离心泵性能测定及孔板流量计标定实验讲义

1、离心泵性能测定与孔板流量计标定实验一、实验目的1、了解离心泵的操作及有关仪表的使用方法。2、测定离心泵在固定转速卜的操作特性，作出特性曲线。3、了解孔板流最计的操作原理和特性，测定孔板流最计的孔流系数6。二、实验原理1、离心泵性能曲线测定离心泵的特性曲线取决于泵的结构、尺寸和转速。对于一定的离心泵，在一定的 转速下，泵的扬程H与流屋q之间存在一定的关系。此外，离心泵的轴功率和效率亦 随泵的流量而改变。冈此H-q, P-q和n-q三*关系曲线反应了离心泵的特性，称为离 心泵的待性曲线。根据此曲线可以得到离心泵的最佳操作范用，作为离心泵选型的依 据。由于离心泵内部作用的复杂性，其特性曲线必须用实验

2、方法的测定。流量q测定：流鼠测定一般有称莹法、体积法和流量计法，本实验采用体积法: q=血_,）S m3/S式中：h】、h?计量槽中接水前后的液面读数mq管内体积流最m3/SS计量槽横截面枳S=0 3x0.57=0 171 m2t接水时间So扬程的计算：町在泵的进出II两测压点之间列柏努利方程求得。H = xlO6 + /V?加Pg式中：py、Pf压力表和真空表表头读数MPaP硫体（水）在操作温度下的密度Kg/m3Ah一泵进入II高度差（本实验中为0.2m）。轴功率P：几广尺存"电=0.85式中：£社一电动机的功率，用三相功率表直接测定Kw。泵的总效率:泵有效功率（泵输出的

3、净功率）H p g轴功率 xlOOO转速效核：应将以上所测参数校正为额定转速2900ipm下的数据來作特性曲线图。1#刖-额定转速2900 n-实际转速中加#2、孔板流量计标定孔板流鼠计是利用动能和静压能相互转换 的原理设计的，它是以消耗人最机械能为代价 的。孔板的开孔越小、通过孔II的平均流速UQ 越人，孔前后的压差AP也越大，阻力损失也 随之增大，其工作原理结构见右图。为了减小流体通过孔I I后由于突然扩人 而引起的人屋旋涡能耗，在孔板后开一渐扩形 岡如。因此孔板流量计的安装是冇方向的，若 是方向弄反，不但能耗增大，同时其流最系数 也将改变，实际上这样使用没有意义。通过孔板流量计的被测流体

4、的体积流量汁算式为（具体推导过程见教材）:q 流最”/訂测量见泵实验.为实 际流最） C。一孔流系数（无因次，本 实验需要标定） 几一孔截面积卩一压差刊,实际压差汁读数为“一管内流体密度陰/"（1）在实验中，只要测出对应的流最q和压差AP,即口J计算出其对应的孔流系数C。 管内Re的计算以上在计算过程中用到的q均应为实际流量，矽么卜126 9 Pa0三、实验装置流程#1, IHW10/IHW50型离心泵2-压总计平衡阀 4-进口闸阀5-水槽6-功率表7-回水管8-揺头式出水行口 9-孔板流武计10P型行压差计11-计星椚12-排水阀13-液位计14-戌空表15-压力表16-泵出口阀1

5、7-转速传感器18 -转速表20-支架3离心泵、循环水池、计量槽、管道及架子等均为不锈钢材质，工作流体为水。其流程为：循环水池9离心泵T调节阀T直管测量管道T局部测量管道夕上弯摆管T计 量槽（或导流管）9循环水池。有关参数：离心泵：材质为全不锈钢，型号：ISW50160B型，1.5Kw, H=23m循环水池：1300x580x500 （长x宽x高）计量槽：300x570x560 （长x宽x高）压差计：±5000 Pa U型管（一个）管内径：47mm孔板流量计：全不锈钢，环隙取压，孔径=2973mm三相电功率表：2Kw光电转速测定仪表本实验消耗和口备设施：自来水：若干电负荷：15Kw水

6、银：250克秒表：1块四、实验步骤与数据记录1、熟悉：按事先（实验预习时）分工，熟悉流程，搞清各仪表、阀门的作用。2、检查：检查压差计平衡阀是否处于开成状态。3、灌泵：泵的位置高于水面，为防止泵启动发生气缚，第一次使用前，应先把泵灌满水:关闭泵进II阀，打开泵出II阀，打开连接计量槽的灌泵阀，让水流入泵内， 约十分钟左右，关闭灌泵阀，关闭泵出I阀，等待启动离心泵。4、开车：启动离心泵，当泵出II压力表读数明显堆加（一般人于0 15MPa），说明泵已经正常启动，未发生气缚现象，否则需重新进行灌泵操作。5、排气：（1）打开泵进II阀到最大（进II阀不开到最大，极易造成进II阻力过大影响泵正常操作）

