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离心泵性能实验报告带数据处理

发布时间:2020-11-08 11:46

  实验三、离心泵性能实验姓名:杨梦瑶 学号:1110700056 实验日期: 2014 什么是离心泵的特性曲线?为什么要测定离心泵的特性曲线? 答:离心泵的特性曲线:泵的 He、P、η与 QV 的关系曲线,它反映了泵的基本性能。要测 定离心泵的特性曲线是为了得到离心泵最佳工作条件,即合适的流量范围。 为什么离心泵的扬程会随流量变化?答:当转速变大时, ,沿叶轮切线速度会增大,当流量变大时,沿叶轮法向速度会变大,所 以根据伯努力方程,泵的扬程: 泵吸入端液面应与泵入口位置有什么相对关系?答:其相对关系由汽蚀余量决定,低饱和蒸气压时,泵入口位置低于吸入端液面,流体 可以凭借势能差吸入泵内; 高饱和蒸气压时, 相反。但是两种情况下入口位置均应低于允许 安装高度,为避免发生汽蚀和气缚现象。 实验中的哪些量是根据实验条件恒定的?哪些是每次测试都会变化,需要记录的?哪些 是需要最后计算得出的? 答:恒定的量是:泵、流体、装置; 每次测试需要记录的是:水温度、出口表压、入口表压、电机功率; 需要计算得出的:扬程、轴功率、效率、需要能量。 一、实验目的: 了解应用计算机进行数据处理的一般方法。二、装置流程图: Pt100温度传感器 φ483不锈钢管图 孔板流量计d=24mm 10 压差传感器 11 涡轮流量计 12 流量调节阀 13 变频器 三、实验任务: 绘制离心泵在一定转速下的H(扬程) ~Q(流量);N(轴功率) ~Q;η(效率) ~Q三条 特性曲线。 绘制不同频率下离心泵管路特性曲线四、实验原理: 离心泵的性能参数取决于泵的内部结构,叶轮形式及转速,在恒定转速下,离心泵的性能——扬程、功率和效率与其流量呈一定的函数关系。通常用水做实验测出它们之间的 关系以曲线表示, He~Q、N轴~Q、η~Q称为离心泵的特性曲线。在实验中只要测出泵的流量、进口与出口压力和泵消耗的功率,即可求出泵的特性曲线。 根据流体力学方程,亦即柏努利方程:在离心泵进口、出口之间进行能量衡算,则: u1 z2+Hf (z2-z1) +Hf 由于:阻力损失Hf 可以忽略,则: H=(u22- u12)/2g (p2-p1) (z2-z1) Ne=QH Ne/N100 p1—进口压力 Mpa,p2—出口压力 MPa,H—扬程 Q—流量,m3/s, Ne—有效功率 管路特性是指输送流体时,管路需要的能量H(即从 流体机械能的差值+阻力损 失)随流量 的变化关系。本实验中,管路需要的能量与泵提供给管路的能量平衡相等, 计算 的方法同He: 进口表压出口表压 虽然计算方法相同,但二者操作截然不同。测量He 时,需要固定转速,通过调节阀门 改变流量;测量 时,管路要求固定不动,因此只能通过改变泵的转速来改变流量。五、实验准备操作:离心泵的开启 调节变频器为手动。在变频器通电后, 按“P”键,当显示“r0000”时,按“”或“” 键找到参数“ P0700”,再按“ P”键,调节“”或“”键将其参数值改为 1(调成 “自动”时该参数设置为“ P”键将新的设定值输入;再通过“”或“”键找到参数“ P1000”,用同样方法将其设置为“ Fn”键返回到“r0000”,再按 “P”键退出。 流量调节阀和双泵并联阀门处于关闭状态。手动按下变频器控制面板上“绿色按钮”启动水泵,再按“”或“”键改变电源频率,使其示数为“ 50.00”,完成离心泵启动。 检查电机和离心泵是否正常运转。打开电机的电源开关, 观察电机和离心泵的运转情况, 如无异常,就可切断电源,准备在实验时使用。 泵特性曲线数据测定。开启离心泵,调节流量调节阀,由小到大逐渐增大流量,按讲义 规定测取 10 组水流量、水温度、功率、进口表压、出口表压数据,注意在数据稳定后 再读取记录。 固定一个阀门开度,通过变频器间隔 4Hz 调节频率由 50 11组水流量、 进口表压、出口表压数据。 改变阀门开度,重复上面操作,得到另外两条不同阀门开度下的管路特性曲线 实验测定完毕,最后按变频器控制面板上“红色按钮”停泵,同时记录下设备的相关数据(如离心泵型号、额定流量、扬程、功率等) ,关闭配电箱上泵开关和总电源开关。 