离心泵特性曲线的测定

1、离心泵特性曲线的测定一、实验目的1、了解离心泵的结构与特性，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、性能及安转方法。4、测量孔板流量计的孔流系数 C随雷若数Re变化的规律。5、测定管路特性曲线。基本原理离心泵的主要性能参数有流量 Q压头H、效率和轴功率N,在一定转速下，离心泵的 送液能力（流量）可以通过调节出口阀门使之从零至最大值间变化。而且，当期流量变化 时，泵的压头、功率、及效率也随之变化。因此要正确选择和使用离心泵，就必须掌握流 量变化时，其压头、功率、和效率的变化规律、即查明离心泵的特性曲线。1、扬程H的测定与计算取离心泵

2、进口真空表和出口压力表处为1、2截面，列机械能衡算方程:zi2p1u11Hg2g2p2u22g2ghf因两截面间的管长很短，通常将其阻力项 z hf归并到泵的损失中，且泵的进出口为等径管则有式中H °:泵出口和进口的位差，对于磁力驱动泵32CQ-15装置，H=0.3mP :流体密度，kg/m3;p1、P2：分别为泵进、出口的压强，Pa；ui、U2：分别为泵进、出口的流速，m/s；Zi、Z2：分别为真空表、压力表的安装高度，R!2、轴功率N的测量与计算N=N 电 k式中一N电为泵的轴功率，k为电机传动效率，取k=0.93、效率”的计算泵的效率”是泵的有效功率M与轴功率N的比值。反映泵的

3、水力损失、容积损失和机 械损失的大小。泵的有效功率 M可用下式计算：故泵的效率为HQgg 100%N4、泵转速改变时的换算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）的数据。换算关系如下: n n流量Q“二Q 一n扬程H = H(n尸n一 一 n 3轴功率 N . = N( -)3 n效率HQ：g HQgN = tT5、管路特性曲线H-Q在一定的管路上，泵提供的压头和流量必然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，两曲线的交点即为泵在该管路的工作点。 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H计算

4、同上其中 A = z ：g当H=H时，调节流量，即可得到管路特性曲线 H-Q6、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， 造成孔板前后压强差，作为测量依据。根据伯努利方程式，暂不考虑能量损失，22可得 u2 -u1 =邑二22 = gh 2或u22 - u12 二, J2gh管径为di,孔板锐孔直径为d。，流体流经孔板后所形成的缩脉的直径为 d2,流体密度为 P ,孔板前测压导管截面处和缩脉截面处的速度和压强分别为ui、u2与pi、pi,由于缩脉的位置随流速的变化而变化，故缩脉的截面积 A2难以知道，而孔口的截面积已知，可用孔板 孔径处的u。来代替u2,考虑到流体因局部

5、阻力损失而造成的能量损失，用校正系数C校正后，有：对于不可压缩流体，根据连续性方程有：ui = u。A0A经过整理可得：u。= C ,业gh i-（A0）2 Al令c。=cI则又可简化为:i八）2i 一履）Uo=Co 2gh根据U0和Ao即可算出流体的体积流量:3,Q = Uo Ao = Co A,J2gh m /s或 Q = Co Ao = P m3/s式中Q ApAo一P 一Co一流体的体积流量,m3/s一孔板压差，Pa 孔口面积，m -流体的密度，kg/m3 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数共同决定，具体数值由实验确定。当do/di一定，雷若数超

6、过一定数值后，G为常数。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如下图四、实验步骤及注意事项1、实验步骤(1)实验用水准备：清洗水箱，并加装实验用水(2)离心泵排气：通过灌泵漏斗给离心泵灌水，排除泵内气体(3)仪表自检情况，打开泵进口阀，关闭出口阀，试开离心泵，检查电机运转时声音是否正常，离心泵运转的方向是否正确。(4)开启离心泵，当泵的转速达到额定转速后打开出口阀。(5)实验时，通过组态软件或仪表逐渐改变出口流量调节阀的开度，待仪表示数稳定后，读取相应数据。(离心泵特性实验主要获取的实验数据为：流量 Q泵进口压力R,泵出 口压力P2、电机功率N电、泵转速n,及流体温度

7、t和测压点高度差H) (HFoom)。(6)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，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。(7)实验时，记录流量及孔板两端的压降，测定孔板流量计的GRe之间的关系，并计算孔流系数C0o(8)测定十组左右数据后，结束实验，先关闭出口流量调节阀，再停泵。然后记录下离心泵的型号，额定流量、额定转速、扬程和功率等。2、注意事项(1) 一般每次实验前，均需对泵进行灌泵操作，以防止离心泵气缚。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，勿碰触泵主轴部分，因其高速转动，可能会缠绕并伤害

8、身体接触部(3)不要在出口阀关闭状态下长时间使泵运转，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。四、数据记录与处理1、记录实验原始数据离心泵特性曲线实验原始数据记录表厅P8M:/(m 3/h)泵进口压力/(kpa)泵出口压力/(kpa)电机功率/ (kw)转速/(r/min)10.494830.44310020.853810.45310031.23790.45310041.553780.46310051.92750.46310062.262710.46310072.621670.48310082.941620.49310093.30560.483100103.65-15

9、00.493100114-2420.493100124.35-2350.53100134.64-3290.531002、实验数据处理离心泵特性曲线实验数据处理表1 丁 P泅 Q/(m3/s)扬程H/m轴功率N/kW泵效率刀/%10.000148.370.3962.8220.000248.260.4054.7230.000338.060.4056.5040.000437.960.4148.1150.000537.750.4149.6860.000637.340.41410.9170.000737.040.43211.6180.000826.530.44111.8490.000926.020.43

10、212.51100.001015.510.44112.40110.001114.790.44111.83120.001214.080.4510.72130.001293.570.4510.01处理步骤；(以第一组为例)/、p2 - P1H = 匕 -Zi) + =0.3+(83-4)/p gT=20C 时，p =998.5kg/m3得 H=8.37m(1) N= N 电”电=0.95N 电=0.95x0.44=0.396 (kw)(2)因为离心泵的特性曲线是某型号泵在指示转速下的H' -Q'、N' -Q'、4'-Q'线如下图所示：管路全开时原始数

11、据记录J*六 丁 P8M:Q/m3 h-1 P/Pa泵频率n/HZ电机功率N/KW流体温度T/ C16.7765000501.0517.726.2757000450.917.735.4442000400.6917.744.935000350.5717.754.0224000300.4217.763.4419000250.3417.7数据处理» Q/m3 - h-1H /mp /Kg - m36.776.94998.56.276.13998.55.444.59998.54.93.88998.54.022.75998.53.442.24998.5孔板流量计数据记录Q /m 3 - h-1

12、 P /Pau/m - s-1U1/m - s -1CoRe10.64500.480.130.56953500.98500.720.200.55376321.215000.960.270.54498351.522001.200.330.541114871.833501.440.400.541136122.147501.680.460.538158152.460001.920.530.537168382.771002.170.600.53518333五、思考题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？在实验中，为了得到比较好的实验结果，实验流量范围下限应该小到零，上限应该到最大，为什么？答：开阀门意味着扬程有极小值，那么电机功率就有极大值，会烧坏机器。流量范围从最 小值到最大值变化，可以做到均匀取点，实验数据分布尽可能合理，造成的实验误差尽可 能的小，从而使得最终处理而得的实验结果更符合实际。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：防止气缚现象的发生；电路问题或者泵已经损坏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？ 答：优点是操作简单，但是难以达到对流量的精细控制；使用变频调节器可以通过调节泵 机转速从而调节流量。4、泵启动后，出口阀如果打不开，压力表读