實(shí)驗(yàn)四離心泵特性曲線(xiàn)的測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)四 離心泵特性曲線(xiàn)的測(cè)定14食營(yíng)2班 龔小瑩 201430500404一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 熟悉離心泵的構(gòu)造和操作；2、 掌握離心泵在一定轉(zhuǎn)速下特性曲線(xiàn)的測(cè)定方法；3、 學(xué)習(xí)工業(yè)上流量、功率、轉(zhuǎn)速、壓力和溫度等參數(shù)的測(cè)量方法，使學(xué)生了解渦輪流量計(jì)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥以及相關(guān)儀表的原理和操作。二、基本原理離心泵的主要性能參數(shù)有流量Q、壓頭H、效率和軸功率N。在一定轉(zhuǎn)速下，離心泵的送液能力（流量）可以通過(guò)調(diào)節(jié)出口閥門(mén)使之從零至最大值間變化。而且，當(dāng)期流量變化時(shí)，泵的壓頭、功率、及效率也隨之變化。因此要正確選擇和使用離心泵，就必須掌握流量變化時(shí)，其壓頭、功率、和效率的變化規(guī)律、即查明離心泵的特性曲線(xiàn)。用實(shí)驗(yàn)

2、方法測(cè)出某離心泵在一定轉(zhuǎn)速下的Q、H、n、N，并做出H-Q、n-Q、N-Q曲線(xiàn)，稱(chēng)為該離心泵的特性曲線(xiàn)。1. 流量Q的測(cè)定泵的流量可以用容積法或標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)測(cè)量。本實(shí)驗(yàn)采用渦輪流量計(jì)測(cè)量離心泵的流量。渦輪流量計(jì)顯示表顯示的事瞬時(shí)流量值，單位是升/秒。2.揚(yáng)程（壓頭）H（m）分別取離心泵進(jìn)口真空表和出口壓力表處為1、2截面，列柏努利方程得：Z1+P1g+u122g+H=Z2+P2g+u222g+hf （4-1） 由于兩截面間的管長(zhǎng)較短，通?？珊雎宰枇p失hf，速度平方差也很小，故也可忽略，則有H=p2-p1g+Z2-Z1 m 若兩側(cè)壓表頭在同一水平處，上式變?yōu)椋篐=P2-P1g =H0+H1表值+

3、H2 m （4-2）式中： H0=z2-z1，表示泵出口和進(jìn)口間的位差，m； 流體密度，kg/m3 ； g重力加速度，m/s2；P1、P2分別為泵進(jìn)、出口的真空度和表壓，Pa；H1、H2分別為泵進(jìn)、出口的真空度和表壓對(duì)應(yīng)的壓頭，m；u1、u2分別為泵進(jìn)、出口的流速，m/s；z1、z2分別為真空表、壓力表的安裝高度，m。由上式可知，由真空表和壓力表上的讀數(shù)及兩表的安裝高度差，就可算出泵的揚(yáng)程。3.軸功率N（W）N= N電k =0.95N電 （4-3） 式中，N電為電功率表顯示值，k代表電機(jī)傳動(dòng)效率，可取k=0.95。4.效率（）泵的效率是泵的有效功率Ne與軸功率N的比值。反映泵的水力損失、容積損

4、失和機(jī)械損失的大小。泵的有效功率Ne可用下式計(jì)算： W （4-4） 故泵的效率為 （4-5）式中：Q泵的流量，m3/s；H泵的壓頭，m；水的密度，kg/m3 。5.轉(zhuǎn)速改變時(shí)各參數(shù)的換算泵的特性曲線(xiàn)是在定轉(zhuǎn)速下的實(shí)驗(yàn)測(cè)定所得。但是，實(shí)際上感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)矩改變時(shí)，其轉(zhuǎn)速會(huì)有變化，這樣隨著流量Q的變化，多個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速n將有所差異，因此在繪制特性曲線(xiàn)之前，須將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)換算為某一定轉(zhuǎn)速n 下（可取離心泵的額定轉(zhuǎn)速2850rpm）的數(shù)據(jù)。換算關(guān)系如下：流量 （4-8）揚(yáng)程 （4-9）軸功率 （4-10）效率 （4-11）三、 實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)（一） 實(shí)驗(yàn)步驟1. 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備（1） 實(shí)驗(yàn)用水準(zhǔn)備：清洗水

5、箱，并加裝實(shí)驗(yàn)用水。（2） 離心泵排氣：通過(guò)灌泵漏斗給離心泵灌水，排除泵內(nèi)氣體。2. 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始（1） 儀表自檢情況，打開(kāi)泵進(jìn)口閥，關(guān)閉出口閥，試開(kāi)離心泵，檢查電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)聲音是否正常，離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)的方向是否正確。（2） 開(kāi)啟離心泵，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后打開(kāi)出口閥。（3） 實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)組態(tài)軟件或儀表逐漸改變出口流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，使泵出口流量從1000L/h逐漸增大到4000L/h，每次增加500L/h。在每一個(gè)流量下，待系統(tǒng)穩(wěn)定流動(dòng)5分鐘后，讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)。離心泵特性實(shí)驗(yàn)主要獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：流量Q，泵進(jìn)口壓力P1，泵出口壓力p2、電機(jī)功率N電、泵轉(zhuǎn)速n，及流體溫度t和兩測(cè)壓點(diǎn)高度差H0（H0=0

