浙江理工大学离心泵特性测定实验指导书

离心泵特性曲线测定实验（BQ101B）——实验指导书第1页共7页浙江中控科教仪器设备有限公司离心泵特性曲线测定实验指导书离心泵特性曲线测定实验（BQ101B）——实验指导书第2页共7页浙江中控科教仪器设备有限公司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。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。离心泵特性曲线测定实验（BQ101B）——实验指导书第3页共7页浙江中控科教仪器设备有限公司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）离心泵特性曲线测定实验（BQ101B）——实验指导书第4页共7页浙江中控科教仪器设备有限公司三、实验装置与流程离心泵特性曲线测定装置流程图如下：1－水箱；2－离心泵；3－转速传感器；4－泵出口压力表；5－玻璃转子流量计；6－出口流量调节闸阀；7－灌泵漏斗；8－泵进口压力表；9－温度计；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，并加装实验用水。通过灌泵漏斗给离心泵灌水，排出泵内气体。（2）检查各阀门开度和仪表自检情况，试开状态下检查电机和离心泵是否正常运转。开启离心泵之前先将出口阀关闭，当泵达到额定转速后方可逐步打开出口阀。（3）实验时，逐渐打开出口流量调节闸阀增大流量，待各仪表读数显示稳定后，读取相应数据。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，及流体温度t和两测压点间高度差H0（H0＝0.1m）。（4）改变出口流量调节闸阀的开度，测取10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），停泵前先将出口流量调节闸阀离心泵特性曲线测定实验（BQ101B）——实验指导书第5页共7页浙江中控科教仪器设备有限公司关闭。２．注意事项：（1）一般每次实验前，均需对泵进行灌泵操作，以防止离心泵气缚。同时注意定期对泵进行保养，防止叶轮被固体颗粒损坏。（2）泵运转过程中，勿触碰泵主轴部分，因其高速转动，可能会缠绕并伤害身体接触部位。（3）不要在出口流量调节闸阀关闭状态下长时间使泵运转，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。五、数据处理（1）记录实验原始数据如下表1：实验日期：2013.1.17实验人员：胡极诸学号：B09360212装置号：无离心泵型号＝MS60/0.37，额定流量＝60L/min，额定扬程＝14.6，额定功率＝0.37泵进出口测压点高度差H0=0.1m，流体温度t＝8℃序号流量Qm3/h泵进口压力p1kPa泵出口压力p2kPa电机功率N电kW泵转速nr/min1100021700.31729402150031650.32029203200031600.33329204250041600.34229005300041550.35829006350051480.36928807400061350.37928808450071250.38628809500091100.3902880105500101000.3892860（2）根据原理部分的公式，按比例定律校合转速后，计算各流量下的泵扬程、轴功率和效率，如表2：序号流量Q’m3/h扬程H’m轴功率N’kW泵效率η’%11000215003200042500离心泵特性曲线测定实验（BQ101B）——实验指导书第6页共7页浙江中控科教仪器设备有限公司5300063500740008450095000105500六、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。七、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门？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，你认为可能的原因是什么？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？4.泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？为什么？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？试分析，用清水泵输送密度为1200Kg/ｍ3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？1.离心泵有个重要特性：当压力(扬程)很低时，其流量会很大，这从泵的特性曲线上可以看出。而泵的功率与流量成正比，泵起动时，管道内没有压力，则造成泵的流量很大，则泵的功率很大，加上电机、泵的转动部分从静止到高速运转，需要很大的加速度，这样势必造成起动电流很大，因此采取关闭出口阀门的方法，使泵在起动时不输出水量，使泵的功率最小，当泵达到额定转速后，慢慢开启出口阀，逐渐增加水流量，使电机电流逐渐增加到额定电流。另一方面，泵进口管道上的水开泵之前是静止的，如突然加速，后面的水“跟不上”，会使进口压力突降，使水汽化，而使离心泵抽空。(因为离心泵是利用泵叶轮带动水的旋转产生离心力，而汽(气)的质量很轻，根据F=ma，则其离心力很小，使泵无法把水送出)。2.离心叶片只有甩水才能获得离心能量在入口产生负压，没有引水只有空气产生的负压太低不能吸入井水。已经引水灌泵了，离心泵还是不能正常启动多数是因为入水管还有空气。3.泵有出口有进口，如果流量调节阀是在进口，因为泵的转速是一定的（不是调频泵）有可能导致水不够，管道不能满水，，则进口流量阀处有可能有一定的真空度，这样不仅出口的压力不能保证，而且有可能会产生比较大的噪声，流量调节的范围也小。如果在出口，就不会有这种情况，这样流量调节的离心泵特性曲线测定实验（BQ101B）——实验指导书第7页共7页浙江中控科教仪器设备有限公司范围就大。还有一种调节方法就是改变水泵的转速。4.出口阀不开，压力表的读数将会上升至铭牌上的额定压力的1.1倍左右。因为铭牌上的扬程是效率最高点处的数据，而流量为零时即所谓的关死点扬程一般是额定扬程的1.1倍左右。这是经验值，一般可以用来分析泵工作是否正常。5.视情况而定，泵不可能不出现故障，为了便于水泵的维修，其前后均需安装阀门，以防止管道系统内液体外泄。但容易产生节流损失产生压损压力降低，易造成汽蚀的发生。