离心泵特性曲线的测定实验报告

来源:m.fanwen118.com时间:2022.4.30

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专业 月 实验内容 离心泵特性曲线的测定 指导教师

一、 实验名称:

离心泵特性曲线的测定

二、实验目的:

1、 了解水泵的结构;

2、 熟悉离心泵的机械结构和操作方法;

3、 测定离心泵在一定转速下的流量与压头、功率及总效率的关系,并绘制泵的特性曲线。

三、实验原理:

离心泵的特性曲线是指在一定转速下,流量与压头、流量与轴功率、流量与总效率之间的变化关系,由于流体在泵内运动的复杂性,泵的特性曲线只能用实验的方法来测定。

泵的性能与管路的布局无关,前者在一定转速下是固定的,后者总是安装在一定的管路上工作,泵所提供的压头与流量必须与管路所需的压头与流量一致,为此目的,人们是用管路的特性去选择适用的泵。管路特性曲线与泵特性曲线的交点叫工作点,现测定离心泵性能是用改变管路特性曲线(即改变工作点)的方法而获得。改变管路特性曲线最简单的手段是调节管路上的流量控制阀,流量改变,管路特性曲线即变,用改变泵特性曲线的办法(改变泵转速或把叶轮削小可实现)去改变工作点,在理论上是讲得通,但生产实际不能应用(为什么?)。

1、流量V的测定

本实验室甲乙二套泵的流量用孔板流量计测定,第三四套用文氏流量计测定,

五、六套用涡轮流量计测定,由流量计的压差计读数去查流量曲线或公式计算即得流量V[m3/h]。

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2、泵压头(扬程)H的测定

以离心泵吸入口中心线水平为基准面。并顺着流向,以泵吸入管安装真空表处管截面为1截面,以泵压出管安装压力表处管截面为2截面,在两截面之间列柏努利方程并整理得:

2p2?p1u2?u12??h? (1) H?(Z2?Z1)??g2g

令:h0=(Z2—Z1)——两测压截面之间的垂直距离,约0.1[m]

p1——1截面处的真空度[MPa]

p2——2截面处的表压强[MPa]

ρ——水的密度,以1000[kg/m3]计算

g=9.8[N/kg]——重力加速度

3、轴功率Ne的测定

轴功率为水泵运转时泵所耗功率,测电机功率,再乘上电机效率和传动效率而得:

Ne?N电?电?传[KW] (2) 式中:N电——输入给电动机的功率[kw],用功率表测定

?电——电机效率,可查电机手册,现使用以下近似值:

2.8kw以上电动机: ?电=0.9

2.0kw以下电动机: ?电=0.75

?传——传动效率,本机用联轴节,其值:

?传=0.98

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4、水泵总效率?的计算:

??H?V???100% (3) 3600?102Ne

kg?m]的换算因数;其余符号同上 s式中:102——[KW]与[

四、实验设备流程图:

A

B1、水箱 2、底阀 3、离心泵 4、联轴接 5、电动机 6、调节阀 7、真空表

8、压力表 9、功率表 10、流量计 11、灌水阀

图2-2-3-2 离心泵实验装置图

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专业 月 实验内容 指导教师 泵的实验装置如图2-2-3-2所示,离心泵3为单吸悬臂式水泵,型号为11BA,2泵轴与电机5的轴由联轴节4相连。输入电动机功率由三相功率表9测定,开泵和停泵均要合上附设短路闸刀开关以保护功率表。泵吸入管下端装有一个阀门,此阀的功能是使泵起动前灌水排气时防止水倒流。

泵从水箱1将水吸上,在吸入管水平段装有真空表7以测定吸入真空度。在泵的出口管段装有压力表8以测定出口压强,在测压口上部有调节阀6以调节泵的流量,管路的实际流量由文氏流量计(或孔板流量计)10测定,水最后流回水箱循环使用。

五、实验方法:

