离心泵特性曲线的测定

1、离心泵特性曲线的测定姓名：王丽 班级：应化11001 序号：15 指导老师：吴洪特一、实验目的1. 了解离心泵的结构进和特性，熟悉离心泵的使用。2. 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。3. 熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。4. 测定孔板流量计的孔流系数 C随雷诺系数Re变化的规律。二、基本原理离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一。由于泵内部流动情况复杂，不能用理论方法推导出泵的特性曲线，只能依据实验测定。(1) 扬程H的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力处1、2两截面，列出机械能衡算式：由于两截面比较短，通常将其阻力项 囂血归并到泵的损失中，且泵进

2、出口为等径管，则有H = (z2 - zj + 土一 = HHx+H2(2)PS式中-泵出口和进口间的位差，-= 菇咼(对于磁力驱动泵 32CQ-15装置，=3.0m ；多数情况下，可以忽略，即.并归到泵内损失中)；-流体密度，kg/m3；g重力加速度，m/s2;、-分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa;鴻-险 分别为泵进出口的真空度和表压对应的压头，m;U1、U2分别为泵进出口的流速；巳 分别为真空表、压力表的安装高度；由上式可知，只要直接读出真空表和压力表上的数值及两表的安装高度差，就可计算出泵的扬程。(2) 轴功率N的测定与计算N=y(W)(3)二式中电功率显示值；5k电机传动效率，可取

3、k=0.90。(3) 效率n的计算泵的效率n是泵的有效功率 N与轴功率 的比值。有效功率 N是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功，轴功率是单位时间内泵轴从电机得到的功，两者差异反映了水里损失、(4)(5)容积损失和机械损失的大小。汕二 HQpg故泵的效率为HQpg(4) 转速改变时的换算泵的特性曲线是在恒定转速下的实验测定所得。但是，实际上感应电动机在转矩改变时，其转速会有变化，这样随着流量 Q的变化，多个实验点的转速 n将有所差异，因此在绘制特性 曲线之前，须将实测数据换算为某一定转速n下(可取离心泵的额定转速)的数据。在n 20%的情况下其换算关系如下：流量扬程效率轴功率(7)(8)iV

4、(5) 管路特性曲线H-Q在一定的管路上，泵所提供的压头和流量与管路所需的压头和流量一致。 与管路特性曲线绘制在同一坐标图上，两曲线交点即为泵在该管路的工作点。改变泵转速来改变泵的特性曲线，从而得出管路特性曲线。泵的压头计算如下： Au2 v1Cio)若将泵的特性曲线 因此，可通过A aA - AzdPg(11)其中吩薯+=牛闊(罔Q2(12)当童- Fl时，调节流量，即可得到管路特性曲线H-Q(6) 孔板流量计孔流系数的测定孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，可得(13)管径为di，孔板锐孔直径为 do,流体流经孔板后所形成缩脉的直径为d2,流体密度，孔板前测压管截面处和缩脉截面处的流速

5、和压强分别为ui、U2与pi、p2，由于缩脉的位置随流速的变化而变化，故缩脉处截面积A难以知道，而孔口的面积为已知，可用孔板径处的uo来代替U2，考虑到流体因局部阻力而造成的能量损失，用校正系数C校正后，则有：丽话画(14)对于不可压缩流体，根据连续性方程有:坯二整理得:(15)令 Cq=7 可得：ua = C0A/2gh根据.和二即可算出流体的体积流量:Q = Cq A。呂h或式中.流体的体积流量，-；孔板压差，Pa;孔口面积， m;；流体密度，kg/ m 3;L 孔流系数。孔流系数的大小由孔板锐孔的形状、测压口的位置、孔径与管径比和雷诺准数共同决定，具体数值由实验确定。当 do/di 定，

6、雷诺数 Re超过某个数值后，Co就接近于定值。通常工业 上定型的孔板流量计哦、都在C为常数的流动条件下使用。三、实验装置与流程（1 ）实验装置与流程离心泵特性曲线测定装置流程图如图1所示。图1离心泵特性曲线测定实验流程图（2 ）装置参数离心泵特性曲线测定装置参数如表1所示。表1离心泵特性曲线测定装置参数名称型号参数备注入口管DN40P不锈钢管出口管DN40不锈钢管装置管路水泵磁力驱动泵32CQ-15流量：110L/min，扬 程：15m,驱动 功：1.1kW，电上海凯达自动 化给水设备有 限公司压：380V,转速：2900r/min孔板流量计C=0.73 , do=0.021m涡轮流量计LWG

7、Y-25AwOD3T/k公称压力：0.3MPa，精确 度：0.5级上海自仪九仪表有限公司水箱0.6m x 0.4m x 0.6m不锈钢高位槽 0.11mx 0.25m不锈钢流量调节阀1000WOG球阀DN40不锈钢变频调节器MICROMASTETR 420 1.5kW, 380VSIEMENS装置控制点仪表序号名称传感元件及仪表参数显示仪表PI01泵入口压力压阻式AI-708ESNI02泵电机功率压力传感器AI-708ESPI03泵出口压力压阻式AI-708ESFI04涡轮流量涡轮流量计AI-708EYS PI05孔板压差WNK115传感器AI-708ESTI06压降Pt100AI-708ES

