流體力學綜合實驗裝置(離心泵特性部分) ―― 實驗指導書

1、離心泵特性曲線測定 實驗指導書離心泵特性曲線測定一、實驗目的1. 了解離心泵結構與特性,熟悉離心泵的使用; 2. 掌握離心泵特性曲線測定方法; 3. 了解電動調節(jié)閥的工作原理和使用方法。二、基本原理離心泵的特性曲線是選擇和使用離心泵的重要依據之一, 其特性曲線是在恒定轉速下泵的揚程 H 、 軸功率 N 及效率與泵的流量 Q 之間的關系曲線,它是流體在泵內流動規(guī)律的宏觀表現形式。由于泵 內部流動情況復雜,不能用理論方法推導出泵的特性關系曲線,只能依靠實驗測定。1.揚程 H 的測定與計算取離心泵進口真空表和出口壓力表處為 1、 2兩截面,列機械能衡算方程:(1-1fh gug p z H g u

2、g p z +=+2222222111由于兩截面間的管長較短,通常可忽略阻力項 ,速度平方差也很小故可忽略,則有f h (=H gp p z z 1212 +(1-2210(H H H +=表值 式中:,表示泵出口和進口間的位差, m ;和120z z H =流體密度, kg/m3;g 重力加速度 m/s2;p 1、 p 2分別為泵進、出口的真空度和表壓, Pa ;H 1、 H 2分別為泵進、出口的真空度和表壓對應的壓頭, m ; u 1、 u 2分別為泵進、出口的流速, m/s; z 1、 z 2分別為真空表、壓力表的安裝高度, m 。由上式可知,只要直接讀出真空表和壓力表上的數值,及兩表的

3、安裝高度差,就可計算出泵的揚程。2.軸功率 N 的測量與計算(W (1-3kN N ×=電 其中, N 電 為電功率表顯示值, k 代表電機傳動效率,可取 。95. 0=k 3.效率的計算泵的效率是泵的有效功率 Ne 與軸功率 N 的比值。 有效功率 Ne 是單位時間內流體經過泵時所獲 得的實際功,軸功率 N 是單位時間內泵軸從電機得到的功,兩者差異反映了水力損失、容積損失和機 械損失的大小。泵的有效功率 Ne 可用下式計算:(1-4 gHQ Ne =故泵效率為(1-5%100×=NgHQ 4.轉速改變時的換算泵的特性曲線是在定轉速下的實驗測定所得。但是,實際上感應電動機在

4、轉矩改變時,其轉速會 有變化,這樣隨著流量 Q 的變化,多個實驗點的轉速 n 將有所差異,因此在繪制特性曲線之前,須將 實測數據換算為某一定轉速 n 下(可取離心泵的額定轉速的數據。換算關系如下:流量(1-6nn QQ =' 揚程(1-72(n n H H =軸功率 (1-83(n n N N =效率(1-9=NgQH N g H Q ' 三、實驗裝置與流程離心泵特性曲線測定裝置流程圖如下: 圖 1實驗裝置流程示意圖四、實驗步驟及注意事項(一實驗步驟:1. 清洗水箱,并加裝實驗用水。給離心泵灌水,排出泵內氣體。2. 檢查電源和信號線是否與控制柜連接正確,檢查各閥門開度和儀表自檢

5、情況,試開狀態(tài)下檢查 電機和離心泵是否正常運轉。3. 實驗時,逐漸打開調節(jié)閥以增大流量,待各儀表讀數顯示穩(wěn)定后,讀取相應數據。 (離心泵特性 實驗部分,主要獲取實驗參數為:流量 Q 、泵進口壓力 p 1、泵出口壓力 p 2、電機功率 N 電 、泵 轉速 n ,及流體溫度 t 和兩測壓點間高度差 H 0。 4. 測取 10組左右數據后,可以停泵,同時記錄下設備的相關數據(如離心泵型號,額定流量、 揚程和功率等 。(二注意事項:1. 一般每次實驗前,均需對泵進行灌泵操作,以防止離心泵氣縛。同時注意定期對泵進行保養(yǎng), 防止葉輪被固體顆粒損壞。2. 泵運轉過程中,勿觸碰泵主軸部分,因其高速轉動,可能會

6、纏繞并傷害身體接觸部位。五、數據處理(1記錄實驗原始數據如下表 1:實驗日期:實驗人員:學號:裝置號:離心泵型號=,額定流量=,額定揚程=,額定功率=泵進出口測壓點高度差 H 0=,流體溫度 t =(2根據原理部分的公式,按比例定律校合轉速后,計算各流量下的泵揚程、軸功率和效率,如表 2:六、實驗報告1.分別繪制一定轉速下的 H Q 、 N Q 、Q 曲線 2.分析實驗結果,判斷泵最為適宜的工作范圍。實驗次數流量 Q m 3/h泵進口壓力 p 1kPa泵出口壓力 p 2kPa電機功率 N 電kW泵轉速 n r/m實驗次數流量 Q m 3/h揚程 Hm軸功率 NkW泵效率%流體力學綜合實驗裝置（離心泵特性部分）實驗指導書 七、思考題 1. 2. 試從所測實驗數據分析，離心泵在啟動時為什么要關閉出口閥門？ 啟動離心泵之前為什么要引水灌泵？如果灌泵后依然啟動不起來，你認為可能的原因是什 么？ 3. 4. 5. 6. 為什么用泵的出口閥門調節(jié)流量？這種方法有什么優(yōu)缺點？是否還有其他方法調節(jié)流量？ 泵啟動后，出口閥如果不開，壓力表讀數是否會逐漸上升