离心泵综合实验报告.docx
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离心泵综合实验报告
离心泵综合实验报告
篇一:
XX化工原理实验报告(离心泵性能实验)
化工原理实验报告
(离心泵性能实验)
班级:
姓名:
同组人:
XX年11月
一、报告摘要
本次实验通过测量离心泵工作时,泵入口真空表真P、泵出口压力表压P、孔板压差计两端压差?
p、电机输入功率Ne以及流量Q这些参数的关系,根据公式
NeQHe?
?
=
He?
H压力表+H真空表+H0N轴=N电?
电?
转Ne=102N轴
、、以及
C0?
u0/
可以得出离心泵的特性曲线;再根据孔板流量计的孔流系数
与雷诺数
Re?
?
du
?
的变化规律作出C0-Re图,并找出在Re大到一定程度时C0不随Re变化时的C0
值;最后测量不同阀门开度下,泵入口真空表真P、泵出口压力表压P、孔板压差计两端压差?
p,根据已知公式可以求出不同阀门开度下的He-Q关系式,并作图可以得到管路特性曲线图。
二、目的及任务
①、了解离心泵的构造,掌握其操作和调节方法。
②、测定离心泵在恒定转速下的特征曲线,并确定泵的最佳工作范围。
③、熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。
④、测定孔板流量计的孔流系数。
⑤、测定管路特征曲线。
三、实验原理
1、离心泵特征曲线测定
离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。
其中理论压头与流量的关系,可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到,如图中的曲线。
由于流体流经泵是,不可避免的会遇到种种阻力,产生能量损失,诸如摩擦损失,环流损失等等,因此,实际压头比理论压头小,且难以通过计算求得,因此常通过实验方法,直接测定其参数间的关系,并将测出的He-Q,N-Q,η-Q三条曲线称为离心泵的特性曲线。
另外,根据此曲线也可以求出泵的最佳操作范围,作为选泵的依据。
(1)、泵的扬程He
式中
He?
H压力表+H真空表+H0
H压力表H真空表
——泵出口处的压力,
mH2O
——泵入口处的真空度,
mH2O
H0——压力表和真空表测压口之间的垂直距离,H0=0.85m。
(2)、泵的有效功率和效率
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,而输入泵的功率又比理论值为高,所以泵的总效率为
?
=
NeN轴
Ne=
QHe?
102
式中Ne——泵的有效功率,kW:
3
Q——流量,m/s;
He——扬程,m;
3
kg/mρ——流体密度,。
由泵轴输入离心泵的功率式中
N轴
为
N轴=N电?
电?
转
N电——电机的输入功率,kW;
?
电——电机效率,取0.9;
——传动装置的传动效率,一般取1.0。
?
转
2、孔板流量计孔流系数的测定
在水平管路上装有一块孔板,其两侧接测压管,分别与压差传感器的两侧连接。
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。
若管路的直径为板后所形成缩脉的直径为的速度和压强分别为
d1,孔板锐孔直径为d0,流体流经孔
d2,流体密度为ρ,孔板前测压导管截面处和缩脉截面处
u1、u2与p1,p2,根据伯努利方程,不考虑能量损失,可得
2u2?
u12p1?
p2
?
?
gh2?
?
或
由于缩脉的位置随流速的变化而变化,故缩脉处截面积
S2难以知道,孔口面积已
u0代替u2,
知,且测压口的位置在设备制成后也不改变,因此,可用孔板孔径处的
考虑到流体因局部阻力而造成的能量损失,用校正系数C校正后,则有
对于不可压缩流体,根据连续性方程有
?
u1?
u0
经过整理可得
S0
S1
C0?
根据
CS0)2
S1,则又可以简化为
u0?
u0和S2,即可算出流体的体积流量Vs为
Vs?
u0S0?
C0Vs?
