離心泵特性曲線的測定1

離心泵特性曲線的測定姓名：王麗 班級：應(yīng)化11001 序號：15 指導老師：吳洪特一、實驗?zāi)康?.了解離心泵的結(jié)構(gòu)進和特性，熟悉離心泵的使用。2.測定離心泵在恒定轉(zhuǎn)速下的特性曲線，并確定泵的最佳工作范圍。3.熟悉孔板流量計的構(gòu)造、性能及安裝方法。4.測定孔板流量計的孔流系數(shù)C隨雷諾系數(shù)Re變化的規(guī)律。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(jù)之一。由于泵內(nèi)部流動情況復(fù)雜，不能用理論方法推導出泵的特性曲線，只能依據(jù)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處1、2兩截面，列出機械能衡算式：z由于兩截面比較短，通常將其阻力項hfH式中H0——泵出口和進口間的位差，H0=z2-z1（對于磁力驅(qū)動泵32CQ-15裝置，H0ρ—流體密度，kg/m3；g—重力加速度，m/s2；p1、p2H1、Hu1、u2——分別為泵進出口的流速；z2、由上式可知，只要直接讀出真空表和壓力表上的數(shù)值及兩表的安裝高度差，就可計算出泵的揚程。（2）軸功率N的測定與計算N式中N電—k—電機傳動效率，可取k=0.90。（3）效率η的計算泵的效率η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(nèi)流體經(jīng)過泵時所獲得的實際功，軸功率N是單位時間內(nèi)泵軸從電機得到的功，兩者差異反映了水里損失、容積損失和機械損失的大小。N故泵的效率為η（4）轉(zhuǎn)速改變時的換算泵的特性曲線是在恒定轉(zhuǎn)速下的實驗測定所得。但是，實際上感應(yīng)電動機在轉(zhuǎn)矩改變時，其轉(zhuǎn)速會有變化，這樣隨著流量Q的變化，多個實驗點的轉(zhuǎn)速n將有所差異，因此在繪制特性曲線之前，須將實測數(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）的數(shù)據(jù)。在n≤20%的情況下其換算關(guān)系如下：流量Q揚程H軸功率N效率η（5）管路特性曲線H-Q在一定的管路上，泵所提供的壓頭和流量與管路所需的壓頭和流量一致。若將泵的特性曲線與管路特性曲線繪制在同一坐標圖上，兩曲線交點即為泵在該管路的工作點。因此，可通過改變泵轉(zhuǎn)速來改變泵的特性曲線，從而得出管路特性曲線。泵的壓頭計算如下：HA其中B當H=H（6）孔板流量計孔流系數(shù)的測定孔板流量計是利用流體通過銳孔的節(jié)流作用，可得u管徑為d1，孔板銳孔直徑為d0，流體流經(jīng)孔板后所形成縮脈的直徑為d2，流體密度ρ，孔板前測壓管截面處和縮脈截面處的流速和壓強分別為u1、u2與p1、p2，由于縮脈的位置隨流速的變化而變化，故縮脈處截面積A2難以知道，而孔口的面積為已知，可用孔板徑處的u0來代替u2，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：u對于不可壓縮流體，根據(jù)連續(xù)性方程有：u整理得：u令C0根據(jù)u0和AQ或Q式中Q——流體的體積流量，m3Δp——A0——孔口面積，m2ρ——流體密度，kg/m3；C0——孔流系數(shù)的大小由孔板銳孔的形狀、測壓口的位置、孔徑與管徑比和雷諾準數(shù)共同決定，具體數(shù)值由實驗確定。當d0/d1一定，雷諾數(shù)Re超過某個數(shù)值后，C0就接近于定值。通常工業(yè)上定型的孔板流量計哦、都在C0為常數(shù)的流動條件下使用。三、實驗裝置與流程（1）實驗裝置與流程離心泵特性曲線測定裝置流程圖如圖1所示。圖1離心泵特性曲線測定實驗流程圖（2）裝置參數(shù)離心泵特性曲線測定裝置參數(shù)如表1所示。表1離心泵特性曲線測定裝置參數(shù)裝置管路名稱型號參數(shù)備注入口管DN40不銹鋼管出口管DN40不銹鋼管水泵磁力驅(qū)動泵32CQ-15流量：110L/min，揚程：15m，驅(qū)動功：1.1kW，電壓：380V，轉(zhuǎn)速：2900r/min上海凱達自動化給水設(shè)備有限公司孔板流量計C0=0.73，d0=0.021m渦輪流量計LWGY-25AwOD3T/k公稱壓力：0.3MPa，精確度：0.5級上海自儀九儀表有限公司水箱0.6m×0.4m×0.6m不銹鋼高位槽Φ0.11m×0.25m不銹鋼流量調(diào)節(jié)閥1000WOG球閥DN40不銹鋼變頻調(diào)節(jié)器MICROMASTETR4201.5kW，380VSIEMENS裝置控制點儀表序號名稱傳感元件及儀表參數(shù)顯示儀表PI01泵入口壓力壓阻式AI-708ESNI02泵電機功率壓力傳感器AI-708ESPI03泵出口壓力壓阻式AI-708ESFI04渦輪流量渦輪流量計AI-708EYSΔPI05孔板壓差WNK1151傳感器AI-708ESTI06壓降Pt100AI-708ES四、實驗步驟及注意事項（1）實驗步驟1.給水箱加水。給離心泵灌水，排除泵內(nèi)氣體。2.檢查電源和信號線是否與控制柜連線正確，檢查各閥門開度和儀表自檢情況，試開狀態(tài)下檢查電機和離心泵是否正常運轉(zhuǎn)。3.