化工原理实验报告-离心泵试验

化工原理实验报告班 级： XXXXXX 指导老师： XXX 小 组： XXX 组 员：XXX XXX XXX XXX 实验时间： X年X月X日 目录一、摘要2二、实验目的及任务2三、基本原理21.泵的扬程He32.泵的有效功率和效率3四、实验装置和流程4五、操作要点5六、实验数据记录与处理51.泵的扬程与流量关系曲线的测定（HeQ）52.泵的轴功率与流量关系曲线的测定（N轴Q）63.泵的总效率与流量关系曲线的测定（Q）84.计算示例9（1）泵的扬程与流量关系曲线的测定（HeQ）9（2）泵的轴功率与流量关系曲线的测定（N轴Q）10（3）泵的总效率与流量关系曲线的测定（Q）10七、实验结果及分析11八、误差分析11九、思考题12 实验二 离心泵性能试验一、摘要本实验以水为工作流体，使用WB70/055型离心泵实验装置。通过调节阀门改变流量，测得不同流量下离心泵的各项性能参数，流量通过涡轮流量计测量。实验中直接测量量有P真空表、P压力表、电机功率N电、水流量Q、水温。根据上述测量量来计算泵的扬程He、泵的有效功率Ne、泵的总效率。从而绘制He-Q、Ne-Q和-Q三条曲线即泵的特性曲线图,并根据此图求出泵的最佳操作范围。关键词：离心泵 特性曲线二、实验目的及任务了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法。测定离心泵的扬程与流量关系曲线。测定离心泵的轴功率与流量关系曲线。测定离心泵的总效率与流量关系曲线。综合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。三、基本原理离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。其中理论压头与流量的关系，可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到。由于流体流经泵时，不可避免地会遇到各种阻力，产生能量损失，诸如摩擦损失、环流损失等，因此，实际压头比理论压头笑，且难以通过计算求得，因此通常采用实验方法，直接测定其参数间的关系，并将测出的He-Q、N-Q和-Q三条曲线称为离心泵的特性曲线。另外，曲线也可以求出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据。 1.泵的扬程HeHe = H压力表 + H真空表 + H0式中：H真空表泵出口的压力，mH2O；， H压力表泵入口的压力，mH2O； H0两测压口间的垂直距离，H0= 0.2m 。2.泵的有效功率和效率由于泵在运转过程中存在种种能量损失，使泵的实际压头和流量较理论值为低，而输入泵的功率又比理论值高，所以泵的总效率为 式中 Ne泵的有效效率，kW； Q流量，m3/s； He扬程，m； 流体密度，kg/ m3。由泵输入离心泵的功率N轴为 N轴 = N电电传 式中：N电电机的输入功率，kW 电电机效率，取0.9； 传传动装置的效率，取1.0；四、实验装置和流程1-水箱 2-离心泵 3-涡轮流量计 4-流量调节阀其中，离心泵型号:WB70/055 H0=0.2m 电=0.9 传=1.0五、操作要点1 打开主管路的切换阀门，关闭流量调节阀门，按变频仪灰色按钮启动泵，固定转速（频率在50Hz）,观察泵出口表读数在0.2Mpa左右时，即可开始实验。2 通过流量调节阀，调节流量，从0到最大（流量由涡轮流量计测得），记录相关数据，完成离心泵特性曲线实验3 每个实验都可测15组数据，实验完后再测几组数据验证，若基本吻合，则可停泵（按变频仪红色按钮停泵），关闭流量调节阀。做好卫生工作，同时记录设备的相关数据（如离心泵型号、额定流量、扬程、功率等）。六、实验数据记录与处理 1.泵的扬程与流量关系曲线的测定（HeQ） 计算公式： He=H压力表+H压力真空表+H0 HeQ关系曲线的测定数据处理与记录表Ho=0.2m序号水流量Qm3/hH压力表mH2OH真空压力表mH2O电机功率N电/KW水温/扬程He/m10.0022.000.400.4422.9022.6020.5321.400.400.4523.7022.0031.0321.000.400.4823.6021.6041.5120.600.300.5023.7021.1051.9320300.300.5323.7020.8062.4419.800.300.5523.8020.3072.8019.400.300.5823.9019.9083.0919.000.200.5924.0019.4093.2718.900.200.6224.1019.30103.4718.600.200.6224.3019.00113.5918.400.200.6324.5018.80123.6018.500.200.6224.5018.90133.9617.800.100.6425.1018.10144.1217.700.100.6524.6018.00154.5817.100.000.6724.6017.30165.1316.20-0.100.7124.7016.30175.9714.90-0.200.7424.8014.90186.7813.30-0.400.7624.9013.10197.4612.00-0.600.7925.0011.602.