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离心泵特性曲线测定

发布时间:2020-08-28 20:41

  实验二离心泵特性曲线的测定 一、实验目的 1.了解离心泵结构与特性,熟悉离心泵的使用; 2.掌握离心泵特性曲线.掌握电动调节阀的工作原理和使用方法; 学习泵串联与串并联的操作方法。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,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 取离心泵进口线 两截面,列机械能衡算方程: (1-1)由于两截面间的管长较短,通常可忽略阻力项 ,表示泵出口和进口间的位差,m;ρ——流体密度,kg/m p1、p2——分别为泵进、出口的线——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 (1-3)其中,N 电为电功率表显示值,k 代表电机传动效率,可取 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 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: HQNe (1-4)故泵效率为 (1-5)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 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: (1-6)扬程: (1-7)轴功率: (1-8)效率: (1-9)三、实验装置与流程 离心泵特性曲线-泵进口压力传感器;5-灌泵口;6-泵出口压力 传感器;7-涡轮流量计;8-转速传感器;9-电动调节阀;10-旁路闸阀;11-管路进水阀; 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。通过灌泵口给离心泵灌水,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管路进水阀11 打开,电动调节阀9 的开度开到0,当泵达到额 定转速后方可逐步调节电动调节阀的开度。 (3)实验时,通过组态软件或者仪表逐渐增加电动调节阀9 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 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,额定流量、额定转速、扬程和功率等),停泵前先将出口阀关闭。 (5)旁路闸阀10 可以在电动调节阀失灵的时候做“替补”,工业上应用广泛,保证了 装置的正常实验。 电脑控制步骤:3.注意事项: (1)一般每次实验前,均需对泵进行灌泵操作,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(或者电动调节阀开度在0 时)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。 点击“数据采集”按钮 选择“是(Y)” 填写相关个人信息,便于考查。 点击红色文字 保存后可查找 历史实验数据 五、数据处理 记录泵参数及流量Q /h)、泵进口压力p1(kPa)、泵出口压力p2 (kPa)、电机功 (kW)及泵转速n(r/min)。 六、离心泵串并联操作 在实际生产中,当单台离心泵不能满足输送任务要求时,可采用几台离心泵加以组合。 离心泵的组合方式原则上有两种:串联和并联。 并联操作:设将两台型号相同的离心泵并联操作,而且各自的吸入管路相同,则两台泵 的流量和压头必相同,也就是说具有相同的管路管路特性曲线和单台泵的特性曲线。在同一 压头下,两台并联泵的流量等于单台泵的两倍,但由于流量增大使管路流动阻力增加,因此 两台泵并联后的总流量必低于原单台泵流量的两倍。由此可见,并联的台数越多,流量增加 得越少,所以三台泵以上的泵并联操作,一般无实际意义。 串联操作:将两台型号相同的泵串联工作时,每台泵的压头和流量也是相同的。因此, 在同一流量下,串联泵的压头为单台泵的两倍,但实际操作中两台泵串联操作的总压头必低 于单台泵压头的两倍。应当注意,串联操作时,最后一台泵所受的压力最大,如串联泵组台 数过多,可能会导致最后一台泵因强度不够而受损坏。 (一)实验流程图 真空表 压力表 压力表 真空表 泵启动前,泵壳内应注满被输送的液体(本实验为水,打开阀1、阀2、阀5往其内加水直至有水溢流);然后关闭灌泵阀 和泵的出口阀5,避免泵刚 启动时的空载运转。若出现泵无法输送液体,则说明泵未灌满或者其内有空 气,气体排尽后必然可以输送液体。 泵启动,待泵出口有一定的压力后再慢慢开启泵出口阀(阀5)但幅度不要太大;记录下泵在一定转速下泵的功率、进出口压力、流量等于原始记录表 格中。流量通过计量水槽与秒表来计算。 记录下计量槽内的水的量、秒表记录的时间、泵的功、泵进出口压力读数。七、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。 3、分别给出泵串联与泵并联的特性曲线、分析离心泵串并联与单台操作的差别。 八、思考题 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? 试分析,用清水泵输送密度为1200Kg/m 的盐水,在相同流量下你认为泵的压力是否变化?轴功率是否变化?

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