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澳门在线网站离心泵特性曲线的测定实验

发布时间:2020-05-27 05:59

  离心泵特性曲线的测定实验_物理_自然科学_专业资料。实验四 离心泵特性曲线的测定实验 一、实验目的 1、了解离心泵的构造、掌握其操作和调节方法; 2、测定单级离心泵在一定转速时的特性曲线,并确定其最佳工作范围; 3*、掌握管路特性曲线*

  实验四 离心泵特性曲线的测定实验 一、实验目的 1、了解离心泵的构造、掌握其操作和调节方法; 2、测定单级离心泵在一定转速时的特性曲线,并确定其最佳工作范围; 3*、掌握管路特性曲线*、测定双泵并联时的特性曲线*、了解工作点的含义及确定方法。 带*项为教学大纲要求之外内容。 二、基本原理 泵是输送液体的常用机械, 在生产中选用一台既能满足生产任务,又经济合 理的离心泵,总是根据生产的要求(流量和压头),参照泵的性能来决定的。如 果要正确地选择和使用离心泵,就必须掌握离心泵的流量( Q )变化时,泵的压 头( H ),功率( N )和效率(? ),以及允许吸上真空度 H S 的变化规律,即 H ~ Q 曲线, N ~ Q 曲线, ? ~ Q 曲线, H S ~ Q 曲线,离心泵的特性曲线是由实验 测得的。本实验只测定 H ~ Q 曲线, N ~ Q 曲线, ? ~ Q 曲线.送液能力 Q 的测定 在一定转速下,用出口阀来调节离心泵的送液能力。实验装置(2)用涡轮 流量瞬时指示仪进行测定。即: Q? f ? 或 Q ? 3.6 ? f ? (米3/ 时) 式中: f ——流量瞬时指示仪示值(赫) ? ——流量系数(1/升) 本装置 ? ? 5 档 ? =68.90 ? =70.53 10 档 实验装置(1)中流量的测量采用大孔板流量计测量,其流量计算公式为: V=C1 RC2 式中 V――流量,单位 m3/h; R――孔板压差,单位 kPa; C1=1.4; C2=0.5; 测压口间距为 0.3 米。 2.压头 H 的测定 在进口真空表和出口压力表两测压点截面间列出柏努利方程: 2 u12 P2 u 2 gz1 ? ? ? We ? gz2 ? ? ? ?hf ? 2 ? 2 P1 由于两测压点之间的管路很短,摩擦阻力损失可忽略不计,两侧的管径看作 一致,即可导出: He = H 压力表 + H 线 [ m ] 其中:H 真空表,H 压力表分别为离心泵进出口的压力 [ m ]; H0 为两测压口间的垂直距离。 或 ? P1 ? ? H ?? P ? ? 2 735.6 ? ? ? 10?m H2 O ? ? ? ? 1 ——进口测压点真空表示值 ?m m Hg 式中: P P2 ——出口测压点压力表示值 Kgf cm2 3.轴功率 N 的测定 N 是电机传给泵的轴功率,SI制中用下式计算: N? 2? M ? n ? 0.1047 M ? n 60 ? ? ?W ? 式中: M ——转矩 ?N ? m? n ——转速(l/分) 泵行业习惯上用工程单位制,功率计算式是: 2? ? 9.81 PLn N? PLn ? 60 ? 1000 937 .7 式中: P ——测力臂上所加的砝码质量 ?Kg ? ?Kw? ?m? L ——测力臂长 ?m ? ,本实验装置(2) L ? 0.4869 则: N? 0.4869 Pn Pn ? 973 .7 2000 ?Kw? 电机 或采用功率表直接测出电机输入的电功率 N 的轴功率 N,即: N = N 电机?η 电机?η 传动 [ kw ] ,再根据电机效率计算出泵 其中:η 电机—电机效率,取 0.9; η 传动—传动装置的效率,本实验装置(1)取 1.0; 4.效率? 的计算 泵的效率是泵的有效功率与轴功率之比。 有效功率是液体由泵得到的实际功 率,SI制中: N e ? QH?g 3 式中: Q ---流量 m s ?W ? ? ? ? Ne QH? ? 100% ? ? 100% N轴 102N 轴 H ---扬程 ?m ? ? ---液体密度 Kg m 3 ? ?? 离心泵的特性曲线是在某指定转速下的特性曲线,当实验时的转速( n )与 指定转速( n1 )有差异时,应将实验结果换算为指定转速下的数值: ? n1 ? ?n ? n N1 ? N ? 1 ? Q1 ? Q 1 H 1 ? H ? ? ?n? ; ?n? n ; 2 3 三、实验装置流程 1、实验装置(1) : 流程说明:如图 1,No8 为大孔板流量计管线,用于离心泵实验。水箱内的清 水,自泵的吸入口进入离心泵,在泵壳内获得能量后,由出口排出,流经孔板 流量计和流量调节阀后,返回水箱,循环使用。