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离心泵测试_

发布时间:2020-11-03 10:43

  离心泵测试_机械/仪表_工程科技_专业资料。离心泵性能实验 一、离心泵特性曲线的测定 (一)实验目的 1、熟悉离心泵的构造和操作 2、测定单级离心泵在一定转速下的特性曲线。 (二)基本原理 在生产上选用一台即满足生产任务又经济合理的离心泵,

  离心泵性能实验 一、离心泵特性曲线的测定 (一)实验目的 1、熟悉离心泵的构造和操作 2、测定单级离心泵在一定转速下的特性曲线。 (二)基本原理 在生产上选用一台即满足生产任务又经济合理的离心泵, 总是根据生产要求 (压头和流 量) ,参照泵的性能来决定。泵的性能,即在一定转速下,离心泵的压头 H,轴功率 N 及效 率η均随实际流量 Q 的大小而改变,通常用水做实验测出 H~Q,N~Q,η~Q 之间的关系, 称为特性曲线,特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用离心泵的重要依据。 如果在泵的操作中,测得其流量 Q、进出口压力和泵所消耗的功率(即轴功率) ,则可 求得其特性曲线。 泵的压头为: H = H 2 + H1 + h0 + 2 u2 ? u12 2g (4-4) 式中:H2—泵出口处的压力表读数,以 m 水柱(线—泵入口处的真空表读数,以 m 水柱(线—压力表和真空表测接头之间的垂直距离,m; u2—压出管内水的流速,m/s; u1—吸入管内水的流速,m/s; g— 重力加速度,9.81m/s2 轴功率 N,就是泵从电机接受到的实际功率,在本实验中不直接测量轴功率,而是用瓦 特计测得电机的输入功率,再由下式求得轴功率。 N=N 电·η电·η传 式中:N 电—电动机的输入功率,kW; η电—电动机的效率,由电动机效率曲线求得,无因次; η传—联轴节或其他装置的传动效率,无因次,联轴节取η=1。 泵的效率即为有效功率与其轴功率之比,由下式求得: η= 式中:Q—泵的流量,m3/s; H—泵的压头,m; QHρ × 100% 102 N (4-5) ρ—水的密度,kg/m3; N —泵的轴功率,kW (三)实验装置 本实验用 B12-5 离心泵进行实验,其装置如图 4-7 所示。离心泵用三相电动机带动,将 水从水槽中吸入,然后由压出管排至水槽。在吸入管内进口处装有滤水器。以免污物进入水 泵,滤水器上带有单向阀,以便在起动前可使泵内灌满水。在泵的吸入口和压出口处,分别 装有真空表和压力表,以测量水的进出口处的压力,泵的出口管线装有文氏流量计,用来计 量水的流量,并装有阀门,用来调节水的流量或管内压力,另用三相瓦特计测量电动机输入 功率。 (四)实验方法 1、了解设备,熟悉流程及所用仪表,特别是瓦特表,要阅读使用说明。 2、检查轴承润滑情况,用手转动联轴节视其是否转动灵活。 3、旋开加水漏斗,向泵内灌水至满,然后关闭漏斗。 4、充满水后,关闭泵的出口阀门,此时 U 形压差计的平衡夹和放气夹都要打开。 上述工作准备妥当,经指导教师同意,可接通电源起动电动机,使泵运转,在运转中 要注意安全,防止触电及注意电机是否过热、有噪声或其他故障,如有不正常现象,应立即 停车,与指导教师讨论其原因及处理办法。 图 4-7 离心泵性能实验装置流程图 1、离心泵;2、电动机;3、加水漏斗;4、压力表;5、调节阀; 6、文丘里流量计;7、U 形水银压差计;8、放气夹;9、平衡夹; 10、压出管;11、线、带单向阀的滤水器。 5、慢慢开启出口阀,使压差计测压接头处保持正压,让水流经测压导管,以排出测压 管中的空气,排气结束关闭 U 形压差计上的放气夹,再关平衡夹,关闭出口阀。检查压差 计读数应为零,否则应重新排气。 6、 用出口阀调节流量, 从零到最大或反之, 8~10 组数据, 取 数据取完后, 关闭出口阀, 检查 U 形压差计读数应回零,否则说明实验过程中有漏气现象,应查找原因,并考虑是否 重做实验。 7、实验结束后,停电动机,打开 U 形压差计上部的平衡夹和放气夹。 (五)数据处理 在方格坐标纸上作泵的特性曲线,并根据所得曲线标示适宜操作区。 