化工原理实验报告

（离心泵性能实验）

班级：化工1005

姓名：江海洋

同组人：刘玥波、王彬、方俊

20##年11月29日

一、报告摘要

本次实验通过测量离心泵工作时，泵入口真空表真P、泵出口压力表压P、孔板压差计两端压差?p、电机输入功率Ne以及流量Q这些参数的关系，根据公式、、以及

可以得出离心泵的特性曲线；再根据孔板流量计的孔流系数与雷诺数的变化规律作出C0-Re图，并找出在Re大到一定程度时C0不随Re变化时的C0值；最后测量不同阀门开度下，泵入口真空表真P、泵出口压力表压P、孔板压差计两端压差?p，根据已知公式可以求出不同阀门开度下的He-Q关系式，并作图可以得到管路特性曲线图。

二、目的及任务

①  、了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法。

②  、测定离心泵在恒定转速下的特征曲线，并确定泵的最佳工作范围。

③  、熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。

④  、测定孔板流量计的孔流系数。

⑤  、测定管路特征曲线。

三、实验原理

1、  离心泵特征曲线测定

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，如图中的曲线。由于流体流经泵是，不可避免的会遇到种种阻力，产生能量损失，诸如摩擦损失，环流损失等等，因此，实际压头比理论压头小，且难以通过计算求得，因此常通过实验方法，直接测定其参数间的关系，并将测出的He-Q，N-Q，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，作为选泵的依据。

（1）、泵的扬程He

      

式中  ——泵出口处的压力，

      ——泵入口处的真空度，

      ——压力表和真空表测压口之间的垂直距离，=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，；

      He——扬程，m；

      ρ——流体密度，。

          由泵轴输入离心泵的功率为

               

         式中  ——电机的输入功率，kW;

                ——电机效率，取0.9；

            ——  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侧连接。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。若管路的直径为，孔板锐孔直径为，流体流经孔板后所形成缩脉的直径为,流体密度为ρ，孔板前测压导管截面处和缩脉截面处的速度和压强分别为、与，，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，故缩脉处截面积难以知道，孔口面积已知，且测压口的位置在设备制成后也不改变，因此，可用孔板孔径处的代替，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

        ，则又可以简化为

       

根据和，即可算出流体的体积流量为

    

或   

式中 ——流体的体积流量，

     ——孔板压差，Pa

   ——孔口面积，

   ——流体的密度，   

   ——孔流系数。

四、装置和流程

             

1-蓄水池 2-底阀  3-真空表 4-离心泵 5-管泵阀 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）㎜ 12-回流水槽  13-计量槽排水阀

五、操作要点

本实验通过调节阀门改变流量，测得不同流量下离心泵的各项性能参数。流量可通过计量槽和秒表测得。

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进行灌泵（打开灌泵阀），排出泵内的气体（打开流量调节阀）。

灌泵完毕后，关闭调节阀和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，并多测量几次数据。

4、为防止因水面波动引起的误差，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，测取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

水温T=17.5℃，水密度ρ=998.2 kg/ m³，粘度μ=1.005mp·s

管道?48×3mm，孔板锐孔直径d₀=24.2mm

1． 离心泵特性曲线数据处理与绘制

表一  离心泵特性曲线数据表

以第五组数据为例，处理如下：

流量

扬程 

轴功率

效率

如此计算得出流量、扬程、轴功率、效率，再根据表一中的相关数据绘制离心泵特性曲线如下：

2. 孔板流量计的流量系数的描绘

以第五组数据为例，处理如下：

雷诺数

孔流系数

如此计算得出雷诺数、孔流系数，再根据表二中的数据绘制孔流系数与雷诺数的关系曲线如下：

3. 管路特性曲线数据处理与绘制

以转速1的第五组数据为例，处理如下：

根据图2可知：当流体雷诺数适当大时，孔流系数基本不变，大约为0.755。

流量

所需压头

如此计算得出不同转速下的流量和所需压头，再根据表三中的数据绘制出管路特性曲线如下：

六、实验结论及误差分析

七、思考题

1. 根据离心泵的工作原理，分析为什么离心泵启动前要灌泵？在启动前为什么要关闭调节阀？ 答：1.离心泵是考叶轮旋转产生的离心力把水排出，泵内的水排出后形成真空负压，又把水吸入泵内，周而复始进行工作，在管道内形不成真空而且离心泵精度低时，需要先灌泵，排尽空气，否则产生汽缚现象2.关闭调节阀是避免启动流量过大，保护电机。

 2. 当改变流量调节阀开度时，压力表和真空表的读数按什么规律变化？ 答：真空表负压变大，压力表逐渐减小。

 3．用孔板流量计测流量时，应根据什么选择孔径尺寸和压差计的量程？ 答：根据液体的湍流程度，包括液体种类，温度粘度，流速和管道直径。

4. 试汽缚现象和气蚀现象的区别？ 答：汽缚现象是因为未灌泵或泵内空气过多，离心力不够，不能输送液体的现象。气蚀现象是因为安装高度太高或液体温度过高，饱和蒸汽压过大造成叶轮出现点蚀的现象。

 5．根据什么条件来选择离心泵？ 答：主要根据流量，扬程，液体性质等来选择离心泵，还要考虑泵的吸程是否足够。

 

第二篇：化工原理实验数据参考之离心泵