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船舶辅机实验指导适用于轮机工程、能源动力系统与自动化、油气储运实验一离心泵性能实验一、实验内容1.离心泵的定速特性实验2.离心泵汽蚀试验二、实验目的使学生学会离心泵的操作使用，验证离心泵的定速特性和汽蚀特性曲线三、实验装置与设备1．实验装置离心泵试验装置管路系统图为图1-1所示。2．实验设备：水泵型号ISG65-100，系统采用闭式，精度等级为GB3216—89所要求的B级精度。离心泵流量调节阀直径1.6汽蚀筒真空泵流量计稳流筒稳流筒图1-1水泵试验台系统图四、实验方法与步骤(一)离心泵定速性能实验1.性能试验是对离心泵的扬程、功率和效率与流量之间的关系借助计算机测试系统采集相关数据处理后用曲线和数据科学直观的表达出来。2.按照编定的工况表从零流量做起，徐徐开启出口阀到流量最大点，每工况点必须待所有仪表显示数据稳定后，同时采下流量、进出口压力、转速、轴功率值，依次做到最后一点。每个采样点均应有足够的采样持续时间，以获得一致的结果和达到预期的试验精度。3.对于每点的参数波动应稳定在GB3216—1989标准表6规定的范围内时，方可进行记录（采集），设计工况点应重复检测一次。1.汽蚀试验是在封闭的台位上进行，采用抽真空的方法逐渐降低泵2.水泵汽蚀余量的测定范围是在泵工作范围内小流量点、规定流量3.试验第一点汽蚀筒内必须通大气，此点的性能应与性能试验点的4.判别临界汽蚀点是根据通大气时扬程下降值达到（2+k/2)H/100时式中：K——型式数，K=2nQ1/2/60(gH)3/4（二）汽蚀试验进口处压力，直至发生汽蚀；点和大流量点的三个以上不同工况分别进行。测量时要使流量必须保持恒定，对每一个流量点不同汽蚀余量值不宜少于15个试验点，个别汽蚀性能差的泵，可根据测定情况而定；相应的流量点的性能要相吻合。汽蚀余量作为临界汽蚀余量值。•气穴：液体中出现的气泡和汽泡。•气蚀：叶片入口附近的压强≤输送温度下液体的饱和蒸气压，产生气泡和汽泡（低压区）→气泡和汽泡破裂（高压区）→产生局部真空→出现水力冲击现象气蚀的危害：气蚀发生时产生噪音和震动，叶轮局部在巨大冲击的反复作用下，表面出现斑痕及裂纹，甚至呈海棉状逐渐脱落，液体流量明显下降，同时压头、效率也大幅度降低，严重时会输不出液体。通过试验获得了绘制性能曲线的全部数据，但这些数据必须根据五.性能参数计算，换算及绘制曲线额定转速的换算整理后才能绘制曲线。par%0.20.61.0246Q试=f/(l/s)式中：Q试——试验得到的流量（L/S）f——频率数（Hz)——流量计修正系数。1.流量计算Z1，Z2——泵出、进口测压仪表到叶轮中心的垂直高度（m)——介质密度（Kg/m3)；g——重力加速度m/s2；KQ2——动扬程（m)；H试——实测总扬程（m)；假设：Z1=Z2，则Z1-Z2=0；V1=V2则V1-V2=0上式可简化为：2.扬程计算式中：21212)()KQgPPZZH（试)(12mgPPH试P试——轴功率Kw；M——转矩N.m；n——转速r/min；g——重力加速度（NPSH）试——实测气蚀余量值（m)；H1——泵进口总扬程（m)；Pb——大气压力（Pa)；——介质密度（Kg/m3);g——重力加速度m/s2；Pv——3.轴功率计算式中：gnMP974试m/s2；4.汽蚀余量的计算式中：)()(1gPgpHNPSHvb试汽化压力（Mpa)gVgpZH221111gVZgPPPgVZgPgPgPNPSHvbvb22)(21112111试）则（(m)５．效率计算－６输入机组１０ＰｇＱＨ＝－６轴泵１０ＰｇＱＨ＝（％）（％）６．换算成额定转速下的性能参数泵的试验数据必须换算成额定转速下的性能参数，才能作为试验结果。根据相似定理：试额试额ｎｎ＝ＱＱ（Ｌ／Ｓ）２试额试额ｎｎ＝ＨＨ（ｍ）３试额试额ｎｎ＝ＰＰ（ＫＷ）３试额试入机额入机ｎｎ＝ＰＰ（ＫＷ）２试额试额ｎｎ＝（ＮＰＳＨ）)(NPSH（Ｌ／Ｓ）式中：Ｑ额、Ｈ额、Ｐ额、Ｐ额入机、（ＮＰＳＨ）额——换算成额定转速下性能数据。Ｑ试、Ｈ试、Ｐ试、Ｐ试入机、（ＮＰＳＨ）试——实测转速下性能数据。n额——泵的额定转速n试——泵的实测转速７．性能试验数据记录序号测定数据换算成额定转速（１４５０ｒ／ｍｉｎ）下计算值流量m３／ｈ轴功率ＫＷ扬程m转速ｒ／ｍｉｎ进口压力ＭＰａ流量m３／ｈ轴功率ＫＷ扬程m效率（％）１２３４序号测定数据换算成额定转速（１４５０ｒ／ｍｉｎ）下计算值流量m３／ｈ轴功率ＫＷ扬程m转速ｒ／ｍｉｎ进口压力ＭＰａ流量m３／ｈ轴功率ＫＷ扬程m效率（％）５６７８序号测定数据换算成额定转速（１４５０ｒ／ｍｉｎ）下计算值流量m３／ｈ轴功率ＫＷ扬程m转速ｒ／ｍｉｎ进口压力ＭＰａ流量m３／ｈ轴功率ＫＷ扬程m汽蚀余量效率（％）１２３４８．泵的汽蚀数据记录９．曲线绘制性能曲线包括：扬程、轴功率、效率与流量的关系曲线以横座标表示流量，纵坐标表示表示扬程、轴功率、和效率汽蚀曲线是扬程与汽蚀余量变化的曲线，以横坐标表示、汽蚀余量纵坐标表示扬程。