离心泵特性曲线实验

离心泵特性曲线测定一、实验目的1．了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用；2．掌握离心泵特性曲线测定方法；3．了解电动调节阀的工作原理和使用方法；4.理解离心泵的并联、串联的工作原理。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。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：fhgugpzHgugpz2222222111（1－1）由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项fh，速度平方差也很小故可忽略，则有(Hgppzz1212)210(HHH表值）（1－2）式中：120zzH，表示泵出口和进口间的位差，m；和ρ——流体密度，kg/m3；g——重力加速度m/s2；p1、p2——分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa；H1、H2——分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头，m；u1、u2——分别为泵进、出口的流速，m/s；z1、z2——分别为真空表、压力表的安装高度，m。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．轴功率N的测量与计算kNN电（W）（1－3）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。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，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：gHQNe（1－4）故泵效率为%100NgHQ（1－5）4．转速改变时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：流量nnQQ'（1－6）扬程2)(nnHH（1－7）轴功率3)(nnNN（1－8）效率NgQHNgHQ'（1－9）5、离心泵的并联、串联是工业流体输送常见的方式，并联操作是为了提高流量，串联操作是为了提高扬程。两台型号相同的泵并联后，其特性曲线可用单泵特性曲线合成，当管路特性曲线不变时，并联后的流量增加，但小于两台单泵的流量之和，即Q并＜2Q单，而H并＞H单。两台型号相同的泵串联后，其特性曲线亦可用单泵特性曲线合成。当管路特性曲线不变时，串联后的压头增加，但亦小于两台单泵的压头之和，即H串＜2H单，而Q并＞Q单。离心泵的并联操作离心泵的串联操作三、实验装置与流程离心泵特性曲线测定装置流程图如下：图1实验装置流程示意图四、实验步骤及注意事项1．实验步骤：（1）清洗水箱，并将水加至水箱2/3高度。注意：应在操作过程中关注水位变化，及时补充，防止水泵抽空。灌泵，打开1号泵灌泵阀（VA01）给1号泵灌水，打开1号泵灌泵排气阀（VA02），直到PU管中有水流出且无气泡为止。打开2号泵灌泵阀（VA07）给2号泵灌水，打开2号泵灌泵排气阀（VA08），直到PU管中有水流出且无气泡为止。（2）打开电源，打开仪表电源，打开操作界面，确认工艺流程，在切除模式下进行单泵实验，1#泵：开并联2号泵支路阀（VA03）、流量调节阀(VA10)（泵启动前关闭，泵启动后根据要求开到适当开度），开溢流阀(VA12)，关双泵串联支路阀（VA04）、2号泵进水阀（VA06）、并联1号泵支路阀(VA09)、高位槽回流阀（VA13）、高位槽出口流量手动调节阀（VA14），放空阀（VA11）适当打开，向高位槽内加水。不要在出口阀关闭状态下（或者电动调节阀开度在0时）长时间使泵运转，一般不超过三分钟，否则泵中液体循环温度升高，易生气泡，使泵抽空。（3）启动1#泵，开流量调节阀（VA10)（泵启动前关闭，泵启动后根据要求开到适当开度），由流量调节阀(VA10)或电动调节阀(VA15)调节液体流量。在C3000仪表上或监控软件上观察离心泵特性数据。等待一定时间后（至少5分钟），记录相关实验数据。离心泵特性实验主要获取实验数据为：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，流体温度t和两测压点间高度差H0。（4）测取6组左右数据后，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、额定转速、扬程和功率等），停泵前先将出口阀关闭。具体要求：流量控制值依次为10、20、30、40、50、60m3/h左右。（5）按照前述单泵启动步骤，确认双泵并联、串联流程，理解两种情况下流量及扬程的变化情况。（6）实验结束后先关闭仪表电源，再关闭总电源。（7）将管道内的水排放。六、实验报告1．分别绘制一定转速下的H～Q、N～Q、η～Q曲线2．分析实验结果，判断泵最为适宜的工作范围。问题列举：1、离心泵的特性曲线是否与连接的管路系统有关？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？3、离心泵启动前为什么要灌泵排气？4、启动离心泵应注意哪些问题？