离心泵特性曲线的测定

1、实验目的了解离心泵的结构与特性，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伟1。3、熟悉孔板流量计的构造、性能及安转方法。4、5、测定管路特性曲线。测量孔板流量计的孔流系数C随雷若数Re变化的规律。基本原理离心泵的主要性能参数有流量Q、压头氐 效率和轴功率N,在一定转速下, 离心泵的送液能力（流量）可以通过调节出口阀门使之从零至最大值间变化。而 且，当期流量变化时，泵的压头、功率、及效率也随之变化。因此要正确选择和 使用离心泵，就必须掌握流量变化时，其压头、功率、和效率的变化规律、即查 明离心泵的持性曲线。1、扬程的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为

2、1、2截面，列机械能衡算方程：2 2Z + 日-+ * H =乙2 + 巴-+ 代-+ V pg 2gpg 2g因两截面间的管长很短，通常将其阻力项工hr归并到泵的损失中，且泵的进出口 为等径管则有式中 Ho：泵出口和进口的位差，对于磁力驱动泵32CQ-15装置，Ho=P：流体密度，kg/m ；0、P：分别为泵进、出口的压强，Pa；G、4：分别为泵进、出口的流速，m/S；勾、空：分别为真空表、压力表的安装高度，m。2、轴功率W的测量与计算N=N 电 k式中一N电为泵的轴功率，k为电机传动效率，取k二3、效率#的计算泵的效率彳是泵的有效功率凡与轴功率N的比值。反映泵的水力损失、容积 损失和机械损

3、失的大小。泵的有效功率嵐可用下式计算：故泵的效率为7 =必逻 X 100%4、泵转速改变时的换算换算关系如下:在绘制特性曲线之前，须将实测数据换算为某一定转速刀下（可取离心泵的 额定转速）的数据。流量扬程H，= /(-)-n轴功率效率HVpg _HQpg_ n；7； 75、管路持性曲线在一定的管路上,泵提供的压头和流量必然与管路所需的压头和流量一致。若将泵的待性曲线与管路特性曲线绘制在同一坐标图上，两曲线的交点即为泵在 该管路的工作点。通过改变泵转速來改变泵的特性曲线，从而得出管路特性曲线。泵的圧头计算同上。PS其中 当H二比时，调节流量，即可得到管路待性曲线6、孔板流量计孔流系数的测定孔板流

4、量计是利用流体通过锐孔的节流作用, 造成孔板前后压强差，作为测量依据。根据伯努利方程式，暂不考虑能量损失, 可得 生二2 =生雀=勿P或 Juj 一 uj = 2gh管径为£孔板锐孔直径为do,流体流经孔板后所形成的缩脉的直径为流体 密度为P,孔板前测压导管截面处和缩脉截面处的速度和压强分別为比与P“由于缩脉的位置随流速的变化而变化，故缩脉的截面积A：难以知道，而孔口的截而积己知，可用孔板孔径处的U。来代替5,考虑到流体因局部阻力损失而造成 的能量损失，用校正系数C校正后，有: 对于不可压缩流体，根据连续性方程有：6 =5如4经过整理可得：u。Uo = G/窈根据5和A。即可算出流体

5、的体积流量:Q = Uo & = Cq & J2gh in /s或 Q = C°A。=厝m/s式中Q流体的体积流量，nf/sA P孔板压差，PaAo孔口面积，m'P 一一流体的密度，kg/m'Co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，具体数值由实验确定一定，雷若数超过一定数值后，C。为常数。实验装置与流程实验装置与流程离心泵特性曲线测定装置流程如下图四、实验步骤及注意事项1、实验步骤(1) 实验用水准备：清洗水箱，并加装实验用水(2) 离心泵排气：通过灌泵漏斗给离心泵灌水，排除泵内气体(3) 仪表IN检情况

6、，打开泵进口阀，关闭出口阀，试开离心泵，检查电机运转时声音是否正常，离心泵运转的方向是否正确。(4) 开启离心泵，当泵的转速达到额定转速后打开出口阀。(5) 实验时，通过组态软件或仪表逐渐改变出口流量调节阀的开度，待仪表示数稳定后，读取相应数据。(离心泵特性实验主要获取的实验数据为：流量a泵进 口压力Pl,泵出口压力P"电机功率N电、泵转速m及流体温度t和测压点高度差 Ho) (Ho二)o(6) 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，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。(7) 实验时，记录流量及孔板两端的压降，测定孔板

7、流量计的CjRe之间的关系,并计算孔流系数Cg(8) 测定十组左右数据后，结束实验，先关闭出口流量调节阀，再停泵。然后记录下离心泵的型号，额定流量.额定转速、扬程和功率等。2、注意事项(1) 一般每次实验前，均需对泵进行灌泵操作，以防止离心泵气缚。同时注意定期对泵进行保养，防止叶轮被固体颗粒损坏。(2) 泵运转过程中，勿碰触泵主轴部分，因其高速转动，可能会缠绕并伤害身体接触部位。(3) 不要在出口阀关闭状态下长时间使泵运转，一般不超过三分钟，否则泵中液体循环温度升高，易生气泡，使泵抽空。四、数据记录与处理1、记录实验原始数据离心泵特性曲线实验原始数据记录表序号流量泵进口压泵出口压电机功率/转速

8、/ (n?/h)力/(kpa)力/ (kpa)(kw)/(r/min)14833100238131003379310043783100527531006271310071673100816231009056310010-1503100114-242310012-235310013-32931002、实验数据处理离心泵特性曲线实验数据处理表字号流量Q/(m3/S)扬程H/m轴功率N/kW泵效率n/%12345678910111213处理步骤：(以第一组为例)H = (z。- Z) + -二+(83-4)/ P gPST=20°C 时，P=m'(1)(2)N= N 电 n 电=电

9、=(kw)因为离心泵的特性曲线是某型号泵在指示转速下的H' -Q'、£ -Q'、n -Q线。如下图所示：管路全开时原始数据记录丿字号流量Q/m3 h-1AP/Pa泵频率n/HZ电机功率 N/KW流体温 度T/°C165000502570004534200040435000355240003061900025数据处理流量Q/n? h 1H /mP /Kg 显孔板流量计数据记录Q/m fAP /Pauo/m s 1u；/m s 'CoRel1505350S5076321500983522001148733501361217501581560001

10、6838710018333五.思考题K试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门在实验中，为 了得到比较好的实验结果，实验流量范围下限应该小到零，上限应该到最大，为什么答：开阀门意味着扬程有极小值，那么电机功率就有极大值，会烧坏机器。流量 范围从最小值到最大值变化，可以做到均匀取点，实验数据分布尽可能合理，造 成的实验误差尽可能的小，从而使得最终处理而得的实验结果更符合实际。2、启动离心泵之前为什么要引水灌泵如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的 原因是什么答：防止气缚现象的发生；电路问题或者泵已经损坏3、为什么用泵的出口阀门调节流量这种方法有什么优缺点还有其他方法调节流量 答：优点是操作简单，但是难以达到对流量的精细控制；使用变频调节器可以通 过调节泵机转速从而调节流量。4、泵启动后，出口阀如果打不开，压力表读数是否会逐渐上升随着流量增大，泵 进出口压力表分别有什么变