C0Sh或
式中
Vs——流体的体积流量,m3/s
?
p——孔板压差,Pa
S0——孔口面积,m2
3?
kgm——流体的密度,
C0——孔流系数。
四、装置和流程
1-蓄水池2-底阀3-真空表4-离心泵5-管泵阀6-压力表7-流量调节阀8-孔板流量计
9-活动接口10-液位计11-计量水槽(495×495)㎜12-回流水槽13-计量槽排水阀五、操作要点
本实验通过调节阀门改变流量,测得不同流量下离心泵的各项性能参数。
流量可通过计
量槽和秒表测得。
1、检查电机和离心泵是否正常运转。
打开电机的电源开关,观察电机和离心泵的运转情况,如无异常,就可切断电源,准备在实验时使用。
2、在进行实验前首先要进行灌泵(打开灌泵阀),排出泵内的气体(打开流量调节阀)。
灌泵完毕后,关闭调节阀和灌水阀即可启动离心泵,开始实验。
3、实验时,逐渐打开调节阀以增大流量,并用计量槽计量液体流量。
当流量大时,应注意及时按动秒表和迅速移动活动接管,并多测量几次数据。
4、为防止因水面波动引起的误差,测量时液位计高度差值应不小于200mm。
5、测取10组数据并验证其中几组数据,若基本吻合后,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)
6、测定管路特性曲线时,固定阀门开度,改变频率,测取8-10组数据,并记录。
7、实验完毕,停泵,记录相关数据,清理现场。
六、数据处理
水温T=17.5℃,水密度ρ=998.2kg/m3,粘度μ=1.005mp·s管道?
?
48×3mm,孔板锐孔直径d0=24.2mm
1.离心泵特性曲线数据处理与绘制
以序号1的数据为例,处理如下:
扬程He?
H入+H出+H0?
21.4?
(?
0.4)?
0.3?
21.3mH2O轴功率N轴=N电?
电?
传=0.48?
0.9?
1=0.432KW效率?
=
NeQH?
0.42?
21.3?
998.2===0.056294N轴102N轴102?
0.432?
3600
如此计算得出流量、扬程、轴功率、效率,再根据表一中的相关数据绘制离心泵特性曲线如下:
篇二:
离心泵特性曲线测定实验报告)
离心泵特性曲线实验报告
一.实验目的
1、熟悉离心泵的构造和操作
2、掌握离心泵在一定转速下特性曲线的测定方法
3、学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法,使学生了解涡轮流量计、电动调节阀以及相关仪表的原理和操作。
二,基本原理
离心泵的主要性能参数有流量Q、压头H、效率和轴功率N,在一定转速下,离心泵的送液能力(流量)可以通过调节出口阀门使之从零至最大值间变化。
而且,当期流量变化时,泵的压头、功率、及效率也随之变化。
因此要正确选择和使用离心泵,就必须掌握流量变化时,其压头、功率、和效率的变化规律、即查明离心泵的特性曲线。
用实验方法测出某离心泵在一定转速下的Q、H、n、N,并做出H-Q、n-Q、N-Q曲线,称为该离心泵的特性曲线。
1、扬程(压头)H(m)
分别取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2截面,列柏努利方程得:
pupu
z1?
1?
1?
H?
z2?
2?
2?
Hf
?
g2g?
g2g
因两截面间的管长很短,通常可忽略阻力损失项Hf,流速的平方差也很小故可忽略,则:
?
pp
H?
+H0
2
2
式中ρ:
流体密度,kg/m3;
?
g
p1、p2:
分别为泵进、出口的压强,Pa;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,由真空表和压力表上的读数及两表的安装高度差,就可算出泵的扬程。
2、轴功率N(W)
N=N电η电=0.95N电
其中,N电为泵的轴功率,η电为电机功率。
3、效率η(%)
泵的效率η是泵的有效功率与轴功率的比值。
反映泵的水力损失、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:
Ne?
HQ?
g故泵的效率为4、泵转速改变时的换算
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:
Q'?
Q
n?
n
?
?
HQ?
g
?
100%N
流量
n?
H?
?
H()2
n扬程
n?
N?
?
N()3
n轴功率
效率
?
?
?
Q'H?
?
gQH?
g?
?
?
N?
