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离心泵性能测定实验装置说明书天津大学化工基础实验中心201306一、实验目的:1.熟悉离心泵的结构、性能及特点,练习并掌握其操作方法。2.掌握离心泵特性曲线和管路特性曲线的测定方法、表示方法,加深对离心泵性能的了解。二、实验内容:1.熟悉离心泵的结构与操作方法。2.测定某型号离心泵在一定转速下的特性曲线。3.测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。三、实验原理:1.离心泵特性曲线测定:离心泵是最常见的液体输送设备。在一定的型号和转速下,离心泵的扬程H、轴功率N及效率均随流量Q而改变。通常通过实验测出HQ、NQ及Q 关系,并用曲线表示之,称为特性曲线。特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。泵特性曲线的具体测定方法如下:(1) H 的测定:在泵的吸入口和排出5之间列柏努利方程 (1) (2)上式中是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力,与柏努力方程中其它项比较,值很小,故可忽略。于是上式变为: (3)将测得的和的值以及计算所得的代入上式,即可求得H。(2) N 测定:功率表测得的功率为电动机的输入功率。由于泵由电动机直接带动,传动效率可视为1,所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。即:泵的轴功率 N=电动机的输出功率,Kw电动机输出功率=电动机输入功率电动机效率。泵的轴功率=功率表读数电动机效率,Kw。 (3) 测定: (4) (5)式中:泵的效率; N泵的轴功率,Kw;Ne-泵的有效功率Kw; H泵的扬程,m;Q泵的流量,m3/s; -水的密度,Kg/m3。2.管路特性曲线: 当离心泵安装在特定的管路系统中工作时,实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关,还与管路特性有关,也就是说,在液体输送过程中,泵和管路二者相互制约的。管路特性曲线是指流体流经管路系统的流量与所需压头之间的关系。若将泵的特性曲线与管路特性曲线在同一坐标图上,两曲线交点即为泵的在该管路的工作点。因此,如同通过改变阀门开度来改变管路特性曲线,求出泵的特性曲线一样,可通过改变泵转速来改变泵的特性曲线,从而得出管路特性曲线。泵的压头H计算同上。四、实验装置基本情况:1.实验设备主要技术参数:离心泵:型号WB70/055 电机效率为60% 实验管路d=0.042m真空表测压位置管内径d入=0.036m压强表测压位置管内径d出=0.042m真空表与压强表测压口之间垂直距离h0=0.265m流量测量:涡轮流量计 型号LWY40C 量程020m3/h 数字仪表显示;功率测量:功率表 型号PS-139 精度1.0级 数字仪表显示;泵入口真空度测量:真空表表盘真径100mm 测量范围-0.1-0MPa; 泵出口压力的测量: 压力表表盘直径100mm 测量范围0-0.25MPa ;(6)温度计:Pt100 数字仪表显示。2.离心泵性能测定流程示意图见图一、仪表面板示意图见图二:图一 离心泵性能测定流程示意图1-水箱;2-泵入口真空表控制阀;3-离心泵;4-流量调节阀;5-泵出口压力表控制阀;6-泵入口真空表;7-泵出口压力表;8-涡轮流量计;9-灌泵入口; 10-灌水控制阀门;11-排水阀;12-底阀图二 设备面板示意图五、实验操作方法:1.离心泵性能测定实验:向水箱1内注入蒸馏水,检查流量调节阀4、压力表7及真空表6的控制阀门5和2是否关闭。启动实验装置总电源,由于本设备是有一定安装高度的,因此要运行必须要灌泵才能启动泵,从灌水口9灌水直至水满为止。按变频器的RUN键启动离心泵,测取数据的顺序可从最大流量开始逐渐减小流量至0或反之。一般测取10-20组数据。通过改变阀门4的开度测定数据。测定数据时,一定要在系统稳定条件下进行记录,分别读取流量计、压力表、真空表、功率表及流体温度等数据并记录。实验结束时,关闭流量调节阀门4,停泵,切断电源。2.管路特性实验:首先关闭离心泵的出口阀4、真空表和压力表控制阀2、5。启动离心泵,调节阀们4到一定开度记录数据(流量、入口真空度和出口压力)。改变变频器的频率记录以上数据(参照数据表)。实验结束关闭流量调节阀4,停离心泵。六、实验操作注意事项:1.该装置电路采用五线三相制配电,实验设备应良好接地。2.使用变频调速器时一定注意FWD指示灯是亮的,切忌按FWD REV键,REV指示灯亮时电机将反转。3.启动离心泵之前,一定要关闭压力表和真空表的控制开关5和2, 以免离心泵启动时对压力表和真空表造成损害。七、实验数据处理:附数据处理过程举例(以表1中第1组数据为例)涡轮流量计读数:9.00 m3/h 泵入口压力表读数:-0.052Mpa压力表读数:0.025Mpa 功率表读数:0.75 Kw =2.46(m/s) =1.81(m/s)8.00(m) 管路特性计算方法相同。3.数据表格及图形:表一 离心泵性能测定数据记录表水温度18.3 液体密度=996.05kg/m 泵进出口高度=0.265米序号入口压力P1(MPa)出口压力P2(MPa)电机功率(kw)流量Q(m3/h)u入(m/s)u出(m/s)压头H(m)泵轴功率N(w)(%)12345678910111213表二 离心泵管路特性数据表序号电机频率Hz入口压力P1(MPa)出口压力P2(MPa)流量Q(m3/h)u入(m/s)u出(m/s)压头H(m)12345678910111213141516图三 离心泵性能-管路特性曲线7
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