泵的轴功率与流量关系曲线的测定（N轴Q）计算公式： N轴=N电电转 N轴Q关系曲线的测定数据处理与记录表N轴为泵轴输入离心泵的功率 电=0.9 转=1序号水流量Qm3/hH压力表mH2OH真空压力表mH2O电机功率N电/kW水温/N轴/kW10.0022.000.400.4422.900.4020.5321.400.400.4523.700.4131.0321.000.400.4823.600.4341.5120.600.300.5023.700.4551.9320300.300.5323.700.4862.4419.800.300.5523.800.5072.8019.400.300.5823.900.5283.0919.000.200.5924.000.5393.2718.900.200.6224.100.56103.4718.600.200.6224.300.56113.5918.400.200.6324.500.57123.6018.500.200.6224.500.56133.9617.800.100.6425.100.58144.1217.700.100.6524.600.58154.5817.100.000.6724.600.60165.1316.20-0.100.7124.700.64175.9714.90-0.200.7424.800.67186.7813.30-0.400.7624.900.68197.4612.00-0.600.7925.000.713.泵的总效率与流量关系曲线的测定（Q） 计算公式： Q关系曲线的测定数据处理与记录表序号水流量Qm3/h扬程Hem水密度Kg/m3泵的有效功率Ne/kW水温/N轴/kW泵的总效率10.0022.60997.5610.0022.900.400.0020.5322.00997.3960.031723.700.410.07731.0321.60997.3930.060423.600.430.1441.5121.10997.3960.086523.700.450.1951.9320.80997.3960.10923.700.480.2362.4420.30997.3440.13423.800.500.2772.8019.90997.3200.15123.900.520.2983.0919.40997.2950.16324.000.530.3193.2719.30997.2700.17124.100.560.31103.4719.00997.2210.17924.300.560.32113.5918.80997.1700.18324.500.570.32123.6018.90997.1700.18524.500.560.33133.9618.10997.0180.19525.100.580.34144.1218.00997.1450.20124.600.580.35154.5817.30997.1450.21524.600.600.36165.1316.30997.1200.22724.700.640.35175.9714.90997.0940.24224.800.670.36186.7813.10997.0690.24124.900.680.35197.4611.60997.0430.23525.000.710.334.计算示例 （1）泵的扬程与流量关系曲线的测定（HeQ） 以第二组数据为例，H压力表=21.40 m，H真空压力表=0.40 m,H0=0.2m, He= H压力表+H压力真空表+H0 =21.40+0.40+0.2 =22.00m（2）泵的轴功率与流量关系曲线的测定（N轴Q） 以第二组为例， N电=0.45kW, 电=0.9，转=1， N轴=N电电转 =0.45x0.9x1 =0.41kW（3）泵的总效率与流量关系曲线的测定（Q） 以第二组为例, Q=0.53m3/h, He=22.00m,=997.396kg/m3, 泵的有效功率 =0.5322.00997.3963600102 =0.0317kw =0.03170.41 =0.077七、实验结果及分析根据上表数据，绘制WB70/055型离心泵的特性曲线如图所示：结果分析：由图可知，在恒定转速下,泵的扬程随流量的增大而减小，泵的轴功率随流量的增大而增大，而泵的效率则随着流量的增大先增大后减小，存在一个最大值。由图可得，当流量等于5.10m3/h时，泵的功率出现最大值，最大值约为37。可确定该该泵的最佳工作范围是4.1-6.8m3/h。八、误差分析1.调解仪器状态时仪器无法处于完全稳定的状态，读数不准确。2.电机效率电取0.9；传动装置的效率传取1.0。均为近似值，与真实值有偏差。3.由于液体流动和管壁有摩擦，会产生热量导致温度变化，且该变化在管道中各部也不完全相同，属分布参数，而温度变送器仅检测所在点温度，不具有完全代表性，导致密度计算稍有偏差。4.所使用的水已经在蓄水池中存放多时，且并不纯净，不能保证其密度与理想状态相同。九、思考题 根据离心泵的工作原理，在启动前为何要关闭调节阀？ 答：在同一压头下，泵进、出口的压差却与流体的密度成正比，如果泵启动时，泵体内是空气，而被输送的是液体，则启动后泵产生的压头虽为定值，但因空气密度太小，造成的压差或泵吸入口的真空度很小而不能将液体吸入泵内。因此，离心泵启动前关闭流量调节阀门，可以让液体充满泵，排净空气。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：出口阀门开大时，出口压力减小，压力表读数增大，流量随之增大（这是离心泵的一种特性）。真空表的读数增大，这是因为随着流量增大，吸水管的压力损失增大，管内压强降低，反映在进口真空表的读数增大（注意真空值增大，压强是减小的）。试分析气缚现象与气蚀现象的区别。 答：气蚀现象是流体在高速流动和压力变化条件下，与流体接触的金属表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。它是离心泵设计不足或运行工况偏离设计产生的一种不正常状况。常发生在如离心泵叶片叶端的高速减压区，在此形成空穴，空穴在高压区被压破并产生冲击压力，破坏金属表面上的保护膜，而使腐蚀速度加快。气蚀的特征是先在金属表面形成许多细小的麻点，然后逐渐扩大成洞穴。 气缚现象是离心泵启动时，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，