离心泵测试.doc

离心泵性能实验一、离心泵特性曲线的测定（一）实验目的 1、熟悉离心泵的构造和操作 2、测定单级离心泵在一定转速下的特性曲线。（二）基本原理 在生产上选用一台即满足生产任务又经济合理的离心泵，总是根据生产要求（压头和流量），参照泵的性能来决定。泵的性能，即在一定转速下，离心泵的压头H，轴功率N及效率均随实际流量Q的大小而改变，通常用水做实验测出HQ，NQ，Q之间的关系，称为特性曲线，特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用离心泵的重要依据。 如果在泵的操作中，测得其流量Q、进出口压力和泵所消耗的功率（即轴功率），则可求得其特性曲线。泵的压头为： （4-4）式中：H2泵出口处的压力表读数，以m水柱（真空度）表示； H1泵入口处的真空表读数，以m水柱（真空度）表示； h0压力表和真空表测接头之间的垂直距离，m; u2压出管内水的流速，m/s; u1吸入管内水的流速，m/s; g 重力加速度，9.81m/s2 轴功率N，就是泵从电机接受到的实际功率，在本实验中不直接测量轴功率，而是用瓦特计测得电机的输入功率，再由下式求得轴功率。N=N电电传式中：N电电动机的输入功率，kW； 电电动机的效率，由电动机效率曲线求得，无因次； 传联轴节或其他装置的传动效率，无因次，联轴节取=1。泵的效率即为有效功率与其轴功率之比，由下式求得：= （4-5）式中：Q泵的流量，m3/s; H泵的压头，m; 水的密度，kg/m3； N 泵的轴功率，kW（三）实验装置 本实验用B12-5离心泵进行实验，其装置如图4-7所示。离心泵用三相电动机带动，将水从水槽中吸入，然后由压出管排至水槽。在吸入管内进口处装有滤水器。以免污物进入水泵，滤水器上带有单向阀，以便在起动前可使泵内灌满水。在泵的吸入口和压出口处，分别装有真空表和压力表，以测量水的进出口处的压力，泵的出口管线装有文氏流量计，用来计量水的流量，并装有阀门，用来调节水的流量或管内压力，另用三相瓦特计测量电动机输入功率。（四）实验方法 1、了解设备，熟悉流程及所用仪表，特别是瓦特表，要阅读使用说明。 2、检查轴承润滑情况，用手转动联轴节视其是否转动灵活。 3、旋开加水漏斗，向泵内灌水至满，然后关闭漏斗。 4、充满水后，关闭泵的出口阀门，此时U形压差计的平衡夹和放气夹都要打开。上述工作准备妥当，经指导教师同意，可接通电源起动电动机，使泵运转，在运转中要注意安全，防止触电及注意电机是否过热、有噪声或其他故障，如有不正常现象，应立即停车，与指导教师讨论其原因及处理办法。图4-7 离心泵性能实验装置流程图1、离心泵；2、电动机；3、加水漏斗；4、压力表；5、调节阀；6、文丘里流量计；7、U形水银压差计；8、放气夹；9、平衡夹；10、压出管；11、真空表；12、吸入管；13、水箱；14、带单向阀的滤水器。 5、慢慢开启出口阀，使压差计测压接头处保持正压，让水流经测压导管，以排出测压管中的空气，排气结束关闭U形压差计上的放气夹，再关平衡夹，关闭出口阀。检查压差计读数应为零，否则应重新排气。 6、用出口阀调节流量，从零到最大或反之，取810组数据，数据取完后，关闭出口阀，检查U形压差计读数应回零，否则说明实验过程中有漏气现象，应查找原因，并考虑是否重做实验。 7、实验结束后，停电动机，打开U形压差计上部的平衡夹和放气夹。（五）数据处理 在方格坐标纸上作泵的特性曲线，并根据所得曲线标示适宜操作区。离心泵性能实验姓名 同组者 班级 实验日期数据记录水泵型式： 型；转数 转/分序号压差计高差mmHg流量m3/s压力表真空表压头Hm瓦特读数计kw有效功率kw效率左右差kg/cm2H2OmmHgmH2O（六）讨论 1、为什么流量越大，入口处真空表的读数越大，出口处压力表的读数越小？ 2、你对离心泵的操作如先充液，封闭起动，选在高效区操作如何理解？二、离心泵综合实验离心泵综合实验台是一种多功能实验装置，其结构示意图如图所示。图 综合实验台结构示意图1-泵I 2-泵II 3-泵II上水阀 4-泵I上水阀 5-蓄水箱 6-计量水箱7-孔板流量计 8-真空表 9-真空压力表 10-串联阀 11-泵I出水阀 12，13-压力表 14-泵II 出水阀 15-电机榆入功率表 16-回水阀17-计量水箱支架 18-蓄水箱排气阀 19-蓄水箱放水阀 20-实验台基架21-计量水箱放水阀实验台主要由泵（测泵特性及串并联实验用）、泵（作泵的串并联实验和汽蚀现象演示实验用）、水箱5、孔板流量计7、计管道及其它阀门等组成。