泵的特性曲线实验报告

1、实验二：离心泵性能实验实验时间：2014年11月20日 星期四报告人：李睿健同组人： 李泓睿 李振宇 杨敬王摘要：本实验采用WB 70/055型号的离心泵装置，实验测定在一定转速下泵的特性曲线和管路特性曲线。通过实验了解离心系的正常的操作过程，掌握离心泵各项主要特性及其相互关系，进而加深对离心泵的性能和操作原理的理解。1、 实验目的及任务1 了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法。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，性能和安装方法。4 测定孔板流量计的孔流系数。5 测定管路特性曲线。2、 基本理论1. 离心泵特性曲线测定离心泵的性能参数取决于

2、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，如图（1）中的曲线。由于流体流经泵时，不可避免的会遇到种种阻力，产生能量损失，诸如摩擦损失，环流损失等，因此通常采用实验方法，直接测定参数间的关系，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，根据此曲线也可以求出泵的最佳操作范围，作为泵的选择依据。（1） 泵的扬程He He= 式中 H压力表泵出口处的压力，mH2O；H真空表泵入口处的真空度，mH2O；H0压力表和真空表测压口之间的垂直距离，H0=0.85m。（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

3、际压头和流量较理论值为低，而输入泵的功率又比理论值为高，所以泵的总效率为式中 Ne泵的有效功率，kW；Q流量，m3/s；He扬程，m；流体密度，kg/ m3。由泵轴输入离心泵的功率N轴为式中 N电电机的输入功率，kW；电电机效率，取0.9；轴传动装置的传动效率，一般取1.0。2、 孔板流量计孔流系数的测定在水平管路上装有一块孔板，其两侧接测压管，分别与压差传感器的两端相连。孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减少，造成孔板前后压强差，作为测量的依据。若管路直径为d1，孔板锐孔直径为d0，流体流经孔板前后所形成缩脉的直径为d2，流体密度为，孔板前侧压导管截面处和缩脉截面处的速

4、度和压强分别为u1、u2与p1、p2，根据伯努利方程，不考虑能量损失，可得或 由于缩脉的位置随流速的变化而变化，故缩脉处截面积S2难以知道，孔口的面积为已知，且测压口的位置在设备制成后也不改变，因此，可用孔板孔径处的u0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，则有对于不可压缩流体，根据连续性方程有经过整理可得 令，则又可以简化为根据u0和S2，即可算出流体的体积流量Vs为或 式中 Vs流体的体积流量，m3/s；p孔板压差，Pa；S0孔口面积，m3；流体的密度，kg/ m3；C0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数共同决定，具体

5、数值由实验测定。当d0/d1一定，雷诺数Re超过某个数值后，C0就接近于定值。通常工业上定型的孔板流量计都在C0为常数的流动条件下使用。3、 实验装置流程图1、蓄水池； 2、底阀； 3、真空表； 4、离心泵； 5、灌泵阀； 6、压力表； 7、流量调节阀； 8、孔板流量计； 9、活动接口； 10、液位计； 11、计量水槽（495×495）mm； 12、回流水槽； 13、计量槽排水阀四、实验操作要点本实验通过调节阀门改变流量，测得不同流量下的离心泵的各项性能参数。流量可通过计量槽和秒表测量。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

6、断电源，准备在实验时使用。2、在进行实验前，首先要灌泵（打开灌泵阀），排出泵内的气体（打开流量调节阀）。灌泵完毕后，关闭调节阀及灌水阀即可启动离心泵，开始实验。3、实验时，逐渐打开调节阀以增大流量，并用计量槽计量液体流量。当流量大时，应注意及时按动秒表和迅速移动活动接管，并多测取几次数据。4、为防止因水面波动而引起的误差，测量时液位计高度差值应不小于200mm。5、测取10组数据并验证其中几组数据，若基本吻合后，可以停泵，同时记录下设备的相关数据（如离心泵型号、额定流量、扬程和功率等）。6、测定管路特性曲线时，固定阀门开度，改变频率，每次测定810组数据，并记录。7、实验完毕，停泵，记录相关数

7、据，清理现场。五、实验数据整理1、离心泵数据处理表一 离心泵原始数据表f =50HZ d0=18.0mm d出=42.0mm d入=27.0mm P0=-0.16KPa序号Qv m3/hP出 mP吸 mP功 KwP KPaT 1022.10.50.43-0.429.227.4511.4-1.90.863.5126.336.9912.3-1.60.856.0126.446.3513.6-1.30.7746.2226.555.7114.8-10.7637.1726.665.0415.8-0.70.7329.3826.874.4616.9-0.40.6922.352783.8417.8-0.20.6

8、516.5227.193.2118.500.6111.4327.2102.5419.40.20.586.9527.4111.9720.10.30.544.1127.6121.2920.80.40.511.727.8130.721.50.50.460.326.3表二 离心泵的数据处理=996.457kg/m3 =94.5*10-5 Pa*s P0=-0.16KPa序号U1 m/sU2 m/sHf mHe mNe m%P KPaU0 m/sReC0 10.000 0.000 0.0000 23.450 0.00 0.000 -0.40.00 0.00 _21.494 3.616 0.5527 10