本实验过程中,需测定液体的 流量、离心泵进口和出口处的压力、以及电机的功率;另外,为了便于查取物 性数据,还需测量水的温度。流量的测定,使用图 1 中的大孔板与压力传感器 共同完成,压差在仪表柜上的“水流量”表上读取。 操作说明: ⑴ 先熟悉流程中的仪器设备及与其配套的电器开关,并检查水箱内的水位, 然后按下“离心泵”按钮,开启离心泵; ⑵ 系统排气,打开管路切换阀 8,关闭其它管路切换阀,澳门在线网站打开流量调节阀 18, 排净系统中的气体。打开面板中水流量倒 U 型压差计下的排气阀,排净测 压系统中的气体; ⑶ 测定离心泵特性曲线,在恒定转速下用流量调节阀 18 调节流量进行实验, 测取 10 组以上数据。为了保证实验的完整性,应测取零流量时的数据; ⑷ 测定管路特性曲线 固定在某一开度,利用变频器改变 电 机 的 频 率,用 以 改 变 流 量,测 取8组 以 上 数 据 ( 在 实 验 过 程 中,变 频 仪 的 最 大 输 图 1 流体阻力与离心泵联合实验流程图 出 频 1 离心泵 2 水箱放净阀 3 水箱 4、5 切换阀 6 大孔板流量计 率 最 7 涡轮流量计 8、9、10、11、12、13 管路开关阀 14 高位槽上水阀 15 高位槽 好 不 16 球阀 17 截止阀 18 流量调节阀 19 小孔板流量计 20 层流管流量调节阀 要 超 21 线Hz, 以免损坏离心泵和电机) ; ⑸ 测定不同转速下的离心泵扬程线,首先固定离心泵电机频率,通过调节流 量调节阀 18,测定该转速下的离心泵扬程与流量的关系。然后,再改变频 率, 再通过调节流量调节阀 18,测定此转速下的离心泵扬程与流量的关系。 就可以得到不同转速下离心泵的扬程随流量的变化关系。 ⑹ 进行双泵的并联的实验时(1#、2#并联走 2#设备的流程,3#、4#并联走 4# 设备的流程) ,其方法与测量单泵的特性曲线相似,只是流程上有所差异。 首先,将两台离心泵启动,将 1#或 3#设备的球阀 4、5 关闭(见图 1) ,打 开离心泵连通阀 23,使 1#设备与 2#设备连通(3#设备与 4#设备连通)调 节 2#或 4#设备上的流量调节阀进行实验。其他操作方法与单台泵相同。此 实验只能测定离心泵并联时的扬程与流量的关系,而不能测定离心泵并联 时轴功率及效率与流量的关系。 2、实验装置(2) : 操作说明: 1、关 闭泵进 口阀, 向泵体 内注 水,并 打开出 口阀排 除泵内 空气。 2、关 闭出口 阀,开 启电源 开关, 使泵运 转。 3、开 图2 离心泵特性曲线 型离心泵;3、出口阀;4、线、涡轮流量计显示仪表; 9、计量槽;10、水槽;11、进口阀 启出口阀和进口阀,使泵正常运转。 4、开启测试仪表电源,在泵的最大流量范围内用出口阀控制流量,取10组数据。 5、关闭泵的出口阀,关闭电源开关、停车。 注意: (1)开泵和停泵时,都应将马达-天平测功器上的砝码盘去掉,以免甩掉。 (2)开启测试仪表时,应拨至中间档,防止流量过大而损坏仪表。 四、数据记录与整理 表1、实验记录 序 号 出口压力 进口线 流量计仪表示值 f(赫兹)或压差(kpa) 档次 转速 天平荷重 P2’(kgf/cm ) P1’(mmHg) n(1/分) p(克) 1 2 3 4 5 6 7 8 表2、实测数据整理结果 序 号 流量 Q(m /h) 3 压头 功率 N(kW) 效率 转速 H(m) η (%) n(r/min) 1 2 3 4 5 6 7 8 表3、实测数据换算到指定转速n=2900(转/分)下的值 序 号 流量 Q(m /h) 3 压头 功率 N(kW) 效率 转速 H(m) η (%) n(r/min) 1 2 3 4 5 6 7 8 五、实验报告 在普通坐标纸上标绘离心泵在指定转速n=2900(转/分)下的 H ~ Q 、 N ~ Q 、? ~ Q 。 六、思考题 预习思考题: 1、本实验需要测量哪些参数?各使用什么仪表? 2、简述涡轮流量计、孔板流量计的测量原理。 3、实验开始前,需要做哪些准备?如何正确开车、实验及停车? 报告讨论题: 1、正确进行实验的步骤是什么? 2、离心泵的流量调节原理是什么?调节方法有哪些?各有什么优缺点? 3、离心泵的特性曲线测试条件是什么?条件改变,曲线、要测得完整的性能曲线,测点如何分布较为合理?哪些点较为关键? 5、离心泵的安装高度指什么?有无限制? 6、 离心泵启动前为什么必须灌泵排气?离心泵的送液能力能否通过进口阀进 行调节? 7、 正常工作的离心泵,在进口处设置阀门是否合理?为什么? 附一:实验数据采集系统的运行与使用 当系统安装完毕后,启动程序,此时屏幕上会出现图 3。 图3 若用户第一次使用此软件,会出现一窗口,要求用户输入: 孔板流量计的参数 C1,C2;测压口间距(m) 。 