8、四、实验步骤及注意事项（1 ）实验步骤1.给水箱加水。给离心泵灌水，排除泵内气体。2. 检查电源和信号线是否与控制柜连线正确，检查各阀门开度和仪表自检情况，试开状态下检查电机和离心泵是否正常运转。3. 实验时逐渐打开调节阀以增大流量，待各仪表读数显示稳定后，读取相应数据。3. 测定管路特性曲线时，固定阀门开度，改变离心泵电机频率， 测定液体的流量、离心泵进、出口压力以及电机的频率。4. 实验时，记录流量以及孔板两端的压降，测定孔板流量计的C0Re之间的关系，并计算孔流系数G。（2 ）注意事项1. 一般每次试验前，均需要对泵进行灌液操作，以防离心泵气缚。2. 泵运转过程中，勿触碰泵主轴部分，因其

9、高速转动，可能会缠绕并伤害身体接触部位。 五、实验数据及处理（1）记录试验原始数据泵的型号：32CQ-15额定流量：110L/min额定扬程：15m流体温度：12.4 C表2离心泵特性曲线数据记录表序号流量Q3/(m /h)泵进口 压力pdkPa泵出口 压力p2/kPa电机 功率N点泵转速n/(r mi n1)扬程H/m轴功率NkW2/kW效率n %17.19-1.35.00.96500.940.8640.01852.1426.46-1.07.30.92501.150.8280.02022.4435.73-0.89.60.9501.360.810.02122.6245.08-0.611.30.

10、87501.510.7830.02092.6754.38-0.313.00.85501.660.7650.01982.5863.67-0.214.30.82501.780.7380.01782.4172.840.015.50.8501.880.720.01452.0282.020.116.40.78501.960.7020.01081.5491.310.216.90.72502.000.6480.00711.10100.550.217.30.71502.040.6390.00310.48以第一组数据为例计算过程如下:扬程：P2 - 口5 1.3 103H 二 Z2-乙2 0.30.94mPg9

11、91.7 江 9.807轴功率N :N 二 N电 k =0.9 0.96 = 0.864kW泵的有效功率：7 19W 二 HQg =0.94991.7 9.807 = 0.0185kW3600泵的效率：二儿=0.0185 100% =2.41%N0.864有以上数据作图得离心泵特性曲线如下:2.2离心泵特性曲线0.850.800.750.700.650.600.903.0-2.52.01.51.00.50.0序号流量Q3/(m /h)泵进口压力pkPa泵出口压力p2/kPaHe/m11.120.217.02.0121.040.214.61.7730.940.212.31.5340.850.21

12、0.01.3050.750.28.01.10图2离心泵特性曲线 表3高阻管路60.670.26.30.9270.570.24.80.7780.470.23.40.6390.360.22.30.51100.230.21.40.42表4中阻管路序号流量Q3/(m /h)泵进口压力pkPa泵出口压力p2/kPaHe/m14.3-0.313.21.6823.98-0.211.31.4733.62-0.29.51.2943.27-0.17.81.1152.910.06.30.9462.550.04.90.8072.180.13.80.6881.820.12.70.5791.440.21.80.46101

13、.070.21.20.40表5低阻管路序号流量Q/(m /h)泵进口压力pdkPa泵出口压力p2/kPaHe/m17.18-1.35.00.9426.67-1.14.30.8536.09-0.93.80.7845.48-0.73.10.6954.90-0.52.70.6364.27-0.32.10.5473.68-0.21.60.4883.070.01.30.4392.450.10.90.38101.810.20.60.34有以上数据作图可得到管路特性曲线:2.11.8 -1.5 1.2 -0.9 -0.6 -0.3 -管路特性曲线匚一高阻 中阻 i低阻234567流量 Q/(m3/h)图3管

14、路特性曲线孔板流量计表6孔板流量计序号流量3V/(m /h)压差p/kPa流速 u(/m/s)ReC011.734.041.3925325.950.48821.603.471.2823422.850.48731.462.911.1721373.350.48541.342.381.0819616.630.49351.211.960.9717713.530.49061.081.560.8715810.420.49070.951.190.7613907.310.49480.820.860.6612004.210.50190.690.580.5510101.100.514100.360.360.295

15、270.140.340以上数据作图得:Re图4孔板流量计六.实验思考题1为什么启动离心泵前要先灌泵？如果灌水排气后泵仍启动不起来，你认为可能是什么原 因？答：离心泵若在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。 由于空气密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。泵不启动可能是电路问题、泵本身已损坏或启动的频率太低。2. 为什么启动离心泵时要关出口调节阀和功率表开关？启动离心泵后若出口阀不开，出口 处压力表的读数是否会一直上升，为什么？答：关闭阀门的原因从试验数据上分析： 开阀门意味着扬程极小， 这意味着电机功率极 大，会烧坏电机。当泵不被损坏时， 真空表和压力表读数会恒定不变， 水泵不排水空转不受 外网特性曲线影响造成的。3. 什么情况下会出现气蚀现象？答：金属表面受到压力大