化工原理实验离心泵

化工原理实验离心泵性能测定一、实验目的及任务1、了解离心泵的构造，掌握操作和调节方法。2、测定离心泵在恒定转速下的示性曲线并确定该泵的最佳工作范围。3、熟悉孔板流量计的构造、性能及装设方法，测定孔板流量计的孔流系数。二、基本原理1、离心泵的基本方程是从理论上对离心泵中液体质点的运动情况进行分析研究后，得出的离心泵压头与流量之间的关系。•离心泵的性能受到泵的内部结构，叶轮形式，叶轮转速的影响。•流体流经离心泵的泵体时，不可避免地会遇到种种流动阻力，产生能量损失，实际压头要比理想压头小。理论压头环流而致之压头减小实际压头冲击损失摩擦损失流量压头与压头损失•由图中看出，H—Q曲线即是将磨擦损失，冲击损失，机械损失等除去以后的实际H—Q特性曲线。•由于流体在泵内流动的规律还没有完全掌握，对于扬程尚不能从理论上作出精确计算，•因此，在一定转速下泵的扬程、轴功率和泵的效率η随流量Q的变化关系，需由实验测定。•实验将测出的H—Q、N—Q、η—Q之间的关系标绘在坐标纸上成为三条曲线即为泵的特性，根据曲线可找出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据•泵的扬程用下式计算guuhHHHe221220真空表压力表（2—1）式中：压力表H—泵出口处的压力表读数[m水柱]；真空表H—泵入口处的真空表读数[m水柱]；0h—压力表和真空表测压接口之间的垂直距离[m]；本实验的0h=0.35m。2u—压出管（Φ42.25ⅹ3.25mm）内流体的流速[m/s]1u—吸入管（Φ48ⅹ3.5mm）内流体的流速[m/s]；g—重力加速度9.81[]。2/sm•泵的有效功率—由于泵在运转过程中存在种种能量损失，使泵的实际压头和流量较理论值为低，而输入泵的功率又较理论值为高，所以泵的总功率轴NNeη=（2-2）其中Ne为泵的有效功率:102QHeNe=[KW]；轴N传电电kN=（2——4）式中：电N——电机的输入功率。[KW]K——用标准功率计校功率表的校正系数——电机效率取0.9；电传——传动装置的传动效率，一般取1.0。轴N—由电机输入离心泵的功率:•2．孔板流量计孔流系数的测定•孔板流量计的构造原理如图所示在管路上装有一块孔板。孔板两侧接侧压管，分别与U型压差计相连接。ⅠⅡ孔板流量计构造原理图•孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减少，造成孔板前后压强差，作为测量的依据。若管路直径为d1,流体流经孔板后所形成缩脉的直径为ｄ２，流体密度为。1u、2u与1p、2p在截面Ⅰ、Ⅱ处的速度、压强分别为孔板测压导管处和缩脉处的根据柏努利方程式，不考虑能量损失可得hgppuu2121222（２——５）或2122uu=hg2（2——6）2120uu=Chg2（2—7）由于缩脉的位置因流速而变，截面积，又难知道，而孔口的面积，是已知的，测压口的位置在设备一旦制成后也是不变的。0S2S0u2u因此用孔板孔径流速，来代替式（2—6）中的，又考虑到实际流体因局部阻力所造成的能量损失，故需用系数C加以校正，式（2-6）可改写为：•对于不可压缩流体，根据连续性方程式又可得：1u=0u10ss（2—8）将式（2—8）代入式（2—7）整理后得：0u210)ss(1h2gc（2—9）令0c210)(1ssc则式（2—9）简化为：00cugh2(2---10)根据0u和0s即可算出流体的体积流量0000ScSuVshg2[]sm3或00scVs)(2RgR式中：R—U型压差计的读数[m]；R—压差计中指示液的密度[]；sm3就接近与0c——孔流系数。它由孔板锐孔的形状，测压口的位置、孔径与管径比和雷诺准数所决定。具体数值由实验确定。当10dd一定，Re准过某个数值后，0c定值工业上定型的孔板流量计都规定在c为常数的流动条件下使用。三、装置和流程电源开关及功率表电机离心泵底阀水池吸入管4835mm真空表自来水出口阀42.253.25mm水银压差计排气阀孔板孔径18.61mm调节阀活动接管液面计计量槽49.5495mm排水阀压力表离心泵性能实验装置四、操作要点1．检查电机及离心泵是否能正常运转。一般是先用手盘车看是否转动轻快，如轻快随即按下电动机的电源开关，观察电机及离心泵的转动情况，如无异常，切断电源以各实验使用2．灌水、排气、关闭出口阀门后即可启动3．关闭旁路管线的调节阀，使泵输出的液体全部通过孔板流量计，当该调节阀全部打开后，若流量不够大，需将另一路管线的阀门也打开。•当大流量时，计量槽显得不够大，在操作上应注意及时按秒表和迅速移动活动接管，并多取几组数据。•4．测取十组数据并再验证其中几组数据，若基本重合后，交指导教师审查后停车，清理现场，记下设备各有关数据。五、报告要求1．画出离心泵的特性曲线，判断该泵的较为适宜的工作范围；2．在双对数坐标纸上，作出孔板流量计的校正曲线；3.在单对数坐标纸上作出C—Re曲线。六、讨论题1．根据离心泵的工作原理，说明离心泵启动前需要灌水，以及关闭出口阀的原因。2．当调节出口阀时，压力表和真空表的读数按什么规律变化？为什么？3．用孔板流量计测流量时，应根据什么选择孔板流量计的孔口尺寸以及相应的压差计尺寸和指示液？4．试分析气缚和气蚀现象的区别。5．根据什么条件来选择离心泵？*6.从你所测定的特性曲线中分析，如果增加该泵的流量范围，你认为可采取哪些措施。*7.试分析允许吸上真空高度与泵的安装高度的区别。*8.允许吸上真空高度Hs=7m，若选用密度比水轻的苯作介质，允许吸上真空高度将如何变化？为什么？•制作人杨小伟周坤牛娅丽贾海峰•单位九九化工系•指导教师梁英华李国江