#[精品]离心泵性能实验报告

1、北京化工大学学生实验报告院（部）：化院姓名：学号：200811222专业：化学工程与工艺班级：化工0808同组人员：课程名称：化工原理实验实验名称：离心泵性能实验实验日期：批阅日期：成绩：教师签名：实验名称：离心泵性能实验、摘要本实验以水为工作流体，使用了额定扬程He为20m转速为2900r/minIS型号的离心泵实验装置。实验通过调节阀门改变流量，测得不同流量下离心泵的各项性能参数，流量通过计量槽和秒表测量。实验中直接测量量有P真空表、P压力表、电机功率N电、孔板压差P、计量槽水位上升高度L、时间t,根据上述测量量来计算泵的扬程He泵的有效功率Ne轴功率N轴及效率n,从而绘制He-QNe-Q

2、和n-Q三条曲线即泵的特性曲线图,并根据此图求出泵的最佳操作范围；又由P、Q求出孔流系数G、Re,从而绘制C0-Re曲线图，求出孔板孔流系数C0;最后绘制管路特性曲线H-Q曲线图。本实验数据由EXCEL处理，所有图形的绘制也由EXCEL来完成。、目的及任务 了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法。 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。 熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。 测定孔板流量计的孔流系数。 测定管路特性曲线。三、基本原理1. 离心泵特性曲线测定离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。其中理论压头与流量的关系，可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到。

3、由于流体流经泵时，不可避免地会遇到各种阻力，产生能量损失，诸如摩擦损失、环流损失等，因此,实际压头比理论压头笑，且难以通过计算求得，因此通常采用实验方法，直接测定其参数间的关系，并将测出的He-Q、N-Q和nQ三条曲线称为离心泵的特性曲线。另外，曲线也可以求出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据。泵的扬程HeHe=H压力表+H真空表+H0式中：H真空表泵出口的压力，mH2o；H压力表泵入口的压力，mH20；Ho两测压口间的垂直距离，H=0.85m。(2)泵的有效功率和效率由于泵在运转过程中存在种种能量损失，使泵的实际压头和流量较理论值为低，而输入泵的功率又比理论值高，所以泵的总效率为NeKlQHe

4、PNe二102式中Ne泵的有效效率，kW；Q流量，m3/s；kg/m3N轴为He扬程，m；P流体密度，由泵输入离心泵的功率N轴=N电?式中：N电电机的输入功率，kWn电电机效率，取0.9;n传一一传动装置的效率，取1.0;2. 孔板流量计空留系数的测定。在水平管路上装有一块孔板，其两侧接测压管，分别与压差传感器两端连接。孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减小，造成孔板前后压强差，作为测量的依据。若管路直径d1,孔板锐孔直接d。，流体流经孔速度和压强分别为U1、U2和Pl、P2，根据伯努利方程，不考虑能量损失，可得:22u2-u12Pl-P2p二gh或.u2-uf=2gh由

5、于缩脉的位置随流速的变化而变化，故缩脉处截面积S2难以知道，孔口的面积为已知，且测压口的位置在设备制成后也不改变，因此，可用孔板孔径处的uo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后则有.u2-ui2=C.-2gh对于不可压缩流体，根据连续性方程有5詈经过整理后，可得:经过整理后，可得:uo=C亠1-（10）2C令Co：，则可简化为：uo=C°.2gh根据uo和9，可算出体积流量Vs为Vs-u0S0C0S02gh或Vs二C0S0或Vs二C0S0式中：Vs流体的体积流量，m3/s；p孔板压差，Pa；2S0孔口面积，m;p流体的密度，kg/m3；C0孔流系数。孔流系数

