北京化工大学离心泵性能实验.doc

实验二：离心泵性能实验 实验时间：2013年11月5日 报告人：吕游 同组人： 刘晓林 张少林 许馨予 摘要 本实验采用图一所示离心泵装置，实验测定在一定转速下泵的特性曲线和管路特性曲线。通过实验了解离心系的正常的操作过程，掌握离心泵各项主要特性及其相互关系，进而加深对离心泵的性能和操作原理的理解。 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，性能和安装方法。 测定孔板流量计的孔流系数。 测定管路特性曲线。 实验原理 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，如图（1）中的曲线。由于流体流经泵时，不可避免的会遇到种种阻力，产生能量损失，诸如摩擦损失，环流损失等，因此通常采用实验方法，直接测定参数间的关系，并将测出的He-Q,N-Q和η-Q三条曲线称为离心泵的特性曲线。另外，根据此曲线也可以求出泵的最佳操作范围，作为泵的选择依据。 泵的扬程He He= 式中 H压力表——泵出口处的压力，mH2O； H真空表——泵入口处的真空度，mH2O； H0——压力表和真空表测压口之间的垂直距离，H0=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为高，所以泵的总效率为 式中 Ne——泵的有效功率，kW； Q——流量，m3/s； He——扬程，m； ρ——流体密度，kg/ m3。 由泵轴输入离心泵的功率N轴为 式中 N电——电机的输入功率，kW； η电——电机效率，取0.9； η轴——传动装置的传动效率，一般取1.0。 2、孔板流量计孔流系数的测定 在水平管路上装有一块孔板，其两侧接测压管，分别与压差传感器的两端相连。孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减少，造成孔板前后压强差，作为测量的依据。若管路直径为d1，孔板锐孔直径为d0，流体流经孔板前后所形成缩脉的直径为d2，流体密度为ρ，孔板前侧压导管截面处和缩脉截面处的速度和压强分别为u1、u2与p1、p2，根据伯努利方程，不考虑能量损失，可得 或 由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u0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校正后，则有 对于不可压缩流体，根据连续性方程有 经过整理可得 令，则又可以简化为 根据u0和S2，即可算出流体的体积流量Vs为 或 式中 Vs——流体的体积流量，m3/s； p——孔板压差，Pa； S0——孔口面积，m3； ρ——流体的密度，kg/ m3； C0——孔流系数。 孔流系数的大小由孔板锐孔的形状、测压口的位置、孔径与管径比和雷诺数共同决定，具体数值由实验测定。当d0/d1一定，雷诺数Re超过某个数值后，C0就接近于定值。通常工业上定型的孔板流量计都在C0为常数的流动条件下使用。 四，实验装置流程图 图1 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（495×495）mm； 12、回流水槽； 13、计量槽排水阀 五，实验步骤 本实验通过调节阀门改变流量，测得不同流量下的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正常运转。打开电机的电源开关，观察电机和离心泵的运转情况，如无异常，就可切断电源，准备在实验时使用。 2、在进行实验前，首先要灌泵（打开灌泵阀），排出泵内的气体（打开流量调节阀）。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，并用计量槽计量液体流量。当流量大时，应注意及时按动秒表和迅速移动活动接管，并多测取几次数据。 4、为防止因水面波动而引起的误差，测量时液位计高度差值应不小于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，同时记录下设备的相关数据（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，测定8～10组数据，并记录。 7、实验完毕，停泵，记录相关数据，清理现场。 六，数据处理 1、离心泵特性曲线的测定： 实验测得数据如下表： 管道φ33x3