离心泵性能实验报告带数据处理.docx

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离心泵性能实验报告带数据处理

离心泵性能实验报告（带数据处理）

实验三、离心泵性能实验

姓名：

杨梦瑶学号：

1110700056实验日期：

2014年6月6日

同组人：

陈艳月黄燕霞刘洋覃雪徐超张骏捷曹梦珺左佳灵

预习问题：

1.什么是离心泵的特性曲线？

为什么要测定离心泵的特性曲线？

答：

离心泵的特性曲线：

泵的He、P、η与QV的关系曲线，它反映了泵的基本性能。

要测定离心泵的特性曲线是为了得到离心泵最佳工作条件，即合适的流量范围。

2.为什么离心泵的扬程会随流量变化？

答：

当转速变大时，，沿叶轮切线速度会增大，当流量变大时，沿叶轮法向速度会变大，所以根据伯努力方程，泵的扬程：

H=（u22-u12）/2g+（p2-p1）/ρg+（z2-z1）+Hf

沿叶轮切线速度变大，扬程变大。

反之，亦然。

3.泵吸入端液面应与泵入口位置有什么相对关系？

答：

其相对关系由汽蚀余量决定，低饱和蒸气压时，泵入口位置低于吸入端液面，流体可以凭借势能差吸入泵内；高饱和蒸气压时，相反。

但是两种情况下入口位置均应低于允许安装高度，为避免发生汽蚀和气缚现象。

4.实验中的哪些量是根据实验条件恒定的？

哪些是每次测试都会变化，需要记录的？

哪些是需要最后计算得出的？

答：

恒定的量是：

泵、流体、装置；

每次测试需要记录的是：

水温度、出口表压、入口表压、电机功率；

需要计算得出的：

扬程、轴功率、效率、需要能量。

一、实验目的：

1.了解离心泵的构造，熟悉离心泵的操作方法及有关测量仪表的使用方法。

2.熟练运用柏努利方程。

3.学习离心泵特性曲线的测定方法，掌握离心泵的性能测定及其图示方法。

4.了解应用计算机进行数据处理的一般方法。

二、装置流程图：

图5离心泵性能实验装置流程图

1水箱2Pt100温度传感器3入口压力传感器4真空表5离心泵6压力表

7出口压力传感器8φ48×3不锈钢管图9孔板流量计d=24mm10压差传感器

11涡轮流量计12流量调节阀13变频器

三、实验任务：

1．绘制离心泵在一定转速下的H（扬程）~Q（流量）；N（轴功率）~Q；η（效率）~Q三条特性曲线。

2．绘制不同频率下离心泵管路特性曲线

四、实验原理：

1．离心泵的性能参数取决于泵的内部结构，叶轮形式及转速，在恒定转速下，离心泵的性能——扬程、功率和效率与其流量呈一定的函数关系。

通常用水做实验测出它们之间的关系以曲线表示，即He～Q、N轴～Q、η～Q称为离心泵的特性曲线。

在实验中只要测出泵的流量、进口与出口压力和泵消耗的功率，即可求出泵的特性曲线。

根据流体力学方程，亦即柏努利方程：

在离心泵进口、出口之间进行能量衡算，则：

u12/2g+p1/ρg+z1+H=u22/2g+p2/ρg+z2+Hf（m）

H=（u22-u12）/2g+（p2-p1）/ρg+（z2-z1）+Hf（m）

由于：

阻力损失Hf可以忽略，则：

H=（u22-u12）/2g+（p2-p1）/ρg+（z2-z1）（m）

Ne=QHρg

η=Ne/N×100℅

p1—进口压力,Mpa，p2—出口压力,MPa，H—扬程,m，

1．Q—流量,m3/s，Ne—有效功率,W，N—轴功率，W

2．管路特性是指输送流体时，管路需要的能量H（即从A到B流体机械能的差值+阻力损失）随流量Q的变化关系。

本实验中，管路需要的能量与泵提供给管路的能量平衡相等，计算H的方法同He：

3．

mH2O

4．虽然计算方法相同，但二者操作截然不同。

测量He时，需要固定转速，通过调节阀门改变流量；测量H时，管路要求固定不动，因此只能通过改变泵的转速来改变流量。

五、实验准备操作：

离心泵的开启

5．开启总电源，使配电箱带电；打开配电箱上泵开关，使变频器带电

6．调节变频器为手动。

在变频器通电后，按“P”键，当显示“r0000”时，按“△”或“▽”键找到参数“P0700”，再按“P”键，调节“△”或“▽”键将其参数值改为1（调成“自动”时该参数设置为“5”），按“P”键将新的设定值输入；再通过“△”或“▽”键找到参数“P1000”，用同样方法将其设置为“1”；按“Fn”键返回到“r0000”，再按“P”键退出。

