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1、-中国地质大学材料与化学学院实验名称：离心泵特性曲线的测定实验实验二离心泵特性曲线的测定实验一、实验容测定一定转速下离心泵的特性曲线。二、实验目的1、了解离心泵的构造特点，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测定方法。三、根本原理离心泵是工业上最常见的液体输送机械之一，离心泵的特性，通常与泵的构造、泵的转速以及所输送液体的性质有关，影响因素很多。因此离心泵的特性只能采用实验的方法实际测定。在泵的进口管分别安装上真空表和压力表，则可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真空表所处截面的绝对压力，MPa；P2压力表所处截面的绝对压力，M
2、Pa；u1泵进口管流速，m/s；u2泵出口管流速，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，式可表示为其中式、中的P2和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，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。有效功率可用下式计算或泵的轴功率是由泵配置的电机提供的，而输入电机的电能在转变成机械能时亦存在一定的损失，因此，工程上有意义的是测定离心泵的总效率包括电机效率的转动效率。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，将所有数据整理后用曲线表示，即得泵
3、的特性曲线。4、 实验设计实验设计包括实验操作方案确实定，数据测定点及测试方法和操作控制及控制方法确实定，以及实验装置流程的设计。实验方案用自来水做实验物料；在离心泵转速一定的条件下，测定不同流速下离心泵进、出口压力和电机功率，即可由式、和计算出相应的扬程、功率和效率；在实验布点时，要考虑到泵的效率随流量变化的趋势。测试点及测试方法根据实验原理，需测定的原始数据有：泵两端的压力P1和P2，离心泵电机功率Ne，流量Q、水温t以确定水的密度，以及进出口管路管径d1和d2，据此可配置相应的测试点和测试仪表。离心泵出口压力P2由压力表测定离心泵入口压力P1由真空表测定流量由装置设在管路中的涡轮流量计测
4、定，涡轮流量计在安装时，必须保证仪表前后有足够的直管稳定段和水平段，涡轮流量计的二次显示仪表采用数字电子仪表，其流量计算为其中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水的温度由水银温度计测定，温度计安装在泵出口管路的上方。原始数据记录表格式如下表所示。表2-1 离心泵特性曲线测定原始数据表涡轮流量变送器编号990433涡轮流量变送器仪表常数327.16泵进口管径d140 mm泵出口管径d232 mm泵型号1BL-6泵转速2900 r/min水温22 No. 涡轮流量计频率f 真空表P1MPa压力表P2MPaN显示WN电W1119
5、00.0000 0.143 83.5 1252.5 211450.0000 0.152 83.2 1248.0 311060.0000 0.158 83.0 1245.0 410620.0000 0.163 81.1 1216.5 510230.0000 0.170 79.0 1185.0 69790.0000 0.176 78.5 1177.5 79240.0000 0.183 76.3 1144.5 88740.0000 0.188 75.0 1125.0 98250.0000 0.194 72.7 1090.5 107730.0000 0.200 70.5 1057.5 117230.0
6、000 0.204 67.6 1014.0 126690.0000 0.209 66.0 990.0 136250.0000 0.212 65.5 982.5 145700.0000 0.217 64.0 960.0 155220.0000 0.220 61.0 915.0 164220.0000 0.223 56.5 847.5 173210.0000 0.228 52.1 781.5 182340.0000 0.230 48.5 727.5 191110.0000 0.231 40.5 607.5 2000.0000 0.232 37.4 561.0 控制点和调节方法试验中控制的参数是流量
7、Q，可用调节阀来控制流量。为保证系统满灌，将控制阀安装在出口管路的末端。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、温度计实验装置流程图如下所示，由离心泵和进出口管路、压力表、真空表、流量计和调节控制阀组成控制系统。实验物料为自来水，为节约起见，配置水乡循环使用。为保证离心泵启动时保持满灌，排出泵壳的空气，在泵的进口管路末端安装有止逆底阀。1、循环水槽；2、真空表；3、排气阀；4、离心泵；5、功率表；6、压力表；7、引水阀；8、温度计；9、涡轮流量计；10、控制阀五、实验操作要点1、首先翻开引水阀引水灌泵，并翻开泵体的排气阀排出泵的的气体，确认泵已经灌满且
