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离心泵特性曲线

发布时间:2020-07-22 09:10

  离心泵特性测定实验 一、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, 其特性曲线是在恒 定转速下泵的扬程 H、轴功率 N 及效率η 与泵的流量 Q 之间的关系曲线,它是 流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内部流动情况复杂,不能用理论方 法推导出泵的特性关系曲线,只能依靠实验测定。 1.扬程 H 的测定与计算 取离心泵进口真空表和出口压力表处为 1、2 两截面,列机械能衡算方程: p1 u12 p2 u2 2 z1 ? ? ? H ? z2 ? ? ? ?H f (3-1) ? g 2g ? g 2g 由于两截面间的管长较短, 通常可忽略阻力项 ?H f , 速度平方差也很小故可忽略, 则有 H ? ( z 2 ? z1 ) ? p 2 ? p1 (3-2) ?g 式中: H 0 ? z 2 ? z1 ——表示泵出口和进口间的位差,m; ρ ——流体密度,kg/m3; g——重力加速度 m/s2; p1、p2——分别为泵进、出口的真空度和表压,Pa; H1、H2——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,m/s; z1、z2——分别为真空表、压力表的安装高度,m。 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 的测量与计算 (3-3) N ? N电 ? k (W) 其中,N 电为电功率表显示值,k 代表电机传动效率,可取 k=0.95 。 3.效率η 的计算 泵的效率η 是泵的有效功率 Ne 与轴功率 N 的比值。有效功率 Ne 是单位时 间内流体经过泵时所获得的实际功,轴功率 N 是单位时间内泵轴从电机得到的 功,两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。 泵的有效功率 Ne 可用下式计算: Ne ? HQ?g (3-4) 故泵效率为? ? HQ ?g ? 100 % (3-5) N 4.转速改变时的换算 泵的特性曲线是在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 2900rpm)的数据。换算关系如下: 流量 Q ? Q n? (3-6) n n? 扬程 H ? ? H ( ) 2 (3-7) n n? 轴功率 N ? ? N ( ) 3 (3-8) n 效率? ? ? Q H ??g QH ?g ? ? ? (3-9) N? N 二、实验装置与流程 离心泵特性曲线测定装置流程图如下: 1-水箱;2-离心泵;3-泵进口压力传感器;4-泵出口压力传感器;5-灌泵 口;6-涡沦流量计; 7-离心泵的管路阀;8-电动调节阀;9-旁路闸阀;10 -排水阀; 图 3-2 实验装置流程示意图 四、实验步骤及注意事项 1.实验步骤: (1)清洗水箱,并加装实验用水。给离心泵灌水,排出泵内气体。 (2)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。开启离心泵之前先将出口阀关闭,当泵达到额定转速后方可逐步 打开出口阀。 (3)实验时,通过组态软件或者仪表逐渐增加电动调节阀的开度以增大流量, 待各仪表读数显示稳定后,读取相应数据。离心泵特性实验主要获取实 验数据为:流量 Q、泵进口压力 p1、泵出口压力 p2、电机功率 N 电、泵 转速 n,及流体温度 t 和两测压点间高度差 H0(H0=0.1m) 。 (4)测取 10 组左右数据后,可以停泵,同时记录下设备的相关数据(如离心泵 型号,澳门赌场,额定流量、额定转速、扬程和功率等) ,停泵前先将出口阀关闭。 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,勿触碰泵主轴部分,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。 五、数据处理 (1)记录实验原始数据如下表 1: 实验日期:实验人员:学号:装置号: 离心泵型号=,额定流量=,额定扬程=,额定功率= 泵进出口测压点高度差 H0= ,流体温度 t= 流量 Q 泵 进 口 压 力 泵 出 口 压 力 电机功率 N 电 实验次 m3/h p1kPa p2kPa kW 数 泵转速 n r/m (2)根据原理部分的公式,按比例定律校合转速后,计算各流量下的泵扬程、 轴功率和效率,如表 2: 流量 Q 扬程 H 轴功率 N 泵效率η 3 实验次数 m /h m kW % 六、实验报告 1.分别绘制一定转速下的 H~Q、N~Q、η ~Q 曲线.分析实验结果,判断泵最为适宜的工作范围。 七、思考题 1. 2. 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? 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? 3. 4. 为什么用泵的出口阀门调节流量?这种方法有什么优缺点?是否还有其 他方法调节流量? 正常工作的离心泵,在其进口管路上安装阀门是否合理?为什么?

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