离心泵性能实验报告(带数据处理)

实验三、离心泵性能实验姓名：杨梦瑶 学号：1110700056 实验日期：2014年6月6日同组人：陈艳月 黄燕霞 刘洋 覃雪 徐超 张骏捷 曹梦珺 左佳灵预习问题：1. 什么是离心泵的特性曲线？ 为什么要测定离心泵的特性曲线？答：离心泵的特性曲线：泵的He、P、与QV的关系曲线，它反映了泵的基本性能。要测定离心泵的特性曲线是为了得到离心泵最佳工作条件，即合适的流量范围。2. 为什么离心泵的扬程会随流量变化？答：当转速变大时，沿叶轮切线速度会增大，当流量变大时，沿叶轮法向速度会变大，所以根据伯努力方程，泵的扬程：H=（u22- u12）/2g + (p2- p1) / g + (z2- z1) +Hf沿叶轮切线速度变大，扬程变大。反之，亦然。3. 泵吸入端液面应与泵入口位置有什么相对关系？ 答：其相对关系由汽蚀余量决定，低饱和蒸气压时，泵入口位置低于吸入端液面，流体可以凭借势能差吸入泵内；高饱和蒸气压时，相反。但是两种情况下入口位置均应低于允许安装高度，为避免发生汽蚀和气缚现象。4. 实验中的哪些量是根据实验条件恒定的？哪些是每次测试都会变化，需要记录的？哪些是需要最后计算得出的？答：恒定的量是：泵、流体、装置；每次测试需要记录的是：水温度、出口表压、入口表压、电机功率；需要计算得出的：扬程、轴功率、效率、需要能量。一、实验目的：1. 了解离心泵的构造，熟悉离心泵的操作方法及有关测量仪表的使用方法。2. 熟练运用柏努利方程。3. 学习离心泵特性曲线的测定方法，掌握离心泵的性能测定及其图示方法。4. 了解应用计算机进行数据处理的一般方法。二、装置流程图：图5 离心泵性能实验装置流程图 1 水箱 2 Pt100温度传感器 3 入口压力传感器 4真空表 5 离心泵 6 压力表 7 出口压力传感器 8 483不锈钢管图 9 孔板流量计d=24mm 10压差传感器 11 涡轮流量计 12 流量调节阀 13 变频器三、实验任务：1 绘制离心泵在一定转速下的H（扬程）Q（流量）；N（轴功率）Q；（效率）Q三条特性曲线。2 绘制不同频率下离心泵管路特性曲线四、实验原理：1 离心泵的性能参数取决于泵的内部结构，叶轮形式及转速，在恒定转速下，离心泵的性能扬程、功率和效率与其流量呈一定的函数关系。通常用水做实验测出它们之间的关系以曲线表示，即HeQ、N轴Q、Q称为离心泵的特性曲线。在实验中只要测出泵的流量、进口与出口压力和泵消耗的功率，即可求出泵的特性曲线。 根据流体力学方程，亦即柏努利方程：在离心泵进口、出口之间进行能量衡算，则： u12/2g + p1/g + z1 + H= u22/2g + p2/g + z2 +Hf （m） H=（u22- u12）/2g + (p2- p1) / g + (z2- z1) +Hf （m） 由于：阻力损失Hf 可以忽略，则： H=（u22- u12）/2g + (p2- p1) / g + (z2- z1) （m） Ne= QHg = Ne /N100p1进口压力, Mpa， p2出口压力, MPa， H扬程,m，1 Q流量,m3/s， Ne有效功率, W， N轴功率，W2 管路特性是指输送流体时，管路需要的能量H（即从A到B流体机械能的差值+阻力损失）随流量Q的变化关系。本实验中，管路需要的能量与泵提供给管路的能量平衡相等，计算H的方法同He：3 mH2O4 虽然计算方法相同，但二者操作截然不同。测量He时，需要固定转速，通过调节阀门改变流量；测量H时，管路要求固定不动，因此只能通过改变泵的转速来改变流量。五、实验准备操作：离心泵的开启5 开启总电源，使配电箱带电；打开配电箱上泵开关，使变频器带电6 调节变频器为手动。在变频器通电后，按“P”键，当显示“r0000”时，按“”或“”键找到参数“P0700”，再按“P”键，调节“”或“”键将其参数值改为1（调成“自动”时该参数设置为“5”），按“P”键将新的设定值输入；再通过“”或“”键找到参数“P1000”，用同样方法将其设置为“1”；按“Fn”键返回到“r0000”，再按“P”键退出。7 流量调节阀和双泵并联阀门处于关闭状态。手动按下变频器控制面板上“绿色按钮”启动水泵，再按“”或“”键改变电源频率，使其示数为“50.00”，完成离心泵启动。六、实验步骤：1 检查电机和离心泵是否正常运转。