7、，打开出口阀调流量到最大进行排气。C）检查系统内空气是否排尽：先关闭泵出II阀，再关闭U形管平衡阀，此时 压差计读数应为零（液面平），若不平则继续进行排气。6、测最：为了取得满意的实验结果，必须考堪实验点的布置和测最次数。（1）在每定常流量下，应尽量同步地读取各测量值。包括：计量槽接水前后的 液面读数、计量时间、真空表、压力表、功率表、转速表读数。（2）每次改变流量，应以圧差计读数进行调节。为同时考虑到泵性能曲线测定 和流量计标定，建议按下流量进行：APHgPa=O, 100, 200, 500, 1000, 2000, 3000, 4000,最大7、停车：实验完毕后，先关闭出II阀，再关进门

8、阀，然后开启平衡阀，址后停泵。说明：第一次的灌泵操作一般由教师进行，以后只要按操作步骤则不需灌泵。原始数据记录表格：（实验开始前结束后各测一次水温取平均值）初温：°C 末温：°CNo流量扬程功率nr/min流量计himmh2mints-Pl MPap2p电KwAPHgP*10o3456789以某一组数据为计算示例：水温10°C时水的密度p=999 6 Kg/m3 水的粘度卩=1 307x10"3 PaSK离心泵性能曲线测定管内体积流量：q =他一= 0164 0 039 0.171 = 6.438X10-4m3 /st33.2rrlA- R 0.193

9、一（-0.0105）6r .999.6x9.81扬程：H = = x106 +0.2 = 20.95mpg999.6x9.81轴功率：Pm=P 电T电=0 85*085=0 723Kw723泵效率：心=進=6.438 x IOS 20.75 x 999.6 x 9.81 =】转速校核：q - q - 290。x 6.438 x 10-厲-6.370 x 10一4 m3 /s n 2931H = （=n2900 I x 20.95 = 20.51m2931290029313x 0.723 = 0.700 Kw838#2. 孔板流杲计标定管内雷诺数：心逑=464込10七999.65x10兀dp 3

10、.14 0.047 4.307 xlO-36.438X10"4999.6孔血系数：Co = = 3 14,0.029732/4 212.655 = Q8# 1平均孔流系数：Co = 一工C。=0.69208#五、实验结果分析与总结密度粘度计量槽截而积孔板流量计孔截面积管内径q电Kg/m3FaSm2m2mNo泵特性曲线（校正前）泵特性曲线（校正后）流量计标定曲线qHqHPitnReCo/SmKwxlOJm3/SmKwxlO413456789离心泵性能及孔板流量计标定曲线图：（示例）离心泵性能测定（国定2900r/«in转遑下）,六、思考与讨论（实验报告上任选23题回答）1为什

11、么要先灌泵？如果注水排气后泵仍启动不起来，你认为町能是什么原肉？2离心泵开启前为什么要关闭出丨1阀。3离心泵特性曲线与孔板流量计标定曲线中Q = 0的点可不可丢？为什么？4为什么停泵时，要先关闭出II阀，再关闭进【I阀？5.为什么流量越人，泵进II处真空表的读数越人，而出II处压强表的读数越小？6离心泵的送液能力为什么可以通过岀口阀的调节来改变？往复泵的送液能力是否采用同 样的调节方法？为什么？7. 扬程的物理意义是什么？8. 记录实验数据时，为什么要尽量同步取瞬时值？9离心泵铭牌上标的参数是什么条件卜的参数。为什么要在转速一定的条件下测崑离心泵 的性能参数及持性I出线？友情提示：1、本实验装

12、置貝有工程特点，在测取每个定常状况下，数据需同时测取，因此需要分 工，最后数据进行汇总处理。2、心动泵前盘动泵，是指长时间停用后，在启动前需用手先转动泵轴以防止泵内异物 卡住而烧坏电机，若连续使用町省去此步骤。3、测流最时，为保证测量数据的误差小于2%,测量时，每次的液面差必须人于100mm, 计最时间必须人于10s,这两个要求应都满足。且要求卡表与摆头的动作快速同步。4、测最压差计的液面时，小流最时，波动小但液面要读准确：大流最时，液面波动大, 从中间估读注意上下波动位置。5、对丁灌泵操作，只需要第一次灌好后，按上述操作步骤停车后，泵内是充满水的， 卜次运行时可以不进行灌泵操作。6、最大流量时,为防止计量槽中的水过满溅出,接水时间可以不超过10秒。注意事项：1、因为泵是机械密対，必须在泵充满水时使用，若泵内无水空转，易造成机械密対件 升温损坏而导致密封不严，需专业厂家更换机械密封。因此，严禁泵内无水空 转！?、在启动泵前，应检查三相动力电是否止常，若缺相，及易烧坏电机：为保证安全, 检査接地是否止常：准备好上面工作后，在泵内有水情况下检査泵的转