化工原理离心泵实验

1 实验二实验二 离心泵实验离心泵实验 一 实验目的与要求实验目的与要求 1 熟悉离心泵的构造和操作方法 2 学会离心泵特性曲线和管路特性曲线的测定方法 3 掌握单泵 串联泵 并联泵的实验操作原理和实验组织方法 4 将理论知识与工程实际紧密联系在一起 培养工程观念和经济观念 二 实验内容二 实验内容 1 单台离心泵的特性曲线 2 不同阻力管路的管路特性曲线 3 两台同型号离心泵串联和并联的扬程曲线 三 基本原理三 基本原理 离心泵的特性方程是从理论上对离心泵中液体质点的运动情况进行研究后 得出的离 心泵压头与流量的关系 但离心泵的性能受到泵的内部结构 叶轮形式和转速的影响 故 在实际工作中 其内部液体流动的规律比较复杂 实际压头要小于理论压头 因此 离心 泵的扬程尚不能从理论上作出精确计算 需要实验测定 1 离心泵特性曲线 离心泵特性曲线 在一定转速下 离心泵的扬程 功率 效率与其流量之间的关系 称为离心泵的特性 曲线 泵的扬程可由进 出口间的能量衡算求得 1 流量 采用涡轮流量计测定 2 扬程 在泵的吸入口和压出口之间列柏努利方程 1 入入 入 入 入 入 入 入 f H g u g P ZH g u g P Z 22 22 2 入入 入入 入入 入入 f H g uu g PP ZZH 2 22 上式中是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力 与柏努力方程中 入入 f H 其它项比较 值很小 故可忽略 于是上式变为 入入 f H 2 3 g uu g PP H g uu g PP ZZH 2 2 22 0 22 入出 入出 入出 入出 入出 为压强表与真空表测压口之间的垂直距离 入入 ZZ mZZH45 0 0 入出 将测得的的值以及计算所得的代入上式即可求得扬程 入出 PP 入入 uu 3 功率 功率表测得的功率为电动机的输入功率 4 传动电机电机轴 NN 式中 离心泵的轴功率 kW 轴 N 电机的输入功率 kW 电机 N 电机效率 取 0 6 电机 联轴节传动装置的效率 取 1 0 传动 102 QH Ne 5 式中 离心泵的有效功率 kW e N 离心泵的流量 m3 s Q 流体的密度 kg m3 4 泵的效率为 轴 N Ne 6 2 管路特性曲线 管路特性曲线 离心泵的特性曲线只是泵本身的特性 与管路状况无关 而离心泵使用时总是安装于 某一特定的管路中 它提供了液体在管路中流动所需的机械能量 因此离心泵的实际工作 情况是由泵的特性和管路本身的特性共同决定的 管路特性曲线方程为 2 BQAH 7 式中 g p zA 管路两端的总势能差 m A 管路两端的垂直距离 m z 管路两端压差 Pa p 管路特性曲线系数 h2 m5 B 3 管路流量 m3 h Q 扬程与流量的计算与 1 相同 由管路两端实际条件决定 由管路状况决定 当液体处于高度湍动时 为常数 ABB 若把离心泵的特性曲线与管路特性曲线标绘于同一坐标中 则两曲线的交点即为离心 泵在管路中的工作点 四 实验装置与流程四 实验装置与流程 1 流程图 流程图 离心泵实验装置流程见图 1 水箱内的清水 自泵的吸入口进入离心泵 在泵壳内获 得能量后 由出口排出 流涡轮流量计和流量调节阀后 返回水箱 循环使用 在实验过 程中 需测定液体的流量 离心泵进口和出口处的压力及电机的功率 为了便于查取物性 数据 还需测量水的温度 2 设备主要技术数据 设备主要技术数据 1 涡轮流量计 型号 LWGY 单位 m3 h 2 离心泵 型号 WB70 055流量 1 2 7 2 m3 h 扬程 21 13m 电机功率 550W电流 1 35A电压 380V 3 功率表 型号 PS 139 精度 1 0 级 图 1 离心泵实验装置流程图 1 水箱 2 水箱放水阀 3 温度计 4 离心泵 入口阀 5 离心泵 入口阀 6 离心泵 入口真空表及开关 7 离心泵 入口真空表及开关 8 离心泵出口压力表及 开关 9 离心泵 10 13 功率表 11 12 串并联 调节阀 14 离心泵 15 涡轮流量计 16 流量调节阀 图 2 仪器面板布置图 4 4 真空表测压位置管内径 d1 0 025m 5 压强表测压位置管内径 d2 0 045m 6 真空表与压强表测压口之间的垂直距离 H0 0 45m 7 电机效率为 60 8 真空表 表盘真径 100mm 测量范围 0 1 0MPa 精度 1 5 级 9 压力表 表盘直径 100mm 测量范围 0 0 4 MPa 精度 1 5 级 10 变频器 型号 N2 401 H 规格 0 50 Hz 11 数显温度计 501BX 五 操作要点五 操作要点 1 离心泵特性曲线的测定 离心泵特性曲线的测定 1 全开离心泵 的入口阀 5 其它阀门全部关闭 打开总电源开关 按变频器 上的 RUN STOP 键启动离心泵 2 缓慢打开调节阀 16 至全开 待系统内流体稳定 即系统内已没有气体 打开入 口真空表的开关 7 和出口压力表的开关 8 3 测取数据的顺序可从最大流量至零 或反之 一般测 12 组数据 4 每次测量同时记录 涡轮流量计流量 泵入口真空度 泵出口压强 功率表读 数及流体温度 5 测试结束 关闭出口调节阀 16 按变频器上的 RUN STOP 键停泵 2 管路特性曲线的测定 管路特性曲线的测定 1 全开离心泵 的入口阀 5 其它阀门全部关闭 打开总电源开关 按变频器 上的 RUN STOP 键启动离心泵 将流量调节阀 16 调至某一状态 使系统的流量为一固定 值 2 用变频器调节离心泵电机频率以得到管路特性改变状态 调节范围 50 25Hz 注 利用变频器上 和 键调节频率 调节完后点击 READ ENTER 键确认即可 3 每改变电机频率一次 记录一组数据 涡轮流量计的流量 泵入口真空度 泵 出口压强 共记录 6 组数据 4 测试结束 关闭出口调节阀 12 按变频器上的 RUN STOP 键停泵 3 离心泵串 并 联性能的测定 离心泵串 并 联性能的测定 1 全开离心泵 的入口阀 5 和离心泵 的入口阀 4 其它阀门全部关闭 打开总电源开关 按变频器上的 RUN STOP 键启动离心泵 按离心泵 2 的开关启动 离心泵 打开入口真空表的开关 6 2 并联实验时 打开阀门 12 关闭阀门 11 通过调节阀门 16 改变流量 记录泵 入口真空度 泵出口压强 两功率表读数及流体温度 3 串联实验时 关闭阀门 5 和阀门 12 打开阀门 11 通过调节阀门 16 改变流量 记录泵入口真空度 泵出口压强 两功率