离心泵特性测定实验报告.docx
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离心泵特性测定实验报告
离心泵特性测定实验报告
姓名：
刘开宇
学号：
1410400g08
班级：
14食品2班
实验日期：
2016.10.10
学校：
湖北工业大学
实验成绩：
批改教师：
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η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：
（1－1）
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
（1－2）
式中：
，表示泵出口和进口间的位差，m；和
ρ——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）（1－3）
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η的计算
泵的效率η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：
（1－4）
故泵效率为
（1－5）
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
（1－6）
扬程
（1－7）
轴功率
（1－8）
效率
（1－9）
三、实验装置与流程
离心泵特性曲线测定装置流程图如下：
1－水箱； 2－离心泵；3－转速传感器；4－泵出口压力表；5－玻璃转子流量计；6－出口流量调节闸阀；7－灌泵漏斗；8－泵进口压力表；9－温度计；
图1 实验装置流程示意图
四、实验步骤及注意事项
１．实验步骤：
（1）清洗水箱，并加装实验用水。
通过灌泵漏斗给离心泵灌水，排出泵内气体。
（2）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。
开启离心泵之前先将出口阀关闭，当泵达到额定转速后方可逐步打开出口阀。
（3）实验时，逐渐打开出口流量调节闸阀增大流量，待各仪表读数显示稳定后，读取相应数据。
离心泵特性实验主要获取实验数据为：
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（H0＝0.1m）。
（4）改变出口流量调节闸阀的开度，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、额定转速、扬程和功率等），停泵前先将出口流量调节闸阀关闭。
２．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。
（3）不要在出口流量调节闸阀关闭状态下长时间使泵运转，一般不超过三分钟，否则泵中液体循环温度升高，易生气泡，使泵抽空。
五、数据处理
（1）记录实验原始数据如下表1：
实验日期：
2016.10.10实验人员：
刘开宇学号：
1410400g08装置号：
离心泵型号＝MS60/0.55，额定流量＝60L/min，额定扬程＝19.5，额定功率＝0.55kW
泵进出口测压点高度差H0=0.1m，流体温度t＝30℃
序号
流量Q
m3/h
泵进口压力p1kPa
泵出口压力p2kPa
电机功率N电kW
泵转速n
r/min
1
6
-10
135
0.750
2880
2
5.6
-8
151
0.730
2880
3
5.2
-7.9
165
0.723
2880
4
4.8
-7
178
0.700
2880
5
4.4
-6.1
189
0.686
2900
6
4
-5.9
198
0.669
2900
7
3.6
-5
206
0.645
2900
8
3.2
-4.5
214
0.615
2900
9
2.8
-4
221
0.583
2920
10
2
-3.5
231
0.522
2940
11
1.2
-3
238
0.468
2940
12
0.6
-3
243
0.438
2940
（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：
序号
流量Q’
m3/h
扬程H’
m
轴功率N’
kW
泵效率η’
%
1
6.27
16.34
0.814
32.44
2
5.85
17.91
0.792
34.09
3
5.43
19.47
0.784
34.74
4
5.02
20.82
0.759
35.42
5
4.63
22.26
0.760
34.93
6
4.21
23.26
0.741
34.03
7
3.79
24.06
0.714
32.86
8
3.37
24.91
0.680
31.72
9
2.97
26.01
0.659
30.15
10
2.13
27.47
0.602
25.06
11
1.28
28.23
0.540
17.23
12
0.64
28.81
0.505
9.40
六、实验报告
1．分别绘制一定转速下的H～Q、N～Q、η～Q曲线
Q/m3/h
0.64
1.28
2.13
2.97
3.37
3.79
4.21
4.63
5.02
5.43
5.85
6.27
扬程/m
28.81
28.2
27.47
26.01
24.91
24.06
23.26
22.3
20.8
19.47
17.9
16.3
Q/m3/h
0.64
1.28
2.13
2.97
3.37
3.79
4.21
4.63
5.02
5.43
5.85
6.27
轴功率/kW
0.505
0.54
0.602
0.659
0.68
0.714
0.741
0.76
0.759
0.784
0.792
0.814
Q/m3/h
0.64
1.28
2.13
2.97
3.37
3.79
4.21
4.63
5.02
5.43
5.85
6.27
泵效率/%
9.4
17.23
25.06
30.15
31.72
32.86
34.03
34.93
35.42
34.74
34.09
32.44
2．分析实验结果，判断泵最为适宜的工作范围。
流量在4.63m3/h到5.43m3/h之间泵效率达到最高，因此为最适宜的工作范围。
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？
答:
关闭阀门的原因从试验数据上分析：
开阀门时，扬程极小，电机功率极大，可能会烧坏电机。
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？
答：
因为空气密度小，所产生的离心力很小，在吸入口所形成的真空不足以将液体吸入泵内；泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏。
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？
答：
用出口阀门调解流量而不用泵前阀门调解流量保证泵内始终充满水，用泵前阀门调节过度时会造成泵内出现负压，使叶轮氧化，腐蚀泵。
还有的调节方式就是增加变频装置。
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？
答：
不会，因为当泵完好时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受外网特性曲线影响。
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？
答：
不合理，安装阀门会增大摩擦阻力，影响流量的准确性。
6.试分析，用清水泵输送密度为1200Kg/ｍ
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？
答：
不会变化，泵的压力及轴功率只跟流量有关，流量不变，则泵的压力及轴功率都不会变。
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