1、用手搬动联轴器4,看泵轴转动是否灵活,否则检查修理。

2、关闭水泵底阀2,打开调节阀6,打开灌水阀11向泵内灌水排气,至灌水阀出口处有水溢出为止。关闭灌水阀11。

3、合上功率表短路开关,关闭调节阀6,启动离心泵,全开底阀2。

4、待泵转动正常后,将调节阀6慢慢打开到最大,同时观察流量计中U形压差计的读数量程,在零至最大量程之间确定8—10次读数及每次读数的间隔量程。

5、拉下功率表短路开关,流量变化由大至零,按拟好的方案调节,每次要记录流量计压差、真空表、压力表、功率表的读数(注意:要记录流量为零时的各仪表读数)。

6、实验完毕后停泵顺序:合上功率表短路开关——关调节阀——停泵。

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实验内容 指导教师 六、原始数据记录表:

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实验内容 指导教师 七、数据处理表及图:

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表1

表2

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V-H、V-Ne、V-η特性曲线

H

25

η

20

15

10

5

0.001

0.00150.0020.00250.0030.00350.004

V

R-V关系曲线

V

0.004000.003500.003000.002500.002000.001500.001000.000500.00000

500

1000

1500

2000

R 25003000350040004500

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八、计算举例:

以第4组数据举例计算:

△P?P2?P1?176000?(?10000)?186000Pa

V?G25?m3/s?0.00241m3/s ?t996?10.24

u1?u2?V1?d2

4?0.00241m/s?1.515m/s 20.785x0.045

P?P1u2?u1186000H?(Z2?Z1)?2??h??0.1??19.15582m?g2g996?9.8

22

Ne?N电?电?传?0.92?0.75?0.98?0.67620

??H·V·?19.15582?0.00241?996?100??100%?66.63% 102Ne102?0.67620

同理可计算出其它组数据,结果如表2.

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九、讨论:

1、离心泵的特性曲线是否与连接的管路系统有关?

答:离心泵的特性曲线与连接的管路系统无关,因为离心泵的特性曲线是在出厂前测定的,在使用过程中与测试管路系统不相同,但只要离心泵安装合理,同样能够正常工作。

2、试从所测实验数据分析离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门? 答:关闭阀门的原因从试验数据上分析:开阀门时,扬程极小,电机功率极大,可能会烧坏电机。

3、离心泵启动前为什么要灌泵排气?

答:离心泵在开启之前如果不灌泵排气,那么泵壳和吸入管路中的空气将无法排除干净,因为空气密度比液体密度小,此时,叶轮旋转产生的离心力将达不到抽吸液体所需要的真空度,从而产生气缚现象,无法抽吸液体。

4、启动离心泵应注意哪些问题?

答:首先,在开启之前要灌泵排气,防止发生气缚;其次;应该关闭

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专业 月 实验内容 指导教师 出口阀门,待开启后在逐渐开大。


第二篇:离心泵特性曲线实验报告 2000字

离心泵特性曲线测定实验

一、实验目的

1.1能进行离心泵特性曲线测定实验,测出扬程与流量、功率与流量以及离心泵效率与流量的关系曲线图;

1.2学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法,使学生了解涡轮流量计、电动调节阀以及相关仪表的原理和操作。

二、基本原理

离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一,其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H、轴功率N及效率η与泵的流量Q之间的关系曲线,它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内部流动情况复杂,不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线,只能依靠实验测定。

2.1扬程H的测定与计算

取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面,列机械能衡算方程:

离心泵特性曲线实验报告

由于两截面间的管子较短,通常可忽略阻力项?h f ,速度平方差也很小,故也可忽略,则有

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由上式可知,只要直接读出真空表和压力表上的数值,及两表的安装高度差,就可计算出泵的扬程。

2.2轴功率N的测量与计算

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:

其中,N电为电功率表显示值,k代表电机传动效率,可取。 95.0=k

2.3效率η的计算

泵的效率η是泵的有效功率Ne与轴功率N的比值。有效功率Ne是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功率,轴功率N是单位时间内泵轴从电机得到的功,两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。

