離心泵性能實驗

中國石油大學__泵與壓縮機__實驗報告實驗日期：____________成績：____________班級：_儲運09-2班_姓名：_王國祿_同組者：權(quán)曉峰、李順麗、張艷、王吉青、潘紅宇、劉攀教師：__________離心泵性能實驗_________一、實驗?zāi)康募耙螅海?）理解離心泵的工作原理及基本構(gòu)造；（2）學會正確操作使用離心泵；（3）學會使用扭矩傳感器、真空表、壓力表和電磁流量計測定離心泵的基本性能曲線，通過計算，繪制離心泵在恒定（額定）轉(zhuǎn)速下的性能曲線，即：H-Q、N-Q、η-Q特性曲線，并確定泵的額定工作點。二、實驗原理： 對于一定型號的離心泵，當葉輪直徑D和轉(zhuǎn)速n一定的情況下，離心泵的揚程H、軸功率N和效率η隨泵輸送液體流量Q的大小而變化，其變化關(guān)系可以用曲線表征，稱為離心泵的性能曲線。 利用排出閥調(diào)節(jié)流量Q的大小，逐次改變排出閥的開度，測得不同流量Q值和其相應(yīng)工況的揚程H、軸功率N和效率η值，從而繪制出水泵的特性曲線。 （1）流量Q的測量 采用電磁流量計來測量流體的體積流量Q。 （2）揚程H測定 離心泵的揚程H是指單位質(zhì)量的液體通過離心泵后所獲得的機械能，單位為米（m）。在離心泵進口真空表處和出口壓力表處兩測壓點的截面間列寫伯努利方程，計算出管路中泵所提供的揚程H。H=Pd+Ps式中，Pd、Ps------分別為出口壓力表及入口真空表的讀數(shù)，Pa； Zsd------壓力表至真空表接出點之間的高度，m；Cs、Cd------分別為泵進、出口流速，進出口管路等徑時，Cd2注：揚程的測定是在忽略阻力損失的情況下進行的。 （3）軸功率N 離心泵軸從電動機除傳遞得到的功率稱為軸功率N，單位為kW。 軸功率等于旋轉(zhuǎn)速度（角速度）和扭矩的乘積，本裝置的扭矩M、轉(zhuǎn)速n采用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測定。N=M?ω=M?2πn60（ （4）效率η 效率η為有效功率Ne與軸功率N之比，用已得到的H、Q和N值計算可得。η=ρ?g?Q?HN （5）性能曲線 離心泵的轉(zhuǎn)速n，是指泵轉(zhuǎn)子每分鐘回轉(zhuǎn)的圈數(shù)，單位為rpm。離心泵的銘牌上標注的轉(zhuǎn)速值是指應(yīng)當配備的原動機轉(zhuǎn)速。一般而言，原動機的轉(zhuǎn)速可以略高于泵的轉(zhuǎn)速，也可以低于泵的轉(zhuǎn)速，不過，原動機的轉(zhuǎn)速改變，泵的性能隨之改變。由于實驗過程中電網(wǎng)電壓的不穩(wěn)定等因素可能導致電動機轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)的波動，為了使實驗數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)速上保持一致，因而對實驗轉(zhuǎn)速不同于額定轉(zhuǎn)速（本實驗n額定=2900rpm）時的實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)將測量值換算到額定轉(zhuǎn)速下的值，然后再繪制曲線。換算公式為：Q*=2900nH*=2900nN*=2900n式中，Q*、H*、N*------分別為額定轉(zhuǎn)速下的流量、揚程和功率。 根據(jù)測試數(shù)據(jù)，換算額定轉(zhuǎn)速（n=2900rpm）時的相應(yīng)參數(shù)Q*、H*、N*，計算出η*，在坐標系中繪出數(shù)據(jù)點，最后光滑的繪制出H-Q曲線、N-Q曲線和η-Q曲線。三、實驗步驟：1、實驗前準備 1）記錄裝置的常數(shù)：Zsd、ρ值； 2）盤車，看其轉(zhuǎn)動是否正常； 3）檢查各壓力表指針是否回零； 4）打開吸入和排出調(diào)節(jié)閥； 5）利用灌注頭灌泵，泵灌滿后關(guān)閉排出調(diào)節(jié)閥。