6、的大小由孔板的形状，测压口的位置，孔径与管径比和雷诺数共同决定。四、装置和流程图一、离心离心泵性能实验装置和流程1蓄水池2底阀3真空表4离心泵5灌泵阀6压力表7流量调节阀8孔板流量计9活动接口10液位计11计量水槽12回流水槽13计量槽排水阀五、操作要点本实验通过调节阀门改变流量，测得不同流量下离心泵的各项性能参数。流量可通过计量槽和秒表测量。1.检查电机和离心泵是否运转正常。打开电机电源开关，观察电机和离心泵的运转情况，如无异常，可切断电源，准备实验。2在进行实验前，首先要灌泵，排出泵内的气体。灌泵完毕后，关闭调节阀及灌水阀即可启动离心泵，开始实验。3实验时，逐渐打开调节阀以增大流量，并用计

7、量槽计量液体流量。当流量大时，应当注意及时按动秒表和迅速移动活动接管，并多次测取几次数据。4为防止因水面波动而引起的误差，测量时液位计高度差不小于200mm。5测取10组数据并验证其中几组数据，若基本吻合后，可以停泵，同时记下设备的相关数据(如离心泵型号、额定流量、扬程和功率等)。6测定管路特性曲线时，固定阀门开度，改变频率，测取810组数据，并记录。7实验结束，停泵，清理现场。六、数据处理原始数据记录如下：水温：168C该温度下，水密度：p=998.2kg/m3，粘度计量槽：0.495X0.495(m2)液位高度差L=200mm孔板流量计：d0=24.2mm管路：48X3mm表1.泵的特性曲

8、线测定数据记录表以表1第二组数据为例:P真/MpP压/Mp电功率N电/Kw时间t/s体积V/m3压降AP/Kp00.180000.6-0.0040.1750.5995.470.0490051-0.0050.1720.6175.640.0490051.8-0.0080.1680.6653.430.0490054-0.0090.1520.7242.090.0490056.4-0.010.1390.7833.950.0490059.7-0.0120.1220.8229.960.04900512.1-0.0130.1080.8625.260.04900515.6-0.0140.0990.8825.23

9、0.04900517.2流量3Q/(m/s)H扬程孔流系数CoNe/KwN轴/Kw效率n雷诺数Re019.23171000000.000513303:18.31263:0.788800620.09佃90.5310.1732415463.440.00064787117.904140.74207260.1135170.5490.2067719517.380.00091718117.18930.70472390.1542880.5940.25974327630.440.00116429115.453250.707237460.1760750.6480.27172135074.70.001443446

10、14.02356:0.71221075：0.佃80960.7020.28218843484.370.00163568112.083270.722602860.佃3420.7380.26208649275.510.00佃40024:10.55146:0.754811520.2003260.7740.25881958443.960.0019423319.5302520.719701970.1811530.7920.22872858513.45 扬程计算：He=H压力表+H真空表+H0H压力表=P压/pg=0175X106/(998.2X9.81)=17.87111mH真空表=P真/e=-0.004

11、X106/(998.2X9.81)=-0.40848mHe=17.87111m+(-0.40848)m+0.85m=18.31263m 流量计算：Q=V/t=0.049005/95.47=0.000513303(m3/s)泵的有效功率计算：QHePNe=0.000513303x18.31263x998.2/102=0.09199kW102N轴=N电？n电？n传=0.59X.9X.0kW=0.531kWNe怛=0.091990.531=0.17324N轴Co=Co=远孔流系数的计算:2pP=4x0.000513303(3.14x0.02422x(2x1/0.9982)0.5)=0.7888006

12、2雷诺数Re计算:Re-du4Q4x0.000513303X998.2十(3.14x0.042x1.005x10-3)=15463.44卩计表2.管路特性曲线数据记录表1P真/MpP压/Mp压降P/KpC0=0.712流量Q/(m3/s)H真/mH压/mH/m-0.0150.1170.00191034-1.5318110.212069.530252-0.0150.08114.40.001758197-1.531818.271777.589961-0.0140.06911.90.001598305-1.429697.0463236.466634-0.0130.0589.50.001428065-

13、1.327575.9229965.445428-0.0120.0487.50.001268869-1.225454.901794.526342-0.0120.0385.70.001106175-1.225453.8805833.505136-0.0110.0294.20.000949535-1.123332.9614982.688171；-0.010.022.70.000761322-1.021212.0424121.871206表3.管路特性曲线数据记录表2P真/MpP压/Mp压降P/Kp流量Q/(m3/s)H真/mH压/mH/m-0.0110.122130.001672421-1.1233

