离心泵性能实验.doc

化工原理实验报告-离心泵性能实验 离心泵性能实验许兵兵 200611048 化工0602摘要测定某一固定转速下离心泵的特性曲线和某一阀门开度下管路的特性曲线，并且标定孔板流量计的孔流系数，最后用excel程序绘图和分析实验数据得出结果。关键词 灌泵 流量-扬程-功率-效率 一、实验目的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。二、基本原理1.离心泵的特性曲线离心泵主要特性参数有流量、扬程、功率和效率。这些参数不仅表征泵的性能，也是选择和正确使用泵的主要依据。（1）泵的流量泵的流量可直接由一定时间t内排出液体的体积V来确定。即 m3 s1 （2）泵的扬程泵的扬程即总压头，表示单位重量液体从泵中所获得的机械能。若以泵的压出总管路中装有压力表处为2截面，以及入管路中装有真空表处为1截面，并在此两截面之间列机械能衡算式，则可得出泵扬程He的计算公式：式中：泵出口处的压力mH2O； 泵入口处的压力mH2O； Ho 两个截面之间的垂直距离，0.85m； （3）泵的功率和总效率 在单位时间内，液体从泵中实际所获得的功，即为泵的有效功率。若测得泵的流量为qV m3 s1，扬程为Hm，被输送液体的密度为kg m3,则泵的有效功率可按下式计算： Ne = kW kW 2. 孔板流量计孔流系数的测定。 m3 s 1 三、装置和流程图图一、离心泵流程图1 水箱 2 离心泵 3涡轮流量计4 孔板流量计d=21mm 5流量调节阀四、操作步骤（1）泵特性曲线的测定1.灌泵，打开灌泵阀门，将水灌入泵内。在灌水过程中，需打开调节阀，将泵内空气排除。当从观察到泵出口压力表读数大于零说明空气已经排尽，之后将两阀门关闭。2启动泵。启动前，先确认泵出口调节阀关闭。3运行。泵启动后，叶轮旋转无振动和噪声，压力表和真空表指示稳定，则表明运行已经正常，即可进行实验。实验时，逐渐分布调节泵出口调节阀。每调定一次阀的开启度，待状况稳定后，即可进行以下测量：(1)将出水转向弯头由分水槽的回流格拨向排水格同时，用秒表记取时间，用容器接取一定水量。用量取体积的方法测定水的体积流率。(2)从压强表和真空表上读取压强和真空度的数值。(3)记取孔板流量计的压差读数。在泵的全部流量范围内，可分成8-10组数据进行测量。（2）管路特性曲线测定固定阀门开度，改变频率，测取810组数据并记录。实验完毕后，应先将泵出口调节阀关闭，再切断电源。五、原始数据及处理（1）原始数据离心泵型号：Y801-2水温：16.8，此温度下 管径 d=42mm孔板直径 d0=24.2mm计量水槽：495495mm表5.1.1泵的特性曲线测量数据序号孔板压降/Kpa压力表/Mpa真空表/MpaN电/kwh/mmT/st/，125.30.045-0.0030.8621021.916.8221.40.08-0.0170.8320022.116.8318.90.085-0.0150.8120023.516.8416.20.091-0.0140.7920024.916.8513.30.115-0.0120.7620025.916.8611.20.13-0.010.7320029.816.878.40.15-0.0090.6820035.816.885.40.17-0.0080.6320043.716.893.50.185-0.0070.5820055.316.81000.2-0.0050.4520016.8表5.1.2管路特性曲线一实验数据序号频率/Hz真空表读数/Mpa泵出口表压/Mpa孔板压降/KpaN电/kwt/，149-0.0150.08516.80.7516.8246-0.0130.07514.80.6416.8343-0.0120.0612.70.5416.8440-0.0110.055110.4616.8536-0.010.0458.60.3716.8633-0.0090.03570.3116.8729-0.0080.02550.2516.8825-0.0070.0230.216.8表5.1.3管路特性曲线二实验数据序号频率/Hz真空表读数/Mpa泵出口表压/Mpa孔板压降/KpaN电/kwt/，149-0.0170.07521.20.8116.8246-0.0150.0618.50.6816.8343-0.0140.05516.10.5916.8440-0.0130.0513.80.4816.8536-0.0120.035100.3816.8633-0.0110.038.10.3116.8730-0.010.0256.60.2616.8826-0.0090.0154.50.2116.8（2）计算结果表5.2.1 离心泵特性曲线及孔流系数计算结果序号H/mH2OQ/(m3/h)Ne/kW/kW(%)ReC015.148.460.120.7715.311.20.7227.287.980.160.7521.210.60.7437.997.510.160.7322.49.950.7448.717.090.170.7123.69.390.75511.46.810.210.6830.89.030.8613.15.920.210.6632.17.850.76715.24.930.20.6133.46.530.73817.44.040.190.5733.75.350.749193.190.170.5231.64.230.731020.80.00 0.00 0.41- 0.00 - 表5.2.2 管路特性曲线计算结果阀门开度一阀门开度二序号Q/m3h-1He/mH2O序号Q/m3h-1He/mH2O17.117.9917.986.7726.677.1827.465.4436.185.7536.965.0345.755.3446.444.6355.094.4255.483.264.593.564.942.7973.882.5974.452.38832.1883.681.46计算示例：离心泵特性曲线（以表5.1.1中第二组数据为例）：(1)扬程的计算：=m=7.28 m(2）流量的计算（3）泵总效率的计算Ne=0.16kw= N电=0,75kW（4）和的计算Re=管路特性曲线：（以表5.2.1中第一组数据为例） =六、实验结果讨论将实验数据用excel绘成坐标图如图6.16.3：图6.1离心泵特性曲线图6.2 孔流系数与雷诺数关系曲线图6.3 管路特性曲线结果分析：上图可以看出，泵的扬程随流量的增加而减小，泵的轴功率随流量增加而增加且成直线关系，而效率则在46m3h-1之间有最大值，这一区间即为改离心泵的最佳工作范围。图6.2说明实验侧得的孔流系数在实验条件下为一常数（只有第二个数据由一定的偏离），故在下面计算管路流量时采用实验侧得的孔流系数的平均值。根据工程经验，孔流系数应该在0.60.7之间为合适的，但本实验的测量结果是0.74，略有偏大。七、 思考题1.为什么离心泵启动前要灌泵？启动前为什么要关闭调节阀？答：（1）离心泵是靠叶轮旋转产生的离心力把水排出,泵内的水排出后形成真空负压,又把水吸入泵内,周而复始进行工作。在管道内形不成真空而且离心泵精度低的情况下，需要把内部空气排除，所以使用前要先灌引水。 （2）避免启动电流过大，保护电机。2.当改变流量调节阀开度时，压力表和真空表的读数按什么规律变化？答：真空表负压变大，压力表逐渐减小。3.气缚现象与气蚀现象的区别是什么？答：气缚：离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很低，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将储槽内的液体吸入泵内，虽启动离心泵也不能输送液体。此种现象称为气缚，表示离心泵无自吸能力，所以必须在启动前向壳内灌满液体。 汽蚀：液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。 泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处）因为某种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿。4.根据什么条件来选择离心泵？答：(1) 根据被输送液体的性质及操作条件确定类型；(2) 根据流量(一般