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离心泵特性曲线测定实验指导书离心泵特性曲线测定一、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测定方法;3.了解电动调节阀的工作原理和使用方法。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: (11)由于两截面间的管长较短,通常可忽略阻力项,速度平方差也很小故可忽略,则有 (12)式中: ,表示泵出口和进口间的位差,m;和 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 (W) (13)其中,N电为电功率表显示值,k代表电机传动效率,可取。3效率的计算泵的效率是泵的有效功率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: (14) 故泵效率为 (15)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 (16)扬程 (17)轴功率 (18)效率 (19)三、实验装置与流程离心泵特性曲线测定装置流程图如下:图1 实验装置流程示意图四、实验步骤及注意事项(一)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.检查电源和信号线是否与控制柜连接正确,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。 3.实验时,逐渐打开调节阀以增大流量,待各仪表读数显示稳定后,读取相应数据。(离心泵特性实验部分,主要获取实验参数为: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。) 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、扬程和功率等)。 5.实验结束停止泵切断仪表电源,整理实验现场。(二)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。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 实验次数流量Q m3/h泵进口压力p1 kPa泵出口压力p2 kPa电机功率N电 kW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:实验次数流量Q m3/h扬程H m轴功率N kW泵效率 %六、实验报告1分别绘制一定转速下的HQ、NQ、Q曲线2分析实验结果,判断泵最为适宜的工作范围。七、思考题1. 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?2. 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. 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?4. 泵启动后,出口阀如果不开,压力表读数是否会逐渐上升?为什么?5. 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?6. 试分析,用清水泵输送密度为1200Kg/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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