N
三,实验装置流程示意图
图2-1流体流动阻力与泵性能综合实验流程
1-水箱;2-离心泵;3-温度传感器;4-泵进口压力传感器;5-灌泵口;6-泵出口压力传感器;7-涡轮流量计;8-转速传感器;9-电动调节阀;
10-旁路闸阀;11-泵出口调节阀。
四,实验步骤及注意事项
(一)实验步骤
1.实验准备
(1)实验用水准备:
清洗水箱,并加装实验用水
(2)离心泵排气:
通过灌泵漏斗给离心泵灌水,排除泵内气体2.实验开始
(1)仪表自检情况,打开泵进口阀,关闭出口阀,试开离心泵,检查
电机运转时声音是否正常,离心泵运转的方向是否正确。
(2)开启离心泵,当泵的转速达到额定转速后打开出口阀。
(3)实验时,通过组态软件或仪表逐渐改变出口流量调节阀的开度,
使泵出口流量从30逐渐增大到90,每次增加5。
在每一个流量下,待系统稳定流动30s后,读取相应数据。
离心泵特性实验主要获取的实验数据为:
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和测压点高度差H0(H0=0.15m)。
(4)实验结束,先关闭出口流量调节阀,再停泵。
然后记录下离心泵
的型号,额定流量、额定转速、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,勿碰触泵主轴部分,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
表4-2离心泵特性测定实验数据处理表
处理步骤;(以第一组为例)
p?
p
H
(1)?
+H0=[231.1-(-5.1)]/9.81ρ+0.15g
查表得t1=20℃时,ρ1=998.2kg/m3t2=20℃时,ρ2=995.7kg/m3则ρ=ρ2+(ρ1-ρ2)(t-t2)/(t1-t2)
2
1
=995.7+(998.2-995.7)(27.2-30)/(20-30)=996.4(kg/m)
3
所以H=24.31m
(2)N=N电η电=0.95N电=
若实验时的转速与指定转速(n=2850r/min)有差异时,应将实验结果按式(4-8)、式(4-9)、式(4-10)和式(4-10)换算为指定转速的数据,如表4-2所示。
(3)
因为离心泵的特性曲线是某型号泵在指示转速下的H’-Q’、N’-Q’、η’-Q’线。
如下图所示:
六,实验结果分析与讨论
分析实验结果,判断泵最佳工作范围。
(略)针对结果做出合理地解释(略)
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?
答:
减小泵的启动功率,从而达到保护电机的目的。
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?
答:
(1)防止气缚现象的发生
(2)水管中还有空气没有排除
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?
还有其他方法调节流量?
优点:
操作简单,但是难以达到对流量的精细控制。
4、泵启动后,出口阀如果打不开,压力表读数是否会逐渐上升?
为什么?
答:
不会,因为水不能运输上去
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?
答:
不合理。
容易产生节流损失产生压损压力降低,易造成汽蚀的发生
篇三:
离心泵性能实验报告
北京化工大学
化工原理实验报告
实验名称:
离心泵性能实验班级:
化工100学号:
姓名:
同组人:
实验日期:
XX.10.7
一、报告摘要:
本次实验通过测量离心泵工作时,泵入口真空表P真、泵出口压力表P压、孔板压差计两端压差?
P、电机输入功率Ne以及流量Q(?
V/?
t)这些参数的关系,根据公式
He?
H真空表?
H压力表?
H0、N轴?
N电?
?
电?
?
转、Ne?
Q?
He?
?
以及?
?
Ne可以得出
102N轴
?
du2?
p与雷诺数
Re?
离心泵的特性曲线;再根据孔板流量计的孔流系数C?
u/
00
?
?
的变化规律作出C0?
Re图,并找出在Re大到一定程度时C0不随Re变化时的C0值;最后测量不同阀门开度下,泵入口真空表P真、泵出口压力表P压、孔板压差计两端压差?
P,根据已知公式可以求出不同阀门开度下的He?
Q关系式,并作图可以得到管路特性曲线图。
二、目的及任务
①了解离心泵的构造,掌握其操作和调节方法。
②测定离心泵在恒定转速下的特性曲线,并确定泵的最佳工作范围。
③熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。
④测定孔板流量计的孔流系数。
⑤测定管路特性曲线。
三、基本原理
1.离心泵特性曲线测定
离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。
其中理论压头与流量的关系,可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到。
由于流体流经泵时,不可避免地会遇到各种阻力,产生能量损失,诸如摩擦损失、环流损失等,因此,实际压头比理论压头笑,且难以通过计算求得,因此通常采用实验方法,直接测定其参数间的关系,并将测出的He-Q、N-Q和η-Q三条曲线称为离心泵的特性曲线。
另外,曲线也可以求出泵的最佳操作范围,作为选泵的依据。
(1)泵的扬程He:
He?
