，kw；N轴-离心泵的轴功率，kw。有效功率可按下式计算：Ne=HeQgW 或 Ne=HeQ/102KW输入电机的电能在转变为机械能时存在一定的损失，因此工程上有意义的是测定离心泵的总效率：总=

3、 轴/电 实验时，使泵在一定转速下运转，测出对应于不同流量的扬程、电机输入功率、效率等参数值，将所得数据整理后用曲线表示，即得到泵的特性曲线。四 、实验设计流量用涡轮流量计测定，计算式为：Q=其中Q流量，L/s；流量计的转子频率；涡轮流量计的仪表系数。电机功率采用数字仪表测量：N电=15显示读数（kw）水的温度由温度计测定，温度及安装在泵出口管路的上方。五 、实验装置及流程主要设备：离心泵，循环水箱，涡轮流量计，流量调节阀，压力表，真空表，温度计1- 水槽 2-真空表 3-压力表 4-离心泵 5-功率表 6-温度计 7-涡轮流量计 8-控制阀 设备及流程说明实验装置及流程如上图所示，由离心泵和

4、进出口管路、压力表、真空表、涡轮流量计、和调节控制阀组成测试系统。试验物料为自来水，为节约起见，配置水箱循环使用，由这次试验的装置可以看到实验开始时不需要灌泵，流量通过控制阀调节，通过涡轮流量计测量其大小。六 、实验步骤1 打开引水阀灌泵，打开排气阀排出泵内气体，确认泵已经灌满空气排净，关闭引水阀、排气阀。2 在启动泵前，关闭出口控制阀的显示仪表开关，使泵在最低负荷下运转，避免电流过大引起电机和仪表损坏。3 启动泵，将控制阀开到最大以确定实验范围，合理布置试验点。4 将流量调制某一数值，待稳定后读取并记录所需数据。5 实验结束，先将控制阀关闭，在关闭电机电源开关和总电源。七、实验数据记录及处理

5、表1 离心泵特性曲线测定原始数据表涡轮流量变送器编号990884涡轮流量变送器仪表常数332.66泵进口管径d140 mm泵出口管径d232 mm泵型号Y90S泵转速2840 r/min水温20序号涡轮流量计频率真空表P1(MPa)压力表P2(MPa)N电（w）112070.00000.1511237.5211330.00000.1611200.0310620.00000.1701177.549870.00000.1791141.559090.00000.1881119.068430.00000.1941068.077600.00000.2011032.087030.00000.209997.

6、596300.00000.211958.5105590.00000.216903.0114960.00000.220858.0124170.00000.222811.5133120.00000.223723.0142070.00000.224657.0151030.00000.224585.01600.00000.225532.5表2 离心泵特性曲线的测定实验数据整理表在20时，水的物理性质如下： = 998.2kg/m-3No. 流量Q103（m3/s）扬程He（m-H2O)有效功率Ne(kW)轴功率N轴（kW)效率（）13.6315.750.5601.23845.223.4116.680.

7、5571.20046.433.2017.630.5521.17846.942.9718.690.5441.14247.652.7319.540.5221.11946.762.5320.110.4981.06846.672.2920.770.4661.03245.282.1121.550.4450.99844.691.8921.710.4020.95941.9101.6822.190.3650.90340.4111.4922.570.3290.85838.3121.2522.740.2780.81234.2130.9422.810.2100.72329.1140.6222.890.1390.65

8、721.2150.3122.880.0690.58511.8160.0022.980.0000.5300.02、 计算示例（以原始数据表中第一行数据进行计算）根据涡轮流量计频率f以及涡轮流量变送器仪表常数（332.66），可计算出流量Q得到流量Q后，根据进出口管径，可分别计算得泵进口和出口的流速u1和u2随即伯努利方程可计算得到扬程公式电机功率和有效功率可得N电=15*显示读数（W）=1578.5=1178W=1.178kW注：N电N轴绘制特性曲线实验结果分析讨论H-Q曲线：离心泵的压头在较大流量范围内随流量的增大而减小N-Q曲线：离心泵的轴功率随流量的增大而增大。-Q曲线：开始随着泵的流量增

9、大而增大，达到一个最大值后，随流量的增加而略微减小，变化不是很大。由图可知，在Q=2.97m3/s时，有最大值47.6%。从中得出一些结论：1. 从N-Q曲线上可以看出，当流量Q=0时，泵轴消耗功率最小。因此离心泵启动时应关闭出口阀，使启动功率最小，以保护电机。2. 从-Q曲线上可以看出，在离心泵转速一定的情况下有最大值，即最高效率点，该点称为离心泵的设计点，在该点所对应的情况下离心泵的工作最为经济，离心泵使用时，应在该点附近工作。实验数据误差分析从-Q曲线看出，在Q=2.97m3/s时，有最大值47.6%，效率不太高的原因可能是由于泵的时间长久，仪器老化。从总体来看，实验数据比较准确，无较大

10、误差。认为实验数据比较好，从绘图中也可以看到误差不太大，这是由于读数时仪表比较稳定以及布点合理等原因。八、思考题1.离心泵在启动前为什么要引水灌泵？本实验装置中，离心泵在安装上有什么特点？答：离心泵在启动前没有引水灌泵，那么泵壳内存有空气，由于空气密度远小于水密度，因此产生的离心力很小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将水吸入泵内，因此不能输送液体，这种现象叫做气缚。引水灌泵的目的就是防止气缚的发生。本实验装置中，离心泵的安装高度低于水槽中液面高度，因此水槽中水可以因为重力的作用进入泵中，因此本次试验不需要引水灌泵即可以抽出水来。2. 为什么离心泵在启动前要关闭出口阀和仪表电源开关？而停泵前也

11、要关闭出口阀？答：在启动泵前，关闭出口阀和仪表电源开关以使泵在最低负荷下启动，避免启动脉冲电流过大而损坏电机和仪表。停泵前也要关闭出口阀，是为了防止水倒流。3. 离心泵的流量可由泵的出口阀调节，为什么?答：改变泵的出口阀的开度，即改变管的阻力状况，从而使管路特性曲线发生变化。当阀小时，管阻大，电机的有效功率低，流量低。同理，当阀开大时，管阻小，电 机的有效功率高，流量高。4.什么情况下会出现“汽蚀”现象？答：离心泵是靠贮槽液面与泵入口处的压力差（p0- p1）吸入液体，若p0一定，则泵安装位置离液面的高度越高，p1越低，。当安装高度达到一定值，使泵内最低压力降至输送温度下液体的饱和蒸汽压时，液体在该处气化，或者是溶解在液体中的气体析出形成气泡。含气泡的液体进入叶轮的高压区后，气泡迅速凝聚或者破裂，气泡的消失产生局部真空，周围液体以高速涌向气泡中心，产生压力极大，频率极高的冲击，即出现汽蚀。5. 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？答：由柏努利方程可知，离心泵流量增大时，进口真空表所指示的数值增大，出口压力表所指示的数值