流动力学综合实验

f入出出出出入流动力学综合实验f入出出出出入实验1流过综实一、实目的学离心泵性能参数及特性曲线的测定方法，加深对离心泵性能的了解；熟离心泵的操作方法；学管路特性曲线的测定方法；学直管摩擦阻eq\o\ac(△,力)P、管摩擦系定方法。了几种常用流量计的构造、工作原理、主要特点及流量计的标定方法；了节流式流量计流量系数C随诺数Re变化规律，流量系数C的测定方法；掌坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。二、实内容练离心泵的操作；测某型号离心泵在一定转速下H（扬程（轴功率）（流量）之间的特性曲线；测管路特性曲线；测实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系对文丘里流量计进行校正。三、实原理（）心特曲离心泵是最常见的液体输送设备一定的型号和转速下离泵的扬程H轴功率及效率η均流量Q而变通常通过实验测出H—QN—Q及η—Q关，并用曲线表示之称特性曲线特曲线是定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据特性曲线的具体测定方法如下：H的测定在泵的吸入口和压出口之间列柏努利方程：Z

入

2入

uZ2g

f入

出入

P22出入2g

f入

上式中

H

f入

是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力(不包括泵体内部的流动阻力所引起的压头损)当所选的两截面很接近泵体时与努利方程中其它项比较，/

出入33流动力学综合实验出入33H

f入

值很小，故可忽略。于是上式变为：出入

Pu2出入2g

将测得的

Z

出

入

出入

的值以及计算所得的u代上式即可求得的值。N的测定功率表测得的功率为电动机的输入功率。由于泵由电动机直接带动，传动效率可视为，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。即：泵的轴功率＝动机的出功率kW电动机的输出功率＝电动机的输入功率×电动机的效率。泵的轴功率＝功率表的读数×电动机效率。η测定

NeHQHQ其中Ne102

kw式中：η—泵的率；—泵轴功率kwNe—泵的效功率，kwH—泵压头，—泵流量，ρ—水密度，kg/m（）路性线定当离心泵安装在特定的管路系统中工作时的作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关与管路特性有关就是说液体输送过程中和管路二者是相互制约的。在一定的管路上所供的压和流量必然与管路所需的压头和流量一致将泵的特性曲线与管路特性曲线绘在同一坐标图上，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H计同上。（）管擦数雷数Re测流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系：/

f322流动力学综合实验f322=f

f

=

lud

（5）λ=

2u

（6）=

d

（7）式中：

d

管径，；f

直管阻力引起的压强降，；l

管长，；u

流速，/；流体的密度kg/m

；

流体的粘度N·/m。直管摩擦系数与雷诺数之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表。在实验装置中，直管段管长l和管径d都固定。若水温一定，则水的密度和度也定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降eq\o\ac(△,P)eq\o\ac(△,)与流速流V间的关系。fs根据实验数据和式6可计算出不同流速下的直管摩擦系，式）计算对应的，而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘与Re的关系曲线。（）丘流计标流体通过节流式流量计时在流量计上游两取压口之间产生压强差与流量的关系为：VCA

2(P)下

式中：—被流体(水)的体积流量，/sSC流系数，无因次；—

流量计节流孔截面积；P—上下

流量计上、下游两取压口之间的压强差Pa；

—被测流体()的密度，／m3。用涡轮流量计作为标准流量计来测量流量V。一个流量在压差计上都有一对应的读数，将压差计读eq\o\ac(△,数)P和量V绘成一条曲线，即流量标定曲线。同时用上式整理数据可进一步得到—Re关曲线。/

流动力学综合实验四、实装置实验装置流程如图所示。流测量：用转子流量计或标准涡轮流量计测量。泵的入口真空度和出口压强：用真空表和压强表来测量。电机输入功率：用功率表来测量。

(9)(11)

(13)H

图流过程综合实验装置流程图⑴—离心泵；⑵—压强表；⑶—真空表；⑷—调节阀⑸—调节阀2；—转子流量计；⑺—被标定流量计；⑻—倒U管⑼—温度表；⑽—涡轮流量计；⑾—直管压差计；⑿—变频器；⒀—功率表；⒁—水箱。五、实方法（）心特曲及路性线定检查离心泵各阀门及仪表是否正常。

