实验四离心泵特性测定实验指导书

流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）——实验指导书第1页共6页离心泵特性曲线测定实验指导书流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）——实验指导书第2页共6页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。流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）——实验指导书第3页共6页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）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）三、实验装置与流程离心泵特性曲线测定装置流程图如下：流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）——实验指导书第4页共6页图1实验装置流程示意图四、实验步骤及注意事项（一）实验步骤：1.清洗水箱，并加装实验用水。给离心泵灌水，排出泵内气体。2.检查电源和信号线是否与控制柜连接正确，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。3.实验时，逐渐打开调节阀以增大流量，待各仪表读数显示稳定后，读取相应数据。（离心泵特性实验部分，主要获取实验参数为：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。）4.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、扬程和功率等）。（二）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。流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）——实验指导书第5页共6页五、数据处理（1）记录实验原始数据如下表1：实验日期：实验人员：学号：装置号：离心泵型号＝，额定流量＝，额定扬程＝，额定功率＝泵进出口测压点高度差H0=，流体温度t＝实验次数流量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/m（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：实验次数流量Qm3/h扬程Hm轴功率NkW泵效率η%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。流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）——实验指导书第6页共6页七、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？6.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？