离心泵性能实验 姓名 水泵型式: 压差计高差 mmHg 流量 序号 左 右 差 m3/s 同组者 班级 数据记录 型;转数 压力表 真空表 实验日期 转/分 有效 压 瓦特 头 读数 H m 功率 效 率 η kg/cm 2 H2O mmHg mH2O 计 kw QHρ 102 kw (六)讨论 1、为什么流量越大,入口处真空表的读数越大,出口处压力表的读数越小? 2、你对离心泵的操作如先充液,封闭起动,选在高效区操作如何理解? 二、离心泵综合实验 离心泵综合实验台是一种多功能实验装置,其结构示意图如图所示。 图 综合实验台结构示意图 1-泵 I 2-泵 II 3-泵 II 上水阀 8-线-泵 I 出水阀 7-孔板流量计 12,13-压力表 15-电机榆入功率表 19-蓄水箱放水阀 16-回水阀 20-实验台基架 17-计量水箱支架 18-蓄水箱排气阀 21-计量水箱放水阀 实验台主要由泵Ⅰ(测泵特性及串并联实验用) 、泵Ⅱ(作泵的串并联实验和汽蚀现象 演示实验用) 、水箱 5、孔板流量计 7、计管道及其它阀门等组成。实验台可以用来进空压力 表 9、压力表 12、13、电功率表 15、管道及其它阀门组成。实验台可以用来进行 1)离心泵 特性曲线)离心泵并、串联实验;3)离心泵汽蚀现象演示实验。 在进行泵的特性曲线测定实验时,利用各相应阀门的开、闭和调节,形成泵Ⅰ单泵工作 回路,在一定流量下测定一组相应的压力表、真空表及流量计的压差计读数(或利用计量水 箱和秒表来测量泵的流量) ,以及利用电功率表 15 测出相应工况下的电机输入功率 Nm。为 了测试方便,我们将电机的 Nm 乘以电机的效率ηm,可得到电机的轴功率 N(即泵的输入功 率,亦称泵的实用功率 N) 。由此,在多个工况下可得到多组泵的流量 Q、扬程 H、实用功 率 N 等数据。最后可以绘出泵的 H—Q,N—Q 和η—Q 等特性曲线。在进行泵的串并联实 验时,利用相应阀门的开、闭和调节,形成两个泵的串联或并联回路,测定串并联时的运行 特性。在进行泵的汽蚀现象演示实验时,利用相应阀门的开、闭和调节,形成泵 2 的单泵工 作回路,并使水箱成为基本封闭的容器,水泵抽水时,使水箱由于水的抽出而产生真空,从 而使泵的进口压力减少,直到发生汽蚀,压力表 13 的指针发生颤动或急剧下降。 (一)离心泵特性曲线、实验目的 学习离心泵特性曲线(Q—H 曲线,Q—N 曲线和 Q—η曲线、实验装置 泵的特性曲线测定实验可以使用离心泵综合实验台。 实验时涉及到的装置为泵 I 的运行 系统及其扬程、流量和轴功率的测试系统。 3、实验原理和方法 利用泵 I 相应阀门的开、闭和调节,形成泵 I 的单泵工作回路,在泵 I 出流阀门 11 的一 定开度下,测量一组相应的压力表 12、线 的压差计(图中未示 出)的读数(或利用计量水箱和秒表来测量相应的流量) ,由此测得这个工况下泵的扬程 H 和流量 Q;并利用电功率表 15 读出电机的输入功率 Nm,由此可得出泵的相应实用功率 N。 在多个工况(阀门 11 的不同开度)下分别测得每个工况的流量 Q、扬程 H 和实用功率 N 等 数据,从而可经计算并绘制出泵的 Q—H、Q—N 和 Q—η等特性曲线)扬程 H 的测试和计算: H = M 1 + M 2 + h0 + 2 u 2 ? u12 2g 式中: M1——压力表 12 读数,MPa M2——线 读数,MPa 均换算成水柱高,m h0——压力表 12 与线 接出点之间的高度, m) ( u 1, u 2——泵的进出口流速 一般,进口和出口的管径相同,d2=d1, u 1= u 2 所以 2 u 2 ? u12 =0 2g 由此: H=M1+M2+ h0 2)流量 Q 的测试和计算 i)利用孔板流量计测量 Q = C0 K h 式中:h——流量计压差计压差读数; m) ( ; (m3/s) K= πd 2 4 1 ? 2g d2 4 1? ( ) d1 (m2.5/s) C0——流量系数(排出系数) d2——孔径 d1——管径 流量系数 C0 需要经过实验来标定。C0 值与直径比 d2/d1 有关,并与雷诺数有关。由实验 知,当流过孔口的雷诺数 Re=d2u2ρ/μ大于 3000 以后,C0 值即不随 d2/d1 而变,C0 取其值 等于 0.61。