8、其中的空气已排净，关闭引水阀和泵的排气阀。2、在启动泵前，要关闭出口控制阀的显示仪表电源开关，以使泵在最低负荷下启动，防止启动脉冲电流过大而损坏电机和仪表。3、启动泵，然后将控制阀开到最大以确定实验围，在最大流量围合理布置实验点。4、将流量调至*一数值，待系统稳定后，读取并记录所需数据。5、实验完毕时，先将控制阀关闭，再给关闭电机电源开关和总电源。六、实验数据处理和结果讨论分析局部的要求和建议1、离心泵特性曲线的测定实验数据整理表。表2-2 离心泵特性曲线的测定实验数据整理表在22 时，水的物理性质如下： = 998.0 kg/m-3No. 流量Q103m3/s扬程Hem-H2O)有效功率Ne
9、(kW)轴功率N轴kW)效率13.64 15.22 0.542 1.253 43.3 23.50 16.10 0.552 1.248 44.2 33.38 16.67 0.552 1.245 44.3 43.25 17.14 0.545 1.217 44.8 53.13 17.82 0.546 1.185 46.0 62.99 18.39 0.539 1.178 45.8 72.82 19.06 0.527 1.145 46.1 82.67 19.53 0.511 1.125 45.4 92.52 20.11 0.497 1.091 45.5 102.36 20.69 0.479 1.058
10、45.3 112.21 21.06 0.456 1.014 44.9 122.04 21.54 0.431 0.990 43.6 131.91 21.82 0.408 0.983 41.5 141.74 22.31 0.380 0.960 39.6 151.60 22.59 0.353 0.915 38.6 161.29 22.85 0.289 0.848 34.1 170.98 23.33 0.224 0.782 28.7 180.72 23.52 0.165 0.728 22.6 190.34 23.60 0.078 0.608 12.9 200.00 23.70 0.000 0.561
11、0.0 2、 计算例如以原始数据表中第一行数据进展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327.16，可计算出流量QL/s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 m/sm/s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=1583.5=1252.5 W=1.253 kW注：N电N轴3、 作出离心泵的特性曲线。4、 对实验结果进展分析讨论。如：离心泵的扬程、效率及泵的功率与流量之间的关系，分析一下之所以出现这种现象的原因，所得结果的工程意义等，从中得到假设干结论。根据H-Q曲线可知，离心泵压头在比拟大的流量围随着流量的增大
12、而减小。根据N-Q曲线可知，离心泵的轴功率随流量的增大而增大。根据-Q曲线可知，开场泵的功率随流量的增大而增大，到达最大值后，又随着流量的增加而降低。工程意义：指导离心泵实际使用时在最高效率点附近工作，从而提高泵的使用寿命提高生产效率。5、 对实验数据作出误差分析，评价结果好坏，并分析原因。误差分析：仪器使用时间过长，系统误差大。在各个仪表读数时不能保证同时读数，且每个成员的误差估读不一样。因为场地原因，装置设计时不是理想的模型。结果评价：数据根本满足标准离心泵特性曲线，但是因为系统误差及操作方面的原因少局部点误差较大。总的来说结果较好。6、 论述一下对实验装置和实验方案的评价。离心泵的安装高
13、度存在问题，不是理想模型，且真空表存在问题根本上没读数。用该方案测离心泵的特性曲线操作简便，流程设计简单，能准确的得出结果。七、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：为了防止气缚现象发生。离心泵安装高度与进口一致，即h0=0m2、为什么离心泵在启动前关闭出口阀和仪表电源开关？而停泵前要先关闭出口阀？答：防止电机过载。因为电机的输出功率等于泵的轴功率N。依照离心泵特征曲线，当Q=0时N最小，电机输出功率也最小，不容易被烧坏。先关闭出口阀使泵体中的水不被抽干，别的也起到庇护泵进口处底阀的感化。3、离心泵的流量可以由泵的出口调节，为什么？答：调剂出口阀门
14、开度，现实上是改变管路特征曲线，改变泵的工作点，可以调剂其流量。这类体例利益是便利、快捷、流量可以延续转变，毛病谬误是阀门关小时，增大勾当阻力，多耗损一部门能量、不很经济。4、什么情况下会出现“汽蚀现象？答：水泵在运行中，在叶轮入口附近等处，因叶轮进口的冲击损失、摩擦损失或提水引起的压力下降等，水流的压力出现局部下降，一旦到达当时温度条件下水的饱和蒸气压力，水中就会出现大量气泡，这种现象称为汽蚀现象。这些气泡随着水流移动，到达高压区时，必然从气泡外部对其施加冲击压力，气泡急剧收缩，产生一种冲击压力，该冲击压力值非常大。这种现象长时间持续出现时，在气泡溃灭处，金属外表将出现犹如尖刀敲击过的状态，
15、形成凹陷麻点，严重时往往形成多孔蜂窝状。此外，一旦发生汽蚀，就会引起水泵性能下降、振动和噪音，这对水泵是极为有害的。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：流量越大，需要水池面上的大气压强与泵进口处真空度之间的压强差就越大。大气压不变，进口处强压就越小，而真空度越大，离心泵的轴功率N是必定的N=电机输出功率=电机输入功率电机效率，而轴功率N又为：，当N=恒量， Q与H之间关系为：QH而而HP所以流量增大，出口处压强表的读数变小。6、能否在离心泵的进口处安装调节阀，为什么？答：不合理，因为水从水池或水箱输送到水泵靠的是液面上的大气压与泵进口处真空度发生的压强差，将水从水箱压入泵体，因为进口管，安装阀门，无疑增大这一段管路的阻力而使流体无足够的压强差实现这一勾当历程。. z.
