离心泵性能实验.doc

实验日期：2012.3.24 实验人：张莹 专业班级：储运09-3 学号：09122304离心泵性能实验一、实验目的和要求（1） 理解离心泵的工作原理和基本构造。（2） 学会正确操作使用离心泵。（3） 学会使用扭矩传感器、真空表、压力表和电磁流量计测定离心泵的基本性能曲线，通过计算，绘制离心泵在恒速（额定转速）下性能曲线，即扬程流量、功率流量、效率流量特性，并确定泵的额定工作点。二、实验原理 对于一定型号的离心泵，当叶轮直径D和转速n一定的情况下，离心泵的扬程H、轴功率N和效率随泵的输送液体量Q的大小而变化，其变化关系可以用曲线特征，称为离心泵的性能曲线。 利用排出阀调节流量Q的大小，逐次改变排出阀的开度，测得不同流量Q值和其对应工况的扬程H、轴功率N、效率值，从而绘出水泵的特性曲线。（1） 流量Q的测量利用电磁流量计来测量流体的体积流量Q。电磁流量计基于法拉第电磁感应定律。测量流量时，流体流过垂直于流场方向的磁场，导电性液体的流动感应出一个与平均流速成正比的电压，感应电压信号通过两个（或两个以上）与液体直接接触的电极检出，并通过电缆传送至转换器，通过放大和去除干扰，转化成标准输出的信号。（2） 扬程H测定离心泵的扬程H是指单位质量的液体通过离心泵所获得的机械能，单位为米（m)。在离心泵进口真空表处和出口压力表处两点测压点的截面间列伯努利方程，计算出管路中泵所提供的扬程H。 （1）式中，Pd、Ps分别为出口压力表及入口真空表的读数，Pa; Zd压力表至真空表接出点之间的高度，m； Cs、Cd分别为泵进、出口流速，进出口管路等径时，（Cd2-Cs2)/2g=0。（3） 轴功率N离心泵轴从电动机除传递得到的功率称轴功率N，单位kW。轴功率等于旋转速度（角速度）和扭矩的乘积，本装置的扭矩M、转速n采用转矩转速传感器测定。 （2）（4） 效率效率为有效功率与轴功率N之比，用已得到的H、Q和N值计算可得。 （3）（5） 性能曲线离心泵的转速n，是指泵转子每分钟回转的圈数，单位为rpm。离心泵铭牌上标注的转速值是指应当配备的原动机转速。一般而言，原动机的转速可以略高于泵的转速，也可以低于泵的转速，不过，原动机的转速改变，泵的性能随之改变。由于实验过程中电网电压的不稳定等因素可能导致电动机转速在一定范围内的波动，为了是实验数据在转速上保持一致，因而对实验转速不同于额定转速（本实验泵的额定转速为2900rpm）时的实验数据，应将测量值换算到额定转速下的值，然后再绘制曲线。换算公式为 （4） （5） （6）式中，、分别为额定转速下的流量、扬程和功率。 根据测试数据，换算额定转速（n=2900）时的相应参数、，计算出，在坐标系中绘出数据点，最后光滑的绘制出H-Q曲线、N-Q曲线和-Q。 注意：必须在一张图中绘出。3、 实验步骤1、 实验前准备1） 记录装置的常数：、值；2） 盘车，看其转动是否正常；3） 检查个压力表指针是否回零；4） 打开吸入和排出调节阀；5） 利用灌注灌泵，泵漫灌后关闭排出调节阀；2、 实验过程1） 启动离心泵。慢慢打开排出调节阀和各仪表控制阀门。检查泵和仪表工作情况。2） 将排出调节阀开至最大开度，再关至最小，感受流量的变化；3） 在流量为0的状态，测出压力表度数、真空表读数、轴功率N和转速n的值。逐次调节排出阀，重复测量上述参数值，并利用流量传感器测定相应工况下的流量Q，注意：要求排出阀由全闭到全开测定十点数据；测点的分布尽量均匀；测定每点各个数据时要同时进行，记录实验数据，实验数据记录及处理如表1所示。4） 关闭排出阀和各仪表阀门；5） 断电停离心泵。4、 实验报告要求1、 写出所测离心泵的型号、规格及有关参数；2、 写出一组数据处理的计算过程示例；数据处理：以第一组数据为例：3、 根据实验结果，绘出离心泵的特性曲线，指出该泵的适应操作范围及最佳工作点的性能参数，并与制造厂给出的数值进行比较；4、 学习用Excel进行数据处理和绘制图表（选做）。六、思考题1、 试用所测得的实验数据进行分析：离心泵为什么要在出口阀关闭的情况下启动？答：从NQ性能曲线上可以看出，N随Q增大而增大，泵启动时，应选在消耗功率最小的工况下，启动泵时泵出口阀关闭，流量为零，意味着泵的启动负荷最小，可以减小启动电流，保护电动机。2、 离心泵启动前为什么必须灌泵排气？答：离心泵工作的原理是把介质排出后在入口形成负压，把介质吸入，而且气体密度很小，在离心力作用下很难排空，导致空转。3、 本实验中，随流量的增加，压力表、真空表是如何变化的？试分析原因。答：流量增大，真空表读数增大，压力表读数降低。因为流量增大，流速增大，吸入管路的沿程阻力增大，故入口压头降低，真空表读数增大；而流量增大，泵的扬程降低，导致出口压力降低，压力表读数减小。4、 为什么调节离心泵的出口阀可以调节其流量？答：调节出口阀就调节了导流面积，改变管路中的局部阻力，使管路特性的斜率发生变化，在泵性能曲线不变的情况下，工作点发生变化，可以使用这种方法调节流量。5、 当泵的转速变化时，对流量、扬程、转速有何影响？在绘制特性是为什么要进行转速换算？答：符合相似定律。 性能曲线的前提就是转速一定，为了使实验数据在转速上保持一致，应将测量值换算到额定转速下的值。7、 实验总结通过本次试验，我学会了泵性能曲线的测定方法，对离心泵的性能有了深刻的了解，特别是在性能曲线绘制之后。对于流量与扬程、功率、效率的关系也有了更系统的掌握，懂得了泵在高