这种情况下: Q = 0.61 ? K h (m2/s) ii)利用计量水箱实测流量 在工况的流量稳定时,利用计量水箱测定一定时间τ间隔内泵出流的容积 V,即可计算 出泵的体积流量 Q = V τ (m3/s) 3)泵的实用功率(即泵的输入功率)N 和泵效率η的测试和计算。 离心泵综合实验台的实验泵 I 在运行时的实用功率 N 的测定, 是通过电功率表测定泵的 驱动电机的输入电功率 Nm,再将此 Nm 乘以电机效率ηm,即得出泵的实用功率 N(也即是 电机的输出功率) : N=ηm·Nm 而泵在一定的工况下的效率η: (kW) η= ρQH 102 N 式中:ρ——流体密度 kg/m3 Q——泵的流量(m3/s) H——泵的扬程(m) N——在此工况下的实用功率 4、实验步骤 1)实验前准备 i)记录下实验台的一些参数,h0、K 和 C0(本实验台的 C0 可取为 0.61) 。 ii)将蓄水箱充满水。 iii)关闭阀门 3,10,14,打开阀门 4,11,16。 2)进行实验 i)开动泵 I,使泵 I 系统运转,此时关闭阀门 11,为空载状态,测读压力表 12 读数 M1, 线,水泵开始出水,再测读 M1、M2、孔板流量计压差值 h(或利用计量水 箱和秒表测出在此工况下的流量 Q)和电功率表读数 Nm。 iii)逐次调节阀门 11,增加出水开度,重复上述步骤测读各相应工况的 M1、M2、h 和 Nm。实验数据可记录在如下的表格中。 IV)结束实验 No M1 (MPa) M2 (MPa) H (M1+M2+h0) Nm (kW) N (kW) h (m) Q (m3/s) 备注 ( m) 1 2 3 4 5 6 7 8 h 0= (m) 流量计系数 K= (m2.5/s) C 0= 5、实验数据处理 根据上表的实验记录和计算的数据,即可在座标系中点出各工况的实验点,最后,可光 。 滑地绘制出实验泵的 Q-H,Q-N 和 Q-η等特性曲线(可在一个图上绘出) (二)离心泵并、串联实验 1、实验目的 1) 增进对离心泵并、串联运行工况及其特点的感性认识。 2) 绘制泵并、串工作的并、串联总特性曲线、实验装置 本实验可使用离心泵综合实验台。其结构及工作原理同前。 3、实验原理和方法 1)泵的并联工作 当用单泵不能满足工作需要的流量时,可采用两台泵(或两台以上)的并联工作方式, 如图所示。离心泵 I 和泵 II 并联后,在同一扬程(压头)下,其流量 Q 并是这两台泵的流量 之和,Q 并= QI+Q Ⅱ 。并联后的系统特性曲线,就是在各相同扬程下,将两台泵特性曲线 (Q ? H )I 和 (Q ? H )II 上的对应的流量相加,得到并联后的各相应合成流量 Q 并,最后绘出 (Q ? H )并 曲线如图所示。图中两根虚线为两台泵各自的特性曲线 (Q ? H )I 和 (Q ? H )II ;实 线为并联后的总特性曲线 (Q ? H )并 ,根据以上所述,在 (Q ? H )并 曲线上任一点 M,其相应 的流量 QM 是对应具有相同扬程的两台泵相应流量 QA 和 QB 之和,即 QM=QA+QB。 图 泵的并联工作 图 两台性能曲线不同的泵的并联特性曲线 上面所述的是两台性能不同的泵的并联。在工程实际中,普遍遇到的情况是用同型号、 同性能泵的并联,如图所示。 (Q ? H ) I 和 (Q ? H ) II 特性曲线相同,在图上彼此重合,并联 后的总特性曲线为 (Q ? H )并 。本实验台就是两台相同性能的泵的并联。 进行教学实验时,可以分别测绘出单台泵 I 和泵 II 工作时的特性曲线 (Q ? H ) I 和 (Q ? H )II ,把它们合成为两台泵并联的总性能曲线 (Q ? H )并 。再将两台泵并联运行,测出 并联工况下的某些实际工作点与总性能曲线)泵的串联工作 当单台泵工作不能提供所需要的压头(扬程)时,可用两台泵(或两台上)的串联方式 工作。离心泵串联后,通过每台泵的流量 Q 是相同的,而合成压头是两台泵的压头之和。 串联后的系统总特性曲线, 是在同一流量下把两台泵对应扬程叠加起来就可得出泵串联的相 应合成压头,从而可绘制出串联系统的总特性曲线 (Q ? H )串 如图所示。