6、.1m）。（4） 實(shí)驗(yàn)結(jié)束，先關(guān)閉出口流量調(diào)節(jié)閥，再停泵。然后記錄下離心泵的型號(hào)，額定流量、額定轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程和功率等。（二） 注意事項(xiàng)（1） 一般每次實(shí)驗(yàn)前，均需對(duì)泵進(jìn)行灌泵操作，以防止離心泵氣縛。同時(shí)注意定期對(duì)泵進(jìn)行保養(yǎng)，防止葉輪被固體顆粒損壞。（2） 泵運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，勿碰觸泵主軸部分，因其高速轉(zhuǎn)動(dòng)，可能會(huì)纏繞并傷害身體接觸部位。（3） 不要在出口閥關(guān)閉狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間使泵運(yùn)轉(zhuǎn)，一般不超過(guò)三分鐘，否則泵中液體循環(huán)溫度升高，易生氣泡，使泵抽空。四、 數(shù)據(jù)處理表4-1 離心泵特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄表實(shí)驗(yàn)日期：2016.10.11 實(shí)驗(yàn)人員：龔小瑩 學(xué)號(hào)：201430500404離心泵型號(hào)MS60/0.

7、55 ，額定流量=80L/min ,額定揚(yáng)程= 19.5m ，額定功率= 0.55KW ，泵進(jìn)出口測(cè)壓點(diǎn)高度差H0= 0.1m ，流體溫度t= 31.7實(shí)驗(yàn)次數(shù)流量Q m3/h泵進(jìn)口壓力p1 kPa泵出口壓力p2 kPa壓降PkPa電機(jī)功率N電kW泵轉(zhuǎn)速nr/min11.00-4.5223.40.30.352286021.50-4.8218.00.70.373286032.00-5.1211.61.30.397286042.50-5.6203.72.00.422284053.00-6.2193.62.70.444284063.49-6.9182.33.60.465284074.00-7.716

8、9.74.70.486282084.50-8.6155.05.80.506282095.00-9.7137.67.10.5222800表4-2 離心泵特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理表實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)測(cè)值換算到n=2900時(shí)的值流量Q(m3/h)揚(yáng)程H(m)軸功率N(kw)泵轉(zhuǎn)速n(r/min)Q(m3/hr)H(m)N(kw)泵效率()11.0023.4320.33428601.0124.0920.34919.0121.5022.9100.35428601.5223.5550.36926.3132.0022.2850.37728602.0322.9130.39332.0642.5021.5280.401284

9、02.5322.1340.41836.4253.0020.5550.42228403.0421.1340.44039.6763.4919.4700.44228403.5420.0180.46141.7474.0018.2620.46228204.0618.7760.48142.9384.5016.8490.48128204.5617.3230.50142.8095.0015.1800.49628005.0715.6080.51741.53處理步驟；（以第一組為例）（1） 通過(guò)查閱有關(guān)數(shù)據(jù)水在30的物性為：=995.7 kg/m3，g= 9.81m/s2，揚(yáng)程H=P2-P1g+H0=223.41

10、03-(-4.5103)995.79.81+0.1=23.432 （m）（2） 軸功率N= N電k =0.95N電=0.95x0.352=0.334（kw）（3） 若實(shí)驗(yàn)時(shí)的轉(zhuǎn)速與指定轉(zhuǎn)速（n=2900 r/min）有差異時(shí)，應(yīng)將實(shí)驗(yàn)結(jié)果按式（4-8）、式（4-9）、式（4-10）和式（4-11）換算為指定轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)，流量 Q=Qnn=1.0029002860=1.01（m3/h）揚(yáng)程 H=H(nn)2=23.432290028602=24.092 (m)軸功率 N=N(nn)3=0.334290028603=0.349 kW效率 =QHgN=1.00360023.432995.79.810.334103100%=19.01%（4） n=2900離心泵的特性曲線(xiàn)：五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論由Q曲線(xiàn)圖，在流量4.04.5m3/h時(shí)，泵的效率趨于平緩，由此判斷泵最佳工作范圍為流量4.04.5m3/h。小于或大于此流量范圍，采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量是很不經(jīng)濟(jì)的。六、 思考題1.試從所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，離心泵在啟動(dòng)時(shí)為什么要關(guān)閉出口閥門(mén)？答：減小泵的啟動(dòng)功率，從而達(dá)到保護(hù)電機(jī)的目的，否則將引起電動(dòng)機(jī)過(guò)載。2.啟動(dòng)離心泵之前為什么要引水灌泵？如果灌泵后依然啟動(dòng)不起來(lái)，你認(rèn)為可能的原因是什么？答：（1）防止氣縛現(xiàn)象的發(fā)生 （2）水管中還有空氣沒(méi)有排除3