H真空表?
H压力表?
H0式中:
H真空表——泵出口的压力,mH2O,
H压力表——泵入口的压力,mH2O
H0——两测压口间的垂直距离,H0?
0.85m。
(2)泵的有效功率和效率
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
1
泵的功率又比理论值高,所以泵的总效率为:
?
?
式中Ne——泵的有效效率,kW;Q——流量,m3/s;He——扬程,m;
NeQ?
He?
?
,Ne?
N轴102
?
——流体密度,kg/m3
由泵输入离心泵的功率N轴为:
N轴?
N电?
?
电?
?
转式中:
N电——电机的输入功率,kW
?
电——电机效率,取0.9;
?
转——传动装置的效率,一般取1.0;2.孔板流量计空留系数的测定
在水平管路上装有一块孔板,其两侧接测压管,分别与压差传感器两端连接。
孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用,使流速增大,压强减小,造成孔板前后压强差,作为测量的依据。
若管路直径d1,孔板锐孔直接d0,流体流经孔板后形成缩脉的直径为d2,流体密度ρ,孔板前测压导管截面处和缩脉截面处的速度和压强分别为u1、u2和p1、p2,根据伯
22
2
努利方程,不考虑能量损失,可得:
u2?
u1?
p1?
p2?
gh或u22?
u1?
2?
2gh。
由于缩脉的位置随流速的变化而变化,故缩脉处截面积S2难以知道,孔口的面积为已知,且测压口的位置在设备制成后也不改变,因此,可用孔板孔径处的u0代替u2,考虑到
2
流体因局部阻力而造成的能量损失,用校正系数C后则有u22?
u1?
C2gh
对于不可压缩流体,根据连续性方程有u1?
u0S0
S1
2
经过整理后,可得:
u0?
C
2gh?
(
S02
)S1
,令C?
C?
(
S02
)S1
,则可简化为:
u0?
C02gh。
根据u0和S2,可算出体积流量Vs为:
Vs?
u0S0?
C0S02gh或
VS?
C0S0
2?
p
?
式中:
Vs——流体的体积流量,m3/s;
?
P——孔板压差,Pa;
S0——孔口面积,m2;
?
——流体的密度,kg/m3;
C0——孔流系数。
孔流系数的大小由孔板的形状,测压口的位置,孔径与管径比和雷诺数共同决定。
具体数值由实验确定。
当d0/d1一定,雷诺数Re超过某个数值后,C0就接近于定值。
通常工业上定型的孔板流量计都在C0为常数的流动条件下使用。
四、装置和流程
离心泵性能实验装置与流程图
1.孔板压降2.水温3.泵出口压力4.泵入口压力5电机功率以上测量数据显示在数字仪表箱上。
五、操作要点
本实验通过调节阀门改变流量,测得不同流量下离心泵的各项性能参数。
1.检查电机和离心泵是否运转正常。
打开电机电源开关,观察电机和离心泵的运转情况,
3
如无异常,就可切断电源,准备实验时使用。
2.
在进行实验前,首先要排气,开启泵排气完毕后,关闭排气阀,开始实验。
3.测泵特性。
固定频率(50Hz≈2900r/min),改变阀门开度,调节水流量从大到小,记录孔板压降、水温、泵出入口压力、电机功率相关数据,
4.测取10组以上数据并验证其中几组数据,若基本吻合后,可以停泵,同时记录下设备的相关数据(如离心泵的型号、额定流量、扬程和功率等)。
5.测管路特性。
调节流量至使压力表示数为20KPa左右固定不动,按变频器“△”或“▽”键改变电源频率,调节水流量从大到小,分别记录压力表、真空表及孔流计压降示数。
共测7组。
6.调节阀门开度,继续测量两组不同数据。
7.实验完毕,停泵,记录相关数据,清理现场。
六、实验数据处理
原始数据:
离心泵型号:
HG32-125管道离心泵管径:
26mm孔板流量计内径:
18mm水温:
23℃?
水?
997.56kg/m?
水?
0.9325mPa?
m
3
4
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