七、数据记录及处理: 测量并记录实验基本参数:离心泵额定功率: 0.55kW 离心泵扬程: 21.13m 离心泵流量: 1.2-7.2m -1实验液体:水 实验数据记录及整理: 泵特性(转速): -1水温度 P2/mH2O 入口 P1/mH2O 电机 功率 N/kW H/mH2O轴功率 /kW 0.627.0 20.6 0.2 0.47 20.6 0.423 7.747 27.120.2 0.2 0.48 20.2 0.432 12.39 1.627.3 19.6 0.2 0.51 19.6 0.459 18.10 27.519.2 0.2 0.54 19.2 0.486 20.93 2.528.4 18.6 0.1 0.56 18.7 0.504 24.57 28.718.1 0.1 0.59 18.2 0.531 27.24 28.917.0 0.1 0.65 17.1 0.585 30.97 5.529.1 15.0 0.7215.2 0.648 34.17 1015 20 1015 20 25 30 35 离心泵的特性曲线 (阀门开度): /Hz水流量 -1水温度 出口表压P2/mH2O 入口表压 P1/mH2O 需要能量 H/mH2 506.35 29.7 13.7 -0.1 14.0 465.87 29.8 11.8 425.38 30.0 10.0 384.87 30.1 8.2 344.35 30.2 6.6 0.1 6.7 303.83 30.2 5.2 0.1 5.3 263.31 30.3 4.0 0.1 4.1 222.77 30.3 2.9 0.1 3.0 182.22 30.3 2.0 0.2 2.0 10 14 1.66 30.3 1.2 0.2 1.2 管路特性曲线扬程 H-流量 管路特性-2 (阀门开度): /Hz水流量 -1水温度 出口表压P2/mH2O 入口表压 P1/mH2O 需要能量 H/mH2 503.88 30.4 17.2 0.1 17.3 463.58 30.5 14.7 0.1 14.8 423.28 30.6 12.4 0.1 12.5 382.97 30.6 10.2 0.1 10.3 342.66 30.7 8.2 0.1 8.3 302.34 30.7 6.4 0.2 6.4 262.02 30.7 4.9 0.2 4.9 221.69 30.8 3.5 0.2 3.5 181.35 30.8 2.4 0.2 2.4 10 14 1.01 30.9 1.5 0.2 1.5 管路特性曲线 H-Q 数据处理过程:以每组数据的第一组数据为例,计算过程如下: 本实验中,管路需要的能量与泵提供给管路的能量平衡相等,计算 的方法同He: 进口表压出口表压 mH2O 泵特性曲线 kgHe=H 出口表压 入口表压+0.2mH2O=(20.6-0.2+0.2)mH2O =20.6 mH 2O 轴功率: 电机90%=0.47kW90%=0.423kW 泵的效率: 100423 10003600 81 管路特性的物理量计算:需要能量 H/mH2O He=H 出口表压 入口表压+0.2mH2O=(13.7+0.1+0.2)mH2O=14.0 mH 2O 结果分析和误差来源讨论: 结果分析: 通过实验可以看出离心泵在特定的转速下有其独特的特性曲线, 而且不受管路特性曲线 的影响。 在固定的转速下,离心泵的流量、压头和效率不随被输送的液体的性质 (如密度) 变,但泵的功率与液体密度成正比关系。在实验过程中, 由于流量的范围取得不够大, 使得泵的效率曲线随流量的变化范围在本 次测量中体现得不完善。我们从泵的特性曲线 中可以看到,流量的变化在0—6m 间,泵的效率在流量增大到一定程度时,而流量的增加而减小。误差来源: 实验用的水的水温在泵的流量变化时也会发生变化, 而实验最后取得是温度的平均值, 这样就会在小地方上出现一定的误差。 真空表和压力表的单位不是 MPa 就是 KPa 过大,而刻度分的又不细致,这样用肉眼 的读数就会产生一定的系统误差。 由于是湍流, 导致真空表和压力表的指针一直在波动, 这样就导致了一定的实验误差。 水箱中的水都在波动,而且示数分的不细致在读书中也产生了一定的误差。

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