14、312.4587212.18539-0.0110.09910.90.001531395-1.1233310.109949.836614-0.0110.08290.001391538-1.123338.3738918.100564-0.0110.0687.30.001253243-1.123336.9442026.670875-0.010.0525.80.001117089-1.021215.3102725.139066-0.010.044.40.000972972-1.021214.0848253.913618-0.010.033.20.000829753-1.021213.0636182.8

15、92412-0.0090.022.10.000672177-0.919092.0424121.973327表4.管路特性曲线数据记录表3管路特性曲线数据处理过程：P真/MpP压/Mp压降P/Kp流量3Q/(m/s)H真/mH压/mH/m-0.010.1555.80.001115836-1.021211-1.0212115.65749-0.010.1314.90.001025615-1.0212113.377813.20659-0.010.1094.10.000938163-1.0212111.1311510.95994-0.010.0893.40.00085433-1.021219.08873

16、58.917529-0.0090.072.70.000761322-0.919097.1484437.079358-0.0090.0532.10.000671422-0.919095.4123935.343307-0.0090.0381.60.000586066-0.919093.8805833.811498-0.0080.0271.10.00048594-0.816962.7572572.790292以表2中记录表1中的第1组数据为例,相关计算结果如下:流量计算：Q二GSo(2P/p)°'5=0.712X0.000459727X(2X17/0.9982)0.5=0.0019

17、1034(m3/s)(其中C的值由图2C0-Re关系曲线图来确定)H的计算：同表1中扬程的计算一样:H=H压力+H真空表+H0=-1.53181+10.21206+0.85=9.530252(m)七、实验结论及误差分析将上述计算结果用Excel拟合相关曲线如下图1泵的特性曲线图0,910,8n7C6RE关系曲线图0.60.5CO-R建关系曲线圈雾项式（C（J-Re关系曲线图）U.55丄11r11111图2孔流系数C0与雷诺数Re关系曲线图结果分析： 由图1可知，在恒定转速下，泵的扬程随流量的增大而减小，泵的轴功率随流量的增大而增大，而泵的效率则存在最大值。由图可确定该该泵的最佳工作3范围是0.

18、001250.00175（m/s）。 由图2可知，孔流系数Co在一定范围内是一定值即当雷诺数Re大于谋一值时Co不再改变,一般在0.60.7,本实验测定结果为0.712，较之略大。由于误差的原因,实际测定Co-Re曲线并并不像理论曲线样随着Re的增大而减小然后趋于定值，而是有所波动。由图3可知，随着流量Q的增加，单位重量流体所需补充的能量H而增大，不同开度时，在相同的转速（频率相同）时开度大的H小；另外由He-Q和H-Q两曲线交点可以求出离心泵在频率为50HZ时的工作点。误差分析：系统误差，人为操作所造成的误差，读取数据时的跳跃值取其一也可导致误差，在数据处理过程中有效值的取舍带来的误差等等。

19、八、思考题1. 根据离心泵的工作原理，分析为什么离心泵启动前要灌泵，在启动前为何要关闭调节阀？答：在同一压头下，泵进、出口的压差却与流体的密度成正比，如果泵启动时，泵体内是空气，而被输送的是液体，则启动后泵产生的压头虽为定值，但因空气密度太小，造成的压差或泵吸入口的真空度很小而不能将液体吸入泵内。因此，离心泵启动前要管泵；关闭流量调节阀门，可以让液体充满泵，排净空气。2. 当改变流量调节阀门开度时，压力表和真空表的读数按什么规律变化？答：增大阀门开度时，压力表的读数和真空表读数均变小。3用孔板流量计测流量时，应根据什么选择孔口尺寸和压差计的量程？答应根据管路流动的雷诺数Re和面积比m来选择。4. 试分析气缚现象与气蚀现象的区别。答：“气蚀”现