这些参数只需要输入一次,将来运行软件时,若这些参数不需要修改,则不 用再输入这些数据了。 当选择数据采集项后, 程序会要求用户输入要保存数据的文件名,当用户输 入文件名后,程序进入单泵实验界面(见图 4) ,在图中有 5 个数字显示框,分 别为: 1-孔板压降,2-水温,3-泵出口压力,4-泵入口压力,5-电机功率。 1、 数据采集 在画面上方有一排菜单栏,分别为: “实验选择” , “实验操作” , 记录数据,查看数据, “另存数据” ,退出。 ① 实验选择 当点击此菜单时,出现一下拉菜单, “单泵实验” , “双泵并联” 。当选择“单 泵实验”时,又会出一个子菜单, “泵特性 图 4 单泵实验 图5 双泵并联 曲线” , “管路特性曲线” , “扬程曲线” 。用户可以根据自己想做的实验进行 选择。 (注: “管路特性曲线”与“扬程曲线”实验必须在有变频器时才能进行) 。 当选择“双泵并联”时,屏幕出现双泵并联实验界面(见图 5) ,1-孔板压 差,2-水温,3-泵出口压力,4-泵入口压力,此时可以进行双泵并联实验。 双泵并联时只能做测定离心泵并联扬程和流量关系曲线的实验。 注意: 当进行并联实验时, 必须将两套设备的通讯插头全插在同一台计算机 上,而且用于计量流量的那套实验装置的通讯插头要插在串口 1(即 COM1)上, 另一套装置的插头插在串口 2(即 COM2)上,不插或插反,都无法进行实验。所 以做并联实验时,所用的计算机必须是有 2 个通讯口的。 ② 实验操作(当有变频器时,才能使用此功能) 当点击此项时,会出现一下拉菜单(见图 6) , “改变频 图6 率” , “开关水泵” 。由于除泵特性曲线实验外,其他实验都需要改变离心泵电机 频率进行实验,所以,当使用计算机在线采集数据时,除了做离心泵的特性曲线 实验外,都必须使用计算机调节泵的电机频率,否则不能进行计算机数据采集。 当选择“开关水泵”时,屏幕中会出现一组按钮(见图 7) ,其中,红色的 为关水泵按钮,绿色的为开水泵按钮。 图7 当选择“改变频率”时,屏幕中会出现一频率调节框(见图 8) ,要求用户 调节频率,之后计算机通过通讯系统,调节安装在设备上的变频仪的频率值,并 通过变频仪调节离心泵电机的频率,以达到实验的要求。当进行双泵串、并联实 验时, 图8 计算机将同时调节两套设备上的变频仪,并调节到同一个频率值上。 ③ 记录数据 当数据稳定后,点击“记录数据”按钮,将当前最新的数据存入前面选定的 数据文件中。 ④ 查看数据 选此功能时,出现一下拉菜单(见图 9) ,分别为“实验数据”及“实验结 果” 。当选择“实验数据”时,画面中出现一列表框,将前面所有记录的数据全 部列出来,供用户查看,若用户对某一组数据不满意,可以删除。当选择“实验 结果”时,则在坐标系中将用户的实验结果绘出。 图9 ⑤ 退出 选此按钮时,程序退出采集回到图 3 画面。 2、实验结果 当用户在图 3 画面中选择实验结果,屏幕中出现图 10: 图 10 点击“数据查看” ,出现一下拉菜单(见图 11) ,分别为“离 图 11 心泵特性” , “管路特性” , “单泵扬程” , “双泵并联扬程” 。选择任意一项,屏幕 中出现一个列表(见图 12) ,将用户要查看的数据文件中的原始数据列于表内。 此时,若发现某组数据不好,点击此数据行,然后选择“删除” ,可删除此组数 据。若要打印数据,点击“打印数据” ,则可在打印机中打出此表中的全部数据。 图 12 点击“实验结果” ,出现一下拉菜单(见图 13) ,分别为“离心泵特性曲线” , “管路特性曲线” , “单泵扬程线” , “双泵并联扬程线” , “扬程比较” 。当选择前 4 项时,计算机会在坐标系中绘出相应的实验结果(见图 14) 。当选择“扬程比 较”时,计算机会在同一坐标系绘出电机频率在 50Hz 时单泵,双泵并联,双泵 串联的扬程,以利于直观观察实验结果。 图 13 在图 14 中,有一菜单栏,分别为“打印” , “结果” , “退出” 。当选择“打印” 功能时, 则从打印机中打印当前屏幕中的图形, 此时, 打印机必须接在计算机上, 并处于开启状态,否则可能会出现程序不正常退出的错误。当选择“结果”时, 出现一列表框,将计算结果列于表中。若选择“退出” ,则退回到图 10 状态。 图 14 3、修改参数 第一次运行此软件时,既已经将参数输入了,一般情况下,不用选择此项, 只有在参数丢失或参数改变时,需要重新输入参数时,才使用此功能。 5、退出 用户在图 3 画面中选退出时,即结束程序的运行。

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