化工原理實驗報告(離心泵性能實驗)VIP

化工原理實驗報告（離心泵性能實驗）班級：化工1005姓名：江海洋同組人：劉玥波、王彬、方俊2012年11月29日報告摘要本次實驗通過測量離心泵工作時，泵入口真空表真P、泵出口壓力表壓P、孔板壓差計兩端壓差?p、電機輸入功率Ne以及流量Q這些參數(shù)的關(guān)系，根據(jù)公式、、以及可以得出離心泵的特性曲線；再根據(jù)孔板流量計的孔流系數(shù)與雷諾數(shù)的變化規(guī)律作出C0-Re圖，并找出在Re大到一定程度時C0不隨Re變化時的C0值；最后測量不同閥門開度下，泵入口真空表真P、泵出口壓力表壓P、孔板壓差計兩端壓差?p，根據(jù)已知公式可以求出不同閥門開度下的He-Q關(guān)系式，并作圖可以得到管路特性曲線圖。目的及任務(wù)、了解離心泵的構(gòu)造，掌握其操作和調(diào)節(jié)方法。、測定離心泵在恒定轉(zhuǎn)速下的特征曲線，并確定泵的最佳工作范圍。、熟悉孔板流量計的構(gòu)造、性能及安裝方法。、測定孔板流量計的孔流系數(shù)。、測定管路特征曲線。實驗原理離心泵特征曲線測定離心泵的性能參數(shù)取決于泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、葉輪形式及轉(zhuǎn)速。其中理論壓頭與流量的關(guān)系，可通過對泵內(nèi)液體質(zhì)點運動的理論分析得到，如圖中的曲線。由于流體流經(jīng)泵是，不可避免的會遇到種種阻力，產(chǎn)生能量損失，諸如摩擦損失，環(huán)流損失等等，因此，實際壓頭比理論壓頭小，且難以通過計算求得，因此常通過實驗方法，直接測定其參數(shù)間的關(guān)系，并將測出的He-Q，N-Q，η-Q三條曲線稱為離心泵的特性曲線。另外，根據(jù)此曲線也可以求出泵的最佳操作范圍，作為選泵的依據(jù)。（1）、泵的揚程He式中——泵出口處的壓力，——泵入口處的真空度，——壓力表和真空表測壓口之間的垂直距離，=0.85m。（2）、泵的有效功率和效率由于泵在運轉(zhuǎn)過程中存在種種能量損失，使泵的實際壓頭和流量較理論值為低，而輸入泵的功率又比理論值為高，所以泵的總效率為式中Ne——泵的有效功率，kW：Q——流量，；He——揚程，m；ρ——流體密度，。由泵軸輸入離心泵的功率為式中——電機的輸入功率，kW;——電機效率，取0.9；——傳動裝置的傳動效率，一般取1.0。孔板流量計孔流系數(shù)的測定在水平管路上裝有一塊孔板，其兩側(cè)接測壓管，分別與壓差傳感器的兩側(cè)連接。孔板流量計是利用流體通過銳孔的節(jié)流作用，使流速增大，壓強減少，造成孔板前后壓強差，作為測量的依據(jù)。若管路的直徑為，孔板銳孔直徑為，流體流經(jīng)孔板后所形成縮脈的直徑為,流體密度為ρ，孔板前測壓導(dǎo)管截面處和縮脈截面處的速度和壓強分別為、與，，根據(jù)伯努利方程，不考慮能量損失，可得或由于縮脈的位置隨流速的變化而變化，故縮脈處截面積難以知道，孔口面積已知，且測壓口的位置在設(shè)備制成后也不改變，因此，可用孔板孔徑處的代替，考慮到流體因局部阻力而造成的能量損失，用校正系數(shù)C校正后，則有對于不可壓縮流體，根據(jù)連續(xù)性方程有經(jīng)過整理可得，則又可以簡化為根據(jù)和，即可算出流體的體積流量為或式中——流體的體積流量，——孔板壓差，Pa——孔口面積，——流體的密度，——孔流系數(shù)。裝置和流程1-蓄水池2-底閥3-真空表4-離心泵5-管泵閥6-壓力表7-流量調(diào)節(jié)閥8-孔板流量計9-活動接口10-液位計11-計量水槽（495×495）㎜12-回流水槽13-計量槽排水閥操作要點本實驗通過調(diào)節(jié)閥門改變流量，測得不同流量下離心泵的各項性能參數(shù)。流量可通過計量槽和秒表測得。1、檢查電機和離心泵是否正常運轉(zhuǎn)。打開電機的電源開關(guān)，觀察電機和離心泵的運轉(zhuǎn)情況，如無異常，就可切斷電源，準備在實驗時使用。2、在進行實驗前首先要進行灌泵（打開灌泵閥），排出泵內(nèi)的氣體（打開流量調(diào)節(jié)閥）。灌泵完畢后，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥和灌水閥即可啟動離心泵，開始實驗。3、實驗時，逐漸打開調(diào)節(jié)閥以增大流量，并用計量槽計量液體流量。當(dāng)流量大時，應(yīng)注意及時按動秒表和迅速移動活動接管，并多測量幾次數(shù)據(jù)。4、為防止因水面波動引起的誤差，測量時液位計高度差值應(yīng)不小于200mm。5、測取10組數(shù)據(jù)并驗證其中幾組數(shù)據(jù)，若基本吻合后，可以停泵，同時記錄下設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)（如離心泵型號、額定流量、揚程和功率等）6、測定管路特性曲線時，固定閥門開度，改變頻率，測取8-10組數(shù)據(jù)，并記錄。7、實驗完畢，停泵，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，清理現(xiàn)場。