打开电机的电源开关，观察电机和离心泵的运转情况，如无异常，就可切断电源，准备在实验时使用。2 泵特性曲线数据测定。开启离心泵，调节流量调节阀，由小到大逐渐增大流量，按讲义规定测取10组水流量、水温度、功率、进口表压、出口表压数据，注意在数据稳定后再读取记录。3 管路特性曲线测定。 固定一个阀门开度，通过变频器间隔4Hz调节频率由50到10Hz测取11组水流量、进口表压、出口表压数据。改变阀门开度，重复上面操作，得到另外两条不同阀门开度下的管路特性曲线4 实验测定完毕，最后按变频器控制面板上“红色按钮”停泵，同时记录下设备的相关数据（如离心泵型号、额定流量、扬程、功率等），关闭配电箱上泵开关和总电源开关。七、数据记录及处理：1. 测量并记录实验基本参数：离心泵额定功率：0.55kW离心泵扬程：21.13m离心泵流量：1.2-7.2m3/h-1实验液体：水实验数据记录及整理：泵特性（转速）：序号水流量Q/m3h-1水温度T/出口表压P2 /mH2O入口表压P1 /mH2O电机功率N/kW扬 程 H/mH2O轴功率/kW效 率/%10.627.020.60.20.4720.60.4237.7472127.120.20.20.4820.20.43212.3931.627.319.60.20.5119.60.45918.104227.519.20.20.5419.20.48620.9352.528.418.60.10.5618.70.50424.576328.718.10.10.5918.20.53127.247428.917.00.10.6517.10.58530.9785.529.115.000.7215.20.64834.17泵的特性曲线 1管路特性-1（阀门开度）：序号频 率 /Hz水流量 Q/m3h-1水温度T/出口表压 P2/mH2O入口表压P1/mH2O需要能量H/mH2O150 6.3529.713.7-0.114.0246 5.8729.811.8012.0342 5.3830.010.0010.2438 4.8730.18.208.4534 4.3530.26.60.16.7630 3.8330.25.20.15.3726 3.3130.34.00.14.1822 2.7730.32.90.13.0918 2.2230.32.00.22.01014 1.6630.31.20.21.2 管路特性曲线扬程H-流量Q 1管路特性-2（阀门开度）：序号频 率 /Hz水流量 Q/m3h-1水温度T/出口表压 P2/mH2O入口表压P1/mH2O需要能量H/mH2O150 3.8830.417.20.117.3246 3.5830.514.70.114.8342 3.2830.612.40.112.5438 2.9730.610.20.110.3534 2.6630.78.20.18.3630 2.3430.76.40.26.4726 2.0230.74.90.24.9822 1.6930.83.50.23.5918 1.3530.82.40.22.41014 1.0130.91.50.21.5 管路特性曲线扬程H-流量Q 2数据处理过程：以每组数据的第一组数据为例，计算过程如下：本实验中，管路需要的能量与泵提供给管路的能量平衡相等，计算H的方法同He： mH2O泵特性曲线物理量计算：扬程He：水在该温度下的密度：He=H出口表压-H入口表压+z= H出口表压-H入口表压+0.2mH2O=（20.6-0.2+0.2）mH2O =20.6 mH2O轴功率：N=N电机90%=0.47kW90%=0.423kW泵的效率：管路特性的物理量计算：需要能量H/mH2OHe=H出口表压-H入口表压+z= H出口表压-H入口表压+0.2mH2O=（13.7+0.1+0.2）mH2O=14.0 mH2O结果分析和误差来源讨论：结果分析：通过实验可以看出离心泵在特定的转速下有其独特的特性曲线，而且不受管路特性曲线的影响。在固定的转速下，离心泵的流量、压头和效率不随被输送的液体的性质（如密度）而改变，但泵的功率与液体密度成正比关系。在实验过程中，由于流量的范围取得不够大，使得泵的效率曲线随流量的变化范围在本次测量中体现得不完善。我们从泵的特性曲线 1中可以看到，流量的变化在06m3h-1之间，泵的效率在流量增大到一定程度时，而流