7．流量调节阀和双泵并联阀门处于关闭状态。

手动按下变频器控制面板上“绿色按钮”启动水泵，再按“△”或“▽”键改变电源频率，使其示数为“50.00”，完成离心泵启动。

六、实验步骤：

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．泵特性曲线数据测定。

开启离心泵，调节流量调节阀，由小到大逐渐增大流量，按讲义规定测取10组水流量、水温度、功率、进口表压、出口表压数据，注意在数据稳定后再读取记录。

3．管路特性曲线测定。

固定一个阀门开度，通过变频器间隔4Hz调节频率由50到10Hz测取11组水流量、进口表压、出口表压数据。

改变阀门开度，重复上面操作，得到另外两条不同阀门开度下的管路特性曲线

4．实验测定完毕，最后按变频器控制面板上“红色按钮”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、功率等），关闭配电箱上泵开关和总电源开关。

七、数据记录及处理：

1.测量并记录实验基本参数：

离心泵额定功率：

0.55kW

离心泵扬程：

21.13m

离心泵流量：

1.2-7.2m3/h-1

实验液体：

水

实验数据记录及整理：

泵特性（转速）：

序号

水流量Q/m3•h-1

水温度T/℃

出口表压P2/mH2O

入口表压P1/mH2O

电机功率N/kW

扬程H/mH2O

轴功率/kW

效率η/%

1

0.6

27.0

20.6

0.2

0.47

20.6

0.423

7.747

2

1

27.1

20.2

0.2

0.48

20.2

0.432

12.39

3

1.6

27.3

19.6

0.2

0.51

19.6

0.459

18.10

4

2

27.5

19.2

0.2

0.54

19.2

0.486

20.93

5

2.5

28.4

18.6

0.1

0.56

18.7

0.504

24.57

6

3

28.7

18.1

0.1

0.59

18.2

0.531

27.24

7

4

28.9

17.0

0.1

0.65

17.1

0.585

30.97

8

5.5

29.1

15.0

0

0.72

15.2

0.648

34.17

泵的特性曲线1

管路特性-1（阀门开度）：

序号

频率/Hz

水流量Q/m3•h-1

水温度

T/℃

出口表压P2/mH2O

入口表压P1/mH2O

需要能量H/mH2O

1

50

6.35

29.7

13.7

-0.1

14.0

2

46

5.87

29.8

11.8

0

12.0

3

42

5.38

30.0

10.0

0

10.2

4

38

4.87

30.1

8.2

0

8.4

5

34

4.35

30.2

6.6

0.1

6.7

6

30

3.83

30.2

5.2

0.1

5.3

7

26

3.31

30.3

4.0

0.1

4.1

8

22

2.77

30.3

2.9

0.1

3.0

9

18

2.22

30.3

2.0

0.2

2.0

10

14

1.66

30.3

1.2

0.2

1.2

管路特性曲线扬程H-流量Q1

管路特性-2（阀门开度）：

序号

频率/Hz

水流量Q/m3•h-1

水温度

T/℃

出口表压P2/mH2O

入口表压P1/mH2O

需要能量H/mH2O

1

50

3.88

30.4

17.2

0.1

17.3

2

46

3.58

30.5

14.7

0.1

14.8

3

42

3.28

30.6

12.4

0.1

12.5

4

38

2.97

30.6

10.2

0.1

10.3

5

34

2.66

30.7

8.2

0.1

8.3

6

30

2.34

30.7

6.4

0.2

6.4

7

26

2.02

30.7

4.9

0.2

4.9

8

22

1.69

30.8

3.5

0.2

3.5

9

18

1.35

30.8

2.4

0.2

2.4

10

14

1.01

30.9

1.5

0.2

1.5

管路特性曲线扬程H-流量Q2

数据处理过程：

以每组数据的第一组数据为例，计算过程如下：

本实验中，管路需要的能量与泵提供给管路的能量平衡相等，计算H的方法同He：

mH2O

泵特性曲线物理量计算：

扬程He：

水在该温度下的密度：

He=H出口表压-H入口表压+z=H出口表压-H入口表压+0.2mH2O=（20.6-0.2+0.2）mH2O=20.6mH2O

轴功率：

N=N电机×90%=0.47kW×90%=0.423kW

泵的效率：

管路特性的物理量计算：

需要能量H/mH2O

He=H出口表压-H入口表压+z=H出口表压-H入口表压+0.2mH2O=（13.7+0.1+0.2）mH2O=14.0mH2O

结果分析和误差来源讨论：

结果分析：

通过实验可以看出离心泵在特定的转速下有其独特的特性曲线，而且不受管路特性曲线的影响。

在固定的转速下，离心泵的流量、压头和效率不随被输送的液体的性质（如密度）而改变，但泵的功率与液体密度成正比关系。

在实验过程中，由于流量的范围取得不够大，使得泵的效率曲线随流量的变化范围在本次测量中体现得不完善。

我们从泵的特性曲线1中可以看到，流量的变化在0—6m3•h-1之间，泵的效率在流量增大到一定程度时，而流量的增加而减小。

误差来源：

实验用的水的水温在泵的流量变化时也会发生变化，而实验最后取得是温度的平均值，这样就会在小地方上出现一定的误差。

真空表和压力表的单位不是MPa就是KPa过大，而刻度分的又不细致，这样用肉眼的读数就会产生一定的系统误差。

由于是湍流，导致真空表和压力表的指针一直在波动，这样就导致了一定的实验误差。

水箱中的水都在波动，而且示数分的不细致在读书中也产生了一定的误差。