2、實驗過程 1）啟動離心泵，慢慢打開排出調(diào)節(jié)閥和各儀表控制閥門。檢查泵和儀表工作情況。 2）將排出調(diào)節(jié)閥開至最大開度，再關(guān)至最小，感受流量的變化； 3）在流量為0的狀態(tài)，測出壓力表讀數(shù)Pd、真空表讀數(shù)Ps、軸功率N和轉(zhuǎn)速n的值。逐次調(diào)節(jié)排出閥，重復測量上述參數(shù)值，并利用流量傳感器測定相應(yīng)工況下的流量Q，注意：要求排出閥由全閉到全開測定十點數(shù)據(jù)；測點的分布盡量均勻；測定每個點各個數(shù)據(jù)時要同時進行，記錄實驗數(shù)據(jù)，實驗數(shù)據(jù)記錄及處理如表1所示； 4）關(guān)閉排出閥和各儀表閥門； 5）斷電停離心泵。四、實驗處理：表1實驗數(shù)據(jù)記錄及處理表1、常數(shù)記錄：泵裝置編號__IH50-32-160_;表間距Zsd_0.3_m;水密度ρ_1000_kg/m3銘牌附帶參數(shù)：額定揚程H=29.6m，額定流量Q=15m3/h，配用功率：3kW2、以第五組數(shù)據(jù)為例進行參數(shù)的計算：H：H=Q*：QH*：HNe*：NN*：Nη*：η*=Ne*N=742.22/2290.4≈0.3873、離心泵的性能曲線繪制如下圖所示：圖上的最佳工作點落在流量Q=0.0045m3/s，揚程H=27.023，軸功率N=2955.1W附近，最大效率約為：40.539%該泵的適應(yīng)操作范圍在：37.701%≤η≤43.377%。而銘牌參數(shù)：額定揚程H=29.6m，額定流量Q=15m3/h=0.0042m3/s，配用功率：3kW。相對誤差核算：εQ=0.0045-0.00420.0045≈6.7%；εH=29.6-27.023五、思考題：1、試用所測得的實驗數(shù)據(jù)進行分析：離心泵為什么要在出口閥關(guān)閉的情況下啟動？ 答：在離心泵啟動之時，流量Q=0，但是揚程和功率不為零，此時的啟動功率最小，關(guān)閥啟動可以保護電機防止其由于負載過大，超載燒壞。2、離心泵啟動前為什么必須灌泵排氣？ 答：根本原因在于空氣的密度遠小于水的密度（約為水密度的0.1%）空氣在葉輪形成的離心力場下不能獲得所期望的能頭，而液體則可以在離心力場下沿葉片流道被甩向葉輪出口，并流經(jīng)蝸殼送入排出管。3、本實驗中，隨流量的增加，壓力表、真空表是如何變化的？試分析其原因。 答：本實驗的前提是不考慮沿程水頭損失以及局部水頭損失，故此，在壓力表與真空表處分別與儲水罐最高液面處列寫伯努利方程，由于是等徑管，因此Cd4、為什么調(diào)節(jié)離心泵的出口閥可以調(diào)節(jié)其流量？ 答：用出口閥調(diào)節(jié)流量，可以使流量的調(diào)節(jié)范圍大，可以保證在最小流量的情況下不發(fā)生汽蝕。5、當泵的轉(zhuǎn)速變化時，對流量、揚程、轉(zhuǎn)速有何影響？在繪制特性曲線時為什么要進行轉(zhuǎn)速換算？ 答：流量、揚程、功率的變化隨著轉(zhuǎn)速的變化分別呈線性、平方、立方式增大。在實驗過程中，由于電網(wǎng)輸配電壓不穩(wěn)等因素，可能導致電動機轉(zhuǎn)速在一定的范圍內(nèi)波動，為了在實驗數(shù)據(jù)上保持轉(zhuǎn)速的一致，故此要進行轉(zhuǎn)速的換算。六、實驗總結(jié)： 本次實驗，我對離心泵的工作原理及基本構(gòu)造有了進一步直觀的認識，學會了正常操作和使用離心泵，也知道了為了保護電機要關(guān)閥啟動，為了保護儀表要先過流后開表。 離心泵的工作點應(yīng)該是我們就業(yè)以后主要關(guān)注的對象，對于性能曲線，應(yīng)該是重中之重。對于不同的工況應(yīng)