泵的有效功率Ne可用下式计算:

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2.4 转速改变时各参数的换算

泵的特性曲线是在定转速下的实验测定所得。但是,实际上感应电动机在转矩改变时,其转速会有变化,这样随着流量Q的变化,多个实验点的转速n将有

所差异,因此在绘制特性曲线之前,须将实测数据换算为某一定转速n′下(可取离心泵的额定转速2900rpm)的数据。换算关系如下:

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离心泵特性曲线实验报告

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三、实验步骤 3.1实验准备:

(1)实验用水准备:清洗水箱,并加装实验用水。

(2)离心泵排气:通过灌泵漏斗给离心泵灌水,排出泵内气体。 3.2开始实验:

(1)仪表自检情况,打开泵进口阀,关闭泵出口阀,试开离心泵,检查电机运转时声音是否正常,,离心泵运转的方向是否正确。

(2)开启离心泵,当泵的转速达到额定转速后,打开出口阀。

(3)实验时,通过组态软件或仪表逐渐改变出口流量调节阀的开度,使泵出口流量从1000L/h逐渐增大到4000L/h,每次增加500L/h。在每一个流量下,待系统稳定流动5分钟后,读取相应数据。离心泵特性实验主要需获取的实验数据为:流量Q、泵进口压力p1、泵出口压力p2、电机功率N电、泵转速n,及流体温度t和两测压点间高度差H0(H0=0.1m)。

(4)实验结束,先关闭出口流量调节阀,再停泵。然后记录下离心泵的型号,额定流量、额定转速、扬程和功率等。 四、实验数据记录与实验数据处理 4.1数据记录

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4.2数据处理

4.2.1根据原理部分的公式,按照比例定律校合转速后,计算各流量下的扬程、轴功率与效率。

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(1) 扬程与流量关系图H-Q

(2)电机功率与流量关系图N-Q

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(3)泵效率与流量关系图η-Q

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4.2.2分析实验结果,判断泵最佳工作范围

由泵的效率与流量关系图可得,在流量1.00-5.00m3/h范围内,泵的效率逐渐升高,但在4.0-5.0区间内,泵的效率趋于平缓;而在电机功率与流量关系图中,电机的效率随着流量的升高而升高。由此在实验范围内我们可判定泵的最佳工作范围在流量控制在4.5-5.0m3/h内。 五、思考题

1、试从所测实验数据分析离心泵在启动时为什么要关闭出口阀?

答:因为N随Q的增大而增大,当Q=0时,N最小,因此,启动离心泵时,应关闭出口阀,使电动机的启动电流减至最小,以保护电机。

2、启动离心泵之前为什么要引水灌泵?如果灌泵后依然启动不起来,你认为是

什么原因?

答:引水灌泵时为了排除泵内的气体。泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏,即使电机的三相电接反了,泵也会启动的。

3、为什么用泵的出口阀门调节流量?这种方法有什么优缺点?是否还有其他方法调节流量?

答:用出口阀门调解流量而不用崩前阀门调解流量保证泵内始终充满水,用泵前阀门调节过度时会造成泵内出现负压,使叶轮氧化,腐蚀泵。还有的调节方式就是增加变频装置。

4、泵启动后,出口阀如果不开,压力表和真空表读数是否会逐渐升高?为什么? 答:当泵不被损坏时,真空表和压力表读数会恒定不变,水泵不排水空转不受外网特性曲线影响造成的。

5、正常工作的离心泵,在其进口管路上安装阀门是否合理?为什么? 答:合理,方便检修。

6、试分析,用清水泵输送密度为1200Kg/m^3的盐水,在相同流量下你认为泵的压力是否变化?轴功率是否变化?

答:如果选用的是同一台水泵,同样的电机功率,外网不变的情况下,那么压力不会变化,轴功率会增加。

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