离心泵特性测定实验报告.docx

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离心泵特性测定实验报告

离心泵特性测定实验报告

离心泵特性测定实验报告

姓名：

刘开宇

学号：

1410400g08

班级：

14食品2班

实验日期：

2016.10.10

学校：

湖北工业大学

实验成绩：

批改教师：

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：

（1－1）

由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项

，速度平方差也很小故可忽略，则有

（1－2）

式中：

，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。

2．轴功率N的测量与计算

（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

。

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：

（1－4）

故泵效率为

（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2900rpm）的数据。

换算关系如下：

流量

（1－6）

扬程

（1－7）

轴功率

（1－8）

效率

（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：

1－水箱；　2－离心泵；3－转速传感器；4－泵出口压力表；5－玻璃转子流量计；6－出口流量调节闸阀；7－灌泵漏斗；8－泵进口压力表；9－温度计；

图1　实验装置流程示意图

四、实验步骤及注意事项

１．实验步骤：

（1）清洗水箱，并加装实验用水。

通过灌泵漏斗给离心泵灌水，排出泵内气体。

（2）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。

开启离心泵之前先将出口阀关闭，当泵达到额定转速后方可逐步打开出口阀。

（3）实验时，逐渐打开出口流量调节闸阀增大流量，待各仪表读数显示稳定后，读取相应数据。

离心泵特性实验主要获取实验数据为：

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和两测压点间高度差H0（H0＝0.1m）。

（4）改变出口流量调节闸阀的开度，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、额定转速、扬程和功率等），停泵前先将出口流量调节闸阀关闭。

２．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。

（3）不要在出口流量调节闸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

（1）记录实验原始数据如下表1：

实验日期：

2016.10.10实验人员：

刘开宇学号：

1410400g08装置号：

离心泵型号＝MS60/0.55，额定流量＝60L/min，额定扬程＝19.5，额定功率＝0.55kW

泵进出口测压点高度差H0=0.1m，流体温度t＝30℃

序号

流量Q

m3/h

泵进口压力p1kPa

泵出口压力p2kPa

电机功率N电kW

泵转速n

r/min

1

6

-10

135

0.750

2880

2

5.6

-8

151

0.730

2880

3

5.2

-7.9

165

0.723

2880

4

4.8

-7

178

0.700

2880

5

4.4

-6.1

189

0.686

2900

6

4

-5.9

198

0.669

2900

7

3.6

-5

206

0.645

2900

8

3.2

-4.5

214

0.615

2900

9

2.8

-4

221

0.583

2920

10

2

-3.5

231

0.522

2940

11

1.2

-3

238

0.468

2940

12

0.6

-3

243

0.438

2940

（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：

序号

流量Q’

m3/h

扬程H’

m

轴功率N’

kW

泵效率η’

%

1

6.27

16.34

0.814

32.44

2

5.85

17.91

0.792

34.09

3

5.43

19.47

0.784

34.74

4

5.02

20.82

0.759

35.42

5

4.63

22.26

0.760

34.93

6

4.21

23.26

0.741

34.03

7

3.79

24.06

0.714

32.86

8

3.37

24.91

0.680

31.72

9

2.97

26.01

0.659

30.15

10

2.13

27.47

0.602

25.06

11

1.28

28.23

0.540

17.23

12

0.64

28.81

0.505

9.40

六、实验报告

1．分别绘制一定转速下的H～Q、N～Q、η～Q曲线

Q/m3/h

0.64

1.28

2.13

2.97

3.37

3.79

4.21

4.63

5.02

5.43

5.85

6.27

扬程/m

28.81

28.2

27.47

26.01

24.91

24.06

23.26

22.3

20.8

19.47

17.9

16.3

Q/m3/h

0.64

1.28

2.13

2.97

3.37

3.79

4.21

4.63

5.02

5.43

5.85

6.27

轴功率/kW

0.505

0.54

0.602

0.659

0.68

0.714

0.741

0.76

0.759

0.784

0.792

0.814

Q/m3/h

0.64

1.28

2.13

2.97

3.37

3.79

4.21

4.63

5.02

5.43

5.85

6.27

泵效率/%

9.4

17.23

25.06

30.15

31.72

32.86

34.03

34.93

35.42

34.74

34.09

32.44

2．分析实验结果，判断泵最为适宜的工作范围。

流量在4.63m3/h到5.43m3/h之间泵效率达到最高，因此为最适宜的工作范围。

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:

关闭阀门的原因从试验数据上分析：

开阀门时，扬程极小，电机功率极大，可能会烧坏电机。

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：

因为空气密度小，所产生的离心力很小，在吸入口所形成的真空不足以将液体吸入泵内；泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏。

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？

答：

用出口阀门调解流量而不用泵前阀门调解流量保证泵内始终充满水，用泵前阀门调节过度时会造成泵内出现负压，使叶轮氧化，腐蚀泵。

还有的调节方式就是增加变频装置。

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？

答：

不会，因为当泵完好时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受外网特性曲线影响。

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，安装阀门会增大摩擦阻力，影响流量的准确性。

6.试分析，用清水泵输送密度为1200Kg/ｍ

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？

答：

不会变化，泵的压力及轴功率只跟流量有关，流量不变，则泵的压力及轴功率都不会变。