北京化工大学离心泵性能实验报告Word文档格式.docx
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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;
——流体密度,kg/m3
为由泵输入离心泵的功率:
——电机的输入功率,kW;
——电机效率,取0.9;
——传动装置的效率,一般取1.0;
2.孔板流量计孔流系数的测定
孔板流量计的结构如图4-4所示。
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,孔板锐孔直径为d0,流体流经孔板后形成缩脉的直径为,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,根据伯努利方程,不考虑能量损失,可得:
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:
经过整理可得:
令,则又可以简化为:
根据u0和S2即可算出体积流量:
——流体的体积流量,m3/s;
——孔板压差,Pa;
——孔口面积,m2;
——流体的密度,kg/m3;
——孔流系数。
孔流系数的大小由孔板锐孔的形状,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。
当一定,雷诺数Re超过某个数值后,就接近于定值。
通常工业上定型的孔板流量计都在为常数的流动条件下使用。
实验装置流程图
图4-5所示为泵性能实验带控制点的工艺流程。
实验操作要点
1、打开主管路的切换阀门,关闭流量调节阀门6,按变频仪7绿色按钮启动泵,固定转速(频率在50Hz),观察泵出口压力表读数在0.2MPa左右时,即可开始实验。
2、通过流量调节阀6,调节水流量,从0到最大(流量由涡轮流量计3测得),记录相关数据,完成离心泵特性曲线和孔板孔流系数实验。
3、打开全部支路阀门,流量调节阀6使流量固定在6,通过改变变频仪频率,实现调节水流量,完成管路特性曲线实验一。
4、将频率调回50Hz,流量调节阀6使流量固定在4,通过改变变频仪频率,实现调节水流量,完成管路特性曲线实验二。
5、将频率调回50Hz,流量调节阀6使流量固定在2,通过改变变频仪频率,实现调节水流量,完成管路特性曲线实验三。
6、每个实验均测10-12组数据,实验完后再测几组验证数据,若基本吻合,则可停泵(按变频仪红色按钮停泵),关闭流量调节阀6,做好卫生工作,同时记录设备的相关数据(如离心泵型号、额定流量、扬程、功率等)。
实验数据整理
离心泵性能实验:
离心泵型号
WB-70/055
转速
2900r/min
入口直径
42mm
出口直径
27mm
水流量/(m3/h)
出口表压/m(H2O)
入口表压/m(H2O)
电机功率/kW
0.54
21.10
0.30
0.34
1.42
20.10
0.10
0.39
2.28
19.00
-0.30
0.45
3.16
17.90
-0.70
0.50
4.09
16.50
-1.20
0.55
5.00
15.00
-1.80
0.60
5.79
13.30
-2.30
0.63
6.14
12.60
-2.50
6.60
11.60
-2.90
0.67
6.80
11.10
-3.10
0.66
7.14
10.30
-3.30
0.68
入口流速/m*s-1
流速出口/m*s-1
水温度℃
密度/kg*m-3
0.11
0.26
24.70
994.53
0.28
0.69
24.40
994.60
0.46
1.11
24.30
994.63
1.53
0.82
1.99
24.60
994.55
1.00
2.43
1.16
2.81
24.80
994.50
1.23
2.98
25.80
994.25
1.32
3.20
25.00
994.45
1.36
3.30
25.90
994.23
1.43
3.47
25.50
994.33
扬程/m
轴功率/kW
有效功率/kW
效率
21.00
0.31
0.03
20.22
0.35
0.08
0.22
19.55
0.41
0.12
18.90
0.16
0.36
18.07
0.20
0.40
17.25
0.23
0.43
16.13
0.57
0.25
15.68
15.13
0.27
14.86
0.59
14.31
0.61
以第一组数据为例:
已知流量和出入口直径,可得到入口流苏0.11m/s,出口流速0.26m/s。
经过插入法计算,在温度为24.70℃时,水的密度为994.53kg/m3。
He=p2-p1+H0+(u22-u12)/2g
=21m
N轴=0.9N电
=0.31kW
Ne=(Q/3600*He*ρ)/102
=0.03kW
η=Ne/N轴
=0.1
作图可得(去除坏点第九组数据):
孔板流量计:
管路直径
26mm
孔口直径
18mm
孔板压降/kPa
994.525
1.88
994.600
994.625
9.68
16.34
994.550
33.30
994.500
37.28
994.250
42.88
994.450
45.82
994.225
50.21
994.325
粘度/Pa*s*10-5
体积流量/m3*s-1
Re
孔流系数
90.90
0.00015
8041
0.83
91.51
0.00039
21005
0.80
91.72
0.00063
33652
0.79
0.00088
46743
0.78
91.10
0.00114
60768
0.00139
74454
90.69
0.00161
86409
0.77
88.65
0.00171
93721
90.29
0.00183
98939
88.45
0.00189
104032
88.45
0.00198
108245
可以算出S0=0.00025m2
用插入法可以算出,在24.7℃时,水的密度为994.53kg/m3,粘度为90.9*10-5Pa*s。
Re=duρ/μ
=8041
C0=Vs/S0/(2Δp/ρ)0.5
=0.83
作图可得(去除坏点第八组数据):
管路特性实验
大流量:
频率/Hz
流量/(m3/h)
水温度/℃
出口表压/m
入口表压/m
出口流速/m*s-1
H/m
50.00
6.00
26.40
11.90
-2.40
1.20
2.91
994.10
47.00
5.65
26.60
11.40
-2.20
1.13
2.74
994.05
14.12
44.00
5.29
10.10
-1.90
1.06
2.57
12.48
41.00
4.92
8.80
-1.60
0.99
2.39
10.84
38.00
4.56
26.70
7.50
-1.40
0.91
2.21
994.03
9.31
35.00
4.20
6
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