數(shù)據(jù)處理水溫T=17.5℃，水密度ρ=998.2kg/m3，粘度μ=1.005mp·s管道??48×3mm，孔板銳孔直徑d0=24.2mm離心泵特性曲線數(shù)據(jù)處理與繪制表一離心泵特性曲線數(shù)據(jù)表序號Δp/kpa液差Δh/m時間t/sp出/mpap入/mpaN電/kwm3/h揚程H/mKW效率η10.90.210530.190.010.590.16753821.274120.5310.01824723.40.247.3430.170.010.723.7263819.231710.6480.30063935.60.237.530.150.010.754.70071917.18930.6750.32541248.10.234.650.140.0170.825.09142916.882940.7380.316626510.40.229.570.120.020.865.96611415.146890.7740.317387612.50.226.780.10.020.886.58767713.104470.7920.2963077140.226.7550.090.020.96.59383312.083270.810.267394816.30.225.90.070.020.936.81150610.040860.8370.222128918.10.223.5330.050.020.967.4966227.9984430.8640.1886571019.40.222.5050.030.020.997.8390585.9560310.8910.142449以第五組數(shù)據(jù)為例，處理如下：流量揚程軸功率效率如此計算得出流量、揚程、軸功率、效率，再根據(jù)表一中的相關(guān)數(shù)據(jù)繪制離心泵特性曲線如下：2.孔板流量計的流量系數(shù)的描繪序號壓降Δp/pa液差Δh/m時間t/sq/m3/hReCo234000.247.3433.726379831167.070.862218356000.237.534.700719439316.350.847501481000.234.655.091428642584.20.763255104000.229.575.966114349899.980.7893046125000.226.786.587677455098.670.7949638163000.225.96.811505856970.750.7198129181000.223.5337.496621862700.990.75178910194000.222.5057.83905865565.090.759334以第五組數(shù)據(jù)為例，處理如下：雷諾數(shù)孔流系數(shù)如此計算得出雷諾數(shù)、孔流系數(shù)，再根據(jù)表二中的數(shù)據(jù)繪制孔流系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線如下：3.管路特性曲線數(shù)據(jù)處理與繪制序號1234567轉(zhuǎn)速1壓降Δp/kpa6.453.72.41.50.30.1p出/Mpa0.110.090.070.050.0350.0220.019p入/Mpa-0.012-0.011-0.011-0.01-0.009-0.009-0.009頻率f/HZ45403530252015q/m3/h4.4767963.9569663.4039112.7414662.1673190.9692550.559599所需壓頭H/m13.3087211.164189.121776.9772375.3433074.0157393.709377轉(zhuǎn)速2壓降Δp/kpa10.78.87.15.64.23p出/Mpa0.0880.0720.0610.0490.040.03p入/Mpa-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01頻率f/HZ464238343026q/m3/h5.7885425.2495084.7152694.1876593.6266193.065053所需壓頭H/m10.857829.2238918.1005646.8751165.9560314.934825轉(zhuǎn)速3壓降Δp/kpa12.810.58.66.64.93.5p出/Mpa0.070.0550.050.040.0350.028p入/Mpa-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01頻率f/HZ464238343026q/m3/h6.3311455.7341885.1895124.5462083.9171963.310635所需壓頭H/m9.0196497.487846.9772375.9560315.4454284.730583以轉(zhuǎn)速1的第五組數(shù)據(jù)為例，處理如下：根據(jù)圖2可知：當(dāng)流體雷諾數(shù)適當(dāng)大時，孔流系數(shù)基本不變，大約為0.755。流量所需壓頭如此計算得出不同轉(zhuǎn)速下的流量和所需壓頭，再根據(jù)表三中的數(shù)據(jù)繪制出管路特性曲線如下：六、實驗結(jié)論及誤差分析思考題1.根據(jù)離心泵的工作原理，分析為什么離心泵啟動前要灌泵？在啟動前為什么要關(guān)閉調(diào)節(jié)閥？答：1.離心泵是考葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力把水排出，泵內(nèi)的水排出后形成真空負壓，又把水吸入泵內(nèi)，周而復(fù)始進行工作，在管道內(nèi)形不成真空而且離心泵精度低時，需要先灌泵，排盡空氣，否則產(chǎn)生汽縛現(xiàn)象2.關(guān)閉調(diào)節(jié)閥是避免啟動流量過大，保護電機。2.當(dāng)改變流量調(diào)節(jié)閥開度時，壓力表和真空表的讀數(shù)按什么規(guī)律變化？答：真空表負壓變大，壓力表逐