串联特性曲线 (Q ? H )串 上的任一点 M 的压头 HM,为对应于相同流量 QM 的两台单泵 I 和 II 的压头 HA 和 HB 之和,即 HM=HA+ HB。 并将它们合成为两台泵串联的总性能曲线 (Q ? H )串 ,再将两台泵串联运行,测出串联工况 下的某些实际工作点与总性能曲线的相应点相比较。 教学实验时, 可以分别测绘出单台泵泵 I 和泵 II 的特性曲线 (Q ? H ) I 和 (Q ? H ) II , 图 两台性能曲线相同的泵并联的特性曲线 图 两台泵的串联的特性曲线)两台泵的并联实验 i)单台泵 I 特性曲线 (Q ? H ) I 的测试。 从略, ( 可参看离心泵特性曲线测定实验的步骤) 。 ii)单台泵 II 特性曲线 (Q ? H ) II 的测试。 (与上类同, 只是所用阀门、 压力表不尽相同) 。 iii)两台泵并联工况下某些工作点的测定 ①开启阀门 3,4,11,14,并闭阀门 10。 ②接通电源,起动泵 I 和泵Ⅱ。 ③调节阀门 11 和 14,使压力表 12 和 13 都指示在某一相同的扬程 HI=HⅡ=H 并,此时, 记下孔板流量计的相应压差值,由此测得一个工况下的 H 并和 Q 并。 ④按上述的③的方法,再测试出几个不同并联工况下的 H 并和 Q 并,即改变 H 并, ,测出 相应的 Q 并。 ⑤实验结束,关闭电源。 2)两台泵的串联实验 i)单泵 I 和泵Ⅱ特性曲线 (Q ? H ) I 和 (Q ? H ) II (的测试。 (与上面相同,从略) ii)两台泵串联工况下某些工作点的测定; ①开启阀门 3,关闭阀门 10,11,4,14; ②接通电源,首先启动泵 II,待其运行正常后,打开串联阀门 10,再启动泵 I,待泵 I 又运行正常后,最后打开泵 II 的出口阀门 11; ③调节阀门 11 到一定开度, 即调到某一扬程 H 串和流量 Q 串的工况, 在此工况下测读压 力表 12 和 13 的扬程值,并测得孔板流量计的压值 h,计算出 Q 串。 ④按上述③的方法,再测试出几个不同串联工况下的 H 串和 Q 串。 5、实验数据记录和处理 1 2 3 4 5 6 7 8 次序 泵I 泵 II H(m) Q(m3/h) H(m) Q(m3/h) H(m) 并联 Q(m3/h) H(m) 串联 Q(m3/h) 将实验中所测得的数据 H、Q 记入记录表中,并以 Q 为横座标,H 为纵座标,由实验 数据在座标系中绘出一系列实验点,再将这些点光滑地分别连成单泵 I 和 II 的 (Q ? H ) I 和 (Q ? H )II 特性曲线,再分别合成为并联和串联的总特性曲线 (Q ? H )并 和 (Q ? H )串 如图所示。 最后, 再把并联和串联工况下实际测出的一些工作点在合成的总特性曲线周围标出, 以示比 较。 图 实验结果的 Q-H 图 (三)泵的汽蚀现象演示实验 1、实验目的 了解泵在运行时可能发生的汽蚀现象,增加学生对这方面的感性认识。 2、实验装置 利用离心泵综合实验台中的泵 II 运行系统来进行。 3、实验原理 对于泵的运行来说,在转速和流量为定值时,泵的汽蚀余量是不变的,而利用本实验装 置可以人为地使其汽蚀余量固定的流量情况下可以变化。 它是采用抽真空的办法来改变装置 的汽蚀余量(泵的蓄水箱可以使其成为密封的水箱,水箱中水被泵抽出而产生真空,其线 调节回水量来改变) ,直到达到汽蚀的临界状态而开始发生汽蚀。 4、实验步骤 1)实验前准备 i)将水箱 5 注满水直至排气阀 18 溢水为止; ii)关闭阀门 4,10,11,16;打开阀门 14,21。 2 进行演示 i) 启动泵 II,即打开阀门 3; ii)调节阀门 14 到一定的流量 Q; iii)在此流量下将阀门 21 由开启向关闭方向逐步调节,使水箱内的真空度逐渐增大,同 时观察流量计读数△h,线 读数 Hs 和压力表 13 读数 H。继续调节阀门 21,直至 观察到压力表 13 的指针发生颤动或急剧下降为止,此时流量也急剧减小,甚至直到流量为 零,即发生了汽蚀。

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