按下调频器的启动按钮，启动离心泵。关闭阀，用阀5)调流量，从流量为零至最大或流量从最大到零，测取～12数据（同时测量泵入口真空度、泵出口压强、流量计读数、功率表读数记水温。测量管路特性曲线测定时，先置流量调节阀(5)为一状态(使系统流量为某一固定值。调离心泵电机频率，使管路特性改变，调节范—20Hz)，测取～12数据（同时测量泵入口真空度、泵出口压强、流量计读数录水温。实结束后，关闭流量调节阀，继续其它实验或停泵，切断电源。/

流动力学综合实验（）管擦eq\o\ac(△,力)P及擦数的测f按下电源和离心泵的绿色按钮，通电预热数字显示仪表，录直管差压数字表(11)的初始值。按一下变频器上的启动按钮，启动离心泵。关截止阀5)将闸阀打开。在量为零条件下，旋开倒置U形管左右旋钮，检查导压内是否有气泡存在。若倒置U形内液柱高度差不为零，则表明导压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作。操作方法如下：开大流量调节阀4)，使倒置形内液体充分流动，以赶出管路内的气泡；若认为气泡已赶净，将流量阀关闭；慢慢旋开倒置U形上部的放空阀，使液柱降至零点上下时马上关闭，管内形成气—水柱；此时管内液柱高度差应为零。通阀4)调节流量。根据流量大小选择大小量程的转子流量计测量。直段的压差：小流量时用倒置U形压差计测量，大量时用差压数字(测量最大流量和最小流量之间进行实验取12～15组据流读数在40L/h之内，不少于个点，以便得到滞流状态下λ—Re关。在能用倒置U形测压差时，尽量不用差压数字表测压差。在箱中测取水温。待据测量完关闭流量调节阀，核实差压数字表初始值继续其它实验或切断电源。（）丘流计标⒈按电源和离心泵的绿色按钮预数字显示仪表差数字表的初始值，关闭流量调节阀(4)⒉泡。

按下变频器启动按钮，启动离心泵，将阀(5)开，逐渐调大流量，排出管路里气用阀5)节流量小量至大流量或从大流量至小流量测取10组左右数据(同时测量压差和流)，并记录水温。实验结束后，关闭流量调节阀，核实差压数字表初始值，泵，切断电源。六、注事项启心泵之前，必须检查所有流量调节阀是否关闭。用管差压数字表测量时，必须关闭通倒置U形的阀门，防止形并联管路。七、报内容将实验数据和计算结果列在数据表格中，并以一组数据进行计算举例。在适的坐标系上标绘离心泵的特性曲线，并在图上标出离心泵的各种性能（泵的型号、转速和高效区）。/

3流动力学综合实验3在适的坐标系上标绘直管λ—Re关系曲线。根所标绘的—线本实验条件下滞流区λ—Re系式与理论公式比较。在合适的坐标系上绘节流式流量计的流量V与的系曲（即流量标定曲线量数与诺数Re的系曲线。八、思题试分析实验数据，看一看，随着泵出口流量调节阀开度的增大，泵入口真空表读数是减少还是增加，泵出口压强表读数是减少还是增加。为什?测离心泵特性曲线时，为了得到较好的实验结果，实验流量范围下限应小到零，上限应尽量的大。为什?离泵的流量为么可以通过出口阀来调复泵的流量是否也可采用同样的方法来调节。为什本验用水为工作介质做出λ一Re曲，对其它流体能否使用？为什么？本验是测定等直径水平直管的流动阻力，若将水平管改为流体自下而上流动的垂直管，从测量两取压点间压差的倒置U形管读数R到eq\o\ac(△,P)eq\o\ac(△,)的算程和公式是否与水平管f完全相什?为么采用差压变送器和倒置U形并联起来测量直管段的压差？何时用变送器何时用倒置U形？操作时要注意么？试验管路及导压管中如果积存有空气，为什么要排?九、数记录及处理表1离泵性线定据录处表序号

流量读数

管路流量/s

真空表读数

压强表读数

功率表读数kW

压头/m

轴功率/kW

效率/

3