9、.903 0.22 44.529 63.358.14 154431.37 0.722 31.402 3.393 0.4865 12.037 0.23 46.124 55.857.63 144896.01 0.721 41.274 3.082 0.4015 13.552 0.23 47.175 46.066.94 131629.42 0.721 51.145 2.772 0.3247 14.975 0.23 46.875 37.016.24 118362.84 0.724 61.011 2.446 0.2529 16.203 0.22 44.769 24.225.50 104474.38 0.7

10、89 70.895 2.165 0.1981 17.548 0.21 42.906 22.194.87 92451.53 0.730 80.770 1.864 0.1468 18.597 0.19 39.149 16.364.19 79599.53 0.732 90.644 1.558 0.1026 19.453 0.17 34.232 11.273.51 66540.23 0.737 100.510 1.233 0.0642 20.514 0.14 28.565 6.792.77 52651.77 0.751 110.395 0.956 0.0386 21.289 0.11 22.991 3

11、.952.15 40836.21 0.764 120.259 0.626 0.0166 22.067 0.08 15.605 1.541.41 26740.47 0.801 130.140 0.340 0.0049 22.855 0.04 8.771 0.140.76 14510.33 _2、管路的特性曲线数据处理表三 阀门开度较小时序号f HZQV m3/hP出 mP入 mP功 mT 1502.0220.10.30.5329.1246.51.8917.50.30.4529.13431.76150.40.3829.1439.51.6212.80.40.3229.15361.4910.70.40

12、.2729.1632.51.358.80.40.2329.47291.217.10.40.1829825.51.055.60.40.16299220.894.30.50.13291018.50.763.20.50.1129表四 阀门开度适中时序号f HZQV m3/hP出 mP入 mP功 mT 1503.7517.9-0.20.6427.8246.53.5115.6-0.10.54283433.2813.4-0.10.4528439.53.0211.500.3828.15362.789.60.10.3128.1632.52.517.90.20.2528.17292.256.40.20.2128

13、.1825.51.985.10.30.1728.19221.73.90.30.1528.11018.51.422.90.40.1228.1表五 阀门开度较大时序号f HZQV m3/hP出 mP入 mP功 mT 1506.9912.3-1.70.828.9246.56.5310.7-1.40.6629.03436.049.3-1.10.5529.0439.55.557.9-0.90.4429.05365.056.7-0.70.3629.0632.54.565.6-0.40.329.07294.084.5-0.30.2329.0825.53.583.6-0.10.1929.09223.082.8

14、00.1529.01018.52.582.10.20.1229.0表六 阀门开度较小时的数据处理序号U1 m/sU2 m/sHf mHe m10.405 0.981 0.0406 21.291 20.379 0.917 0.0356 18.686 30.353 0.854 0.0308 16.281 40.325 0.786 0.0261 14.076 50.299 0.723 0.0221 11.972 60.271 0.655 0.0181 10.068 70.243 0.587 0.0146 8.365 80.211 0.510 0.0110 6.861 90.179 0.432 0.0

15、079 5.658 100.152 0.369 0.0058 4.556 表七 阀门开度较适中时的数据处理序号U1 m/sU2 m/sHf mHe m10.752 1.820 0.1400 18.690 20.704 1.704 0.1227 16.473 30.658 1.592 0.1071 14.257 40.606 1.466 0.0908 12.441 50.558 1.349 0.0770 10.627 60.504 1.218 0.0627 9.013 70.451 1.092 0.0504 7.500 80.397 0.961 0.0390 6.289 90.341 0.825

16、 0.0288 5.079 100.285 0.689 0.0201 4.170 表八 阀门开度较大时的数据处理序号U1 m/sU2 m/sHf mHe m10.4865 11.937 0.4865 11.937 20.4246 10.575 0.4246 10.575 30.3633 9.413 0.3633 9.413 40.3067 8.157 0.3067 8.157 50.2540 7.104 0.2540 7.104 60.2071 6.257 0.2071 6.257 70.1658 5.216 0.1658 5.216 80.1276 4.478 0.1276 4.478 90

17、.0945 3.744 0.0945 3.744 100.0663 3.216 0.0663 3.216 数据处理实例，以第二组数据为例,t水=26.97，用内插法求得 =94.5*10-5 Pa*s =996.457kg/m3出口处的流速入口处流速则动压头之差扬程m泵的有效功率 KW而效率在缩脉处的流速则此处对应的雷诺数孔流系数六 实验及结果讨论1、离心泵的特性曲线结论：（1）随着流体流量的增大，离心泵的扬程逐渐减小，且减小的越来越快，轴功率增大；（2）随着流体流量的增大，离心泵的效率先增大，后减小，存在极值，在流量为6.355 m3/h左右时达到最大。2.C0-Re曲线结论： 从上图分析，在完全湍流区，孔流系数C0随雷诺数Re的变化不大，几近趋于平稳。所以在完全湍流区可视为孔流系数与雷诺数无关。据曲线的变化趋势，稳定时的C0约为0.7294。3.管路特性曲线结论：由图可以看出管路特性曲线H随Q的增大而增大。流量Q相同时，管路开度越小，H就越大，泵的工作点随之左上移，工作点下的流量随之增大。七 思考题2、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：当改变流量调节阀开度，流量增加，由柏努力方程可推知，压力表和真空表的读数都逐渐减小。3、用孔板流量计测流量时，应根据什么选择孔口尺寸和压差计的