實驗時逐漸打開調(diào)節(jié)閥以增大流量，待各儀表讀數(shù)顯示穩(wěn)定后，讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)。3.測定管路特性曲線時，固定閥門開度，改變離心泵電機頻率，測定液體的流量、離心泵進、出口壓力以及電機的頻率。4.實驗時，記錄流量以及孔板兩端的壓降，測定孔板流量計的C0~Re之間的關(guān)系，并計算孔流系數(shù)C0。（2）注意事項1.一般每次試驗前，均需要對泵進行灌液操作，以防離心泵氣縛。2.泵運轉(zhuǎn)過程中，勿觸碰泵主軸部分，因其高速轉(zhuǎn)動，可能會纏繞并傷害身體接觸部位。五、實驗數(shù)據(jù)及處理（1）記錄試驗原始數(shù)據(jù)泵的型號：32CQ-15額定流量：110L/min額定揚程：15m流體溫度：12.4℃表2離心泵特性曲線數(shù)據(jù)記錄表序號流量Q/(m3/h)泵進口壓力p1/kPa泵出口壓力p2/kPa電機功率N點泵轉(zhuǎn)速n/(r·min-1)揚程H/m軸功率N/kWNe/kW效率η%17.19-1.35.00.96500.940.8640.01852.1426.46-1.07.30.92501.150.8280.02022.4435.73-0.89.60.9501.360.810.02122.6245.08-0.611.30.87501.510.7830.02092.6754.38-0.313.00.85501.660.7650.01982.5863.67-0.214.30.82501.780.7380.01782.4172.840.015.50.8501.880.720.01452.0282.020.116.40.78501.960.7020.01081.5491.310.216.90.72502.000.6480.00711.10100.550.217.30.71502.040.6390.00310.48以第一組數(shù)據(jù)為例計算過程如下：揚程：QUOTEH=z2-z軸功率N：QUOTEN=N電k=0.9泵的有效功率：QUOTENe=HQρg=0.94×泵的效率：QUOTEη=HQρgN×有以上數(shù)據(jù)作圖得離心泵特性曲線如下：圖2離心泵特性曲線表3高阻管路序號流量Q/(m3/h)泵進口壓力p1/kPa泵出口壓力p2/kPaHe/m11.120.217.02.0121.040.214.61.7730.940.212.31.5340.850.210.01.3050.750.28.01.1060.670.26.30.9270.570.24.80.7780.470.23.40.6390.360.22.30.51100.230.21.40.42表4中阻管路序號流量Q/(m3/h)泵進口壓力p1/kPa泵出口壓力p2/kPaHe/m14.3-0.313.21.6823.98-0.211.31.4733.62-0.29.51.2943.27-0.17.81.1152.910.06.30.9462.550.04.90.8072.180.13.80.6881.820.12.70.5791.440.21.80.46101.070.21.20.40表5低阻管路序號流量Q/(m3/h)泵進口壓力p1/kPa泵出口壓力p2/kPaHe/m17.18-1.35.00.9426.67-1.14.30.8536.09-0.93.80.7845.48-0.73.10.6954.90-0.52.70.6364.27-0.32.10.5473.68-0.21.60.4883.070.01.30.4392.450.10.90.38101.810.20.60.34有以上數(shù)據(jù)作圖可得到管路特性曲線：圖3管路特性曲線孔板流量計表6孔板流量計序號流量V/(m3/h)壓差p/kPa流速u(/m/s)ReC011.734.041.3925325.950.48821.603.471.2823422.850.48731.462.911.1721373.350.48541.342.381.0819616.630.49351.211.960.9717713.530.49061.081.560.8715810.420.49070.951.190.7613907.310.49480.820.860.6612004.210.50190.690.580.5510101.100.514100.360.360.295270.140.340以上數(shù)據(jù)作圖得：圖4孔板流量計六．實驗思考題1．為什么啟動離心泵前要先灌泵？如果灌水排氣后泵仍啟動不起來，你認為可能是什么原因？答：離心泵若在啟動前未充滿液體，則泵殼內(nèi)存在空氣。由于空氣密度很小，所產(chǎn)生的離心力也很小。此時，在吸入口處所形成的真空不足以將液體吸入泵內(nèi)。泵不啟動可能是電路問題、泵本身已損壞或啟動的頻率太低。2．為什么啟動離心泵時要關(guān)出口調(diào)節(jié)閥和功率表開關(guān)？啟動離心泵后若出口閥不開，出口處壓力表的讀數(shù)是否會一直上升，為什么？答：關(guān)閉閥門的原因從試驗數(shù)據(jù)上分析：開閥門意味著揚程極小，這意味著電機功率極大，會燒壞電機。當泵不被損壞時，真空表和壓力表讀數(shù)會恒定不變，水泵不排水空轉(zhuǎn)不受外網(wǎng)特性曲線影響造成的。3．什么情況下會出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象？答：金屬表面受到壓力大、頻率高的沖擊而剝蝕以及氣泡內(nèi)夾