实验台可以用来进空压力表9、压力表12、13、电功率表15、管道及其它阀门组成。实验台可以用来进行1）离心泵特性曲线测定实验；2）离心泵并、串联实验；3）离心泵汽蚀现象演示实验。在进行泵的特性曲线测定实验时，利用各相应阀门的开、闭和调节，形成泵单泵工作回路，在一定流量下测定一组相应的压力表、真空表及流量计的压差计读数（或利用计量水箱和秒表来测量泵的流量），以及利用电功率表15测出相应工况下的电机输入功率Nm。为了测试方便，我们将电机的Nm乘以电机的效率m，可得到电机的轴功率N（即泵的输入功率，亦称泵的实用功率N）。由此，在多个工况下可得到多组泵的流量Q、扬程H、实用功率N等数据。最后可以绘出泵的HQ，NQ和Q等特性曲线。在进行泵的串并联实验时，利用相应阀门的开、闭和调节，形成两个泵的串联或并联回路，测定串并联时的运行特性。在进行泵的汽蚀现象演示实验时，利用相应阀门的开、闭和调节，形成泵2的单泵工作回路，并使水箱成为基本封闭的容器，水泵抽水时，使水箱由于水的抽出而产生真空，从而使泵的进口压力减少，直到发生汽蚀，压力表13的指针发生颤动或急剧下降。（一）离心泵特性曲线测定实验1、实验目的学习离心泵特性曲线（QH曲线，QN曲线和Q曲线）的测定方法。2、实验装置泵的特性曲线测定实验可以使用离心泵综合实验台。实验时涉及到的装置为泵I的运行系统及其扬程、流量和轴功率的测试系统。3、实验原理和方法利用泵I相应阀门的开、闭和调节，形成泵I的单泵工作回路，在泵I出流阀门11的一定开度下，测量一组相应的压力表12、真空压力表9和孔板流量计7的压差计（图中未示出）的读数（或利用计量水箱和秒表来测量相应的流量），由此测得这个工况下泵的扬程H和流量Q；并利用电功率表15读出电机的输入功率Nm，由此可得出泵的相应实用功率N。在多个工况（阀门11的不同开度）下分别测得每个工况的流量Q、扬程H和实用功率N等数据，从而可经计算并绘制出泵的QH、QN和Q等特性曲线。1）扬程H的测试和计算：式中： M1压力表12读数，MPaM2真空压力表9读数，MPa均换算成水柱高，m h0压力表12与真空压力表9接出点之间的高度，（m）1，2泵的进出口流速一般，进口和出口的管径相同，d2=d1, 1=2所以由此： H=M1+M2+ h02）流量Q的测试和计算i）利用孔板流量计测量 （m3/s）式中：h流量计压差计压差读数；（m）； （m2.5/s）C0流量系数（排出系数）d2孔径 d1管径流量系数C0需要经过实验来标定。C0值与直径比d2/d1有关，并与雷诺数有关。由实验知，当流过孔口的雷诺数Re=d2u2/大于3000以后，C0值即不随d2/d1而变，C0取其值等于0.61。这种情况下： （m2/s）ii）利用计量水箱实测流量在工况的流量稳定时，利用计量水箱测定一定时间间隔内泵出流的容积V，即可计算出泵的体积流量（m3/s）3）泵的实用功率（即泵的输入功率）N和泵效率的测试和计算。离心泵综合实验台的实验泵I在运行时的实用功率N的测定，是通过电功率表测定泵的驱动电机的输入电功率Nm，再将此Nm乘以电机效率m，即得出泵的实用功率N（也即是电机的输出功率）：N=mNm （kW）而泵在一定的工况下的效率：式中：流体密度kg/m3Q泵的流量（m3/s）H泵的扬程（m）N在此工况下的实用功率4、实验步骤1）实验前准备i)记录下实验台的一些参数，h0、K和C0（本实验台的C0可取为0.61）。ii)将蓄水箱充满水。iii)关闭阀门3，10，14，打开阀门4，11，16。2）进行实验i)开动泵I，使泵I系统运转，此时关闭阀门11，为空载状态，测读压力表12读数M1，真空压力表9读数M2。ii)略开阀门11，水泵开始出水，再测读M1、M2、孔板流量计压差值h（或利用计量水箱和秒表测出在此工况下的流量Q）和电功率表读数Nm。iii)逐次调节阀门11，增加出水开度，重复上述步骤测读各相应工况的M1、M2、h和Nm。实验数据可记录在如下的表格中。IV）结束实验NoM1(MPa)M2(MPa)H(M1+M2+h0)( m)Nm(kW)N(kW)h(m)Q(m3/s)备注12345678h0= （m） 流量计系数K= （m2.5/s） C0=5、实验数据处理根据上表的实验记录和计算的数据，即可在座标系中点出各工况的实验点，最后，可光滑地绘制出实验泵的Q-H，Q-N和Q-等特性曲线（可在一个图上绘出）。 （二）离心泵并、串联实验1、实验目的1） 增进对离心泵并、串联运行工况及其特点的感性认识。2） 绘制泵并、串工作的并、串联总特性曲线。2、实验装置本实验可使用离心泵综合实验台。其结构及工作原理同前。3、实验原理和方法1）泵的并联工作当用单泵不能满足工作需要的流量时，可采用两台泵（或两台以上）的并联工作方式，如图所示。离心泵I和泵II并联后，在同一扬程（压头）下，其流量Q并是这两台泵的流量之和，Q并=QI+Q。并联后的系统特性曲线，就是在各相同扬程下，将两台泵特性曲线和上的对应的流量相加，得到并联后的各相应合成流量Q并，最后绘出曲线如图所示。图中两根虚线为两台泵各自的特性曲线和；实线为并联后的总特性曲线，根据以上所述，在曲线上任一点M，其相应的流量QM是对应具有相同扬程的两台泵相应流量QA和QB之和，即QM=QA+QB。图 泵的并联工作图 两台性能曲线不同的泵的并联特性曲线上面所述的是两台性能不同的泵的并联。在工程实际中，普遍遇到的情况是用同型号、同性能泵的并联，如图所示。和特性曲线相同，在图上彼此重合，并联后的总特性曲线为。本实验台就是两台相同性能的泵的并联。进行教学实验时，可以分别测绘出单台泵I和泵II工作时的特性曲线和，把它们合成为两台泵并联的总性能曲线。再将两台泵并联运行，测出并联工况下的某些实际工作点与总性能曲线上相应点相比较。2）泵的串联工作当单台泵工作不能提供所需要的压头（扬程）时，可用两台泵（或两台上）的串联方式工作。离心泵串联后，通过每台泵的流量Q是相同的，而合成压头是两台泵的压头之和。串联后的系统总特性曲线，是在同一流量下把两台泵对应扬程叠加起来就可得出泵串联的相应合成压头，从而可绘制出串联系统的总特性曲线如图所示。串联特性曲线上的任一点M的压头HM，为对应于相同流量QM的两台单泵I和II的压头HA和HB之和，即HM=HA+ HB。教学实验时，可以分别测绘出单台泵泵I 和泵II的特性曲线和，并将它们合成为两台泵串联的总性能曲线，再将两台泵串联运行，测出串联工况下的某些实际工作点与总性能曲线的相应点相比较。图 两台性能曲线相同的泵并联的特性曲线特性曲线图 两台泵的串联的特性曲线4、实验步骤1）两台泵的并联实验i)单台泵I特性曲线的测试。（从略，可参看离心泵特性曲线测定实验的步骤）。ii)单台泵II特性曲线的测试。（与上类同，只是所用阀门、压力表不尽相同）。iii)两台泵并联工况下某些工作点的测定开启阀门3，4，11，14，并闭阀门10。接通电源，起动泵I和泵。调节阀门11和14，使压力表12和13都指示在某一相同的扬程HI=H=H并，此时，记下孔板流量计的相应压差值，由此测得一个工况下的H并和Q并。按上述的的方法，再测试出几个不同并联工况下的H并和Q并，即改变H并，测出相应的Q并。实验结束，关闭电源。2）两台泵的串联实验i）单泵I和泵特性曲线和（的测试。（与上面相同，从略） ii）两台泵串联工况下某些工作点的测定；开启阀门3，关闭阀门10，11，4，14；接通电源，首先启动泵II，待其运行正常后，打开串联阀门10，再启动泵I，待泵I又运行正常后，最后打开泵II的出口阀门11；调节阀门11到一定开度，即调到某一扬程H串和流量Q串的工况，在此工况下测读压力表12和13的扬程值，并测得孔板流量计的压值h，计算出Q串。按上述的方法，再测试出几个不同串联工况下的H串和Q串。5、实验数据记录和处理次序12345678泵IH（m）Q(m3/h)泵IIH（m）Q(m3/h)并联H（m）Q(m3/h)串联H（m）Q(m3/h)将实验中所测得的数据H、Q记入记录表中，并以Q为横座标，H为纵座标，由实验数据在座标系中绘出一系列实验点，再将这些点光滑地分别连成单泵I和II的和特性曲线，再分别合成为并联和串联的总特性曲线和如图所示。最后，再把并联和串联工况下实际测出的一些工作点在合成的总特性曲线周围标出，以示比较。图 实验结果的Q-H图（三）泵的汽蚀现象演示实验1、实验目的了解泵在运行时可能发生的汽蚀现象，增加学生对这方面的感性认识。2、实验装置利用离心泵综合实验台中的泵II运行系统来进行。3、实验原理对于泵的运行来说，在转速和流量为定值时，泵的汽蚀余量是不变的，而利用本实验装置可以人为地使其汽蚀余量固定的流量情况下可以变化。它是采用抽真空的办法来改变装置的汽蚀余量（泵的蓄水箱可以使其成为密