離心泵特性曲線的測定

1、離心泵特性曲線的測定 一、 實驗?zāi)康?、 了解離心泵的結(jié)構(gòu)與特性，熟悉離心泵的使用。2、 測定離心泵在恒定轉(zhuǎn)速下的特性曲線，并確定泵的最佳工作范圍。3、 熟悉孔板流量計的構(gòu)造、性能及安轉(zhuǎn)方法。4、 測量孔板流量計的孔流系數(shù)C隨雷若數(shù)Re變化的規(guī)律。5、 測定管路特性曲線。二、 基本原理離心泵的主要性能參數(shù)有流量Q、壓頭H、效率和軸功率N，在一定轉(zhuǎn)速下，離心泵的送液能力（流量）可以通過調(diào)節(jié)出口閥門使之從零至最大值間變化。而且，當(dāng)期流量變化時，泵的壓頭、功率、及效率也隨之變化。因此要正確選擇和使用離心泵，就必須掌握流量變化時，其壓頭、功率、和效率的變化規(guī)律、即查明離心泵的特性曲線。1、揚(yáng)程H的測定

2、與計算取離心泵進(jìn)口真空表和出口壓力表處為1、2截面，列機(jī)械能衡算方程： 因兩截面間的管長很短，通常將其阻力項歸并到泵的損失中，且泵的進(jìn)出口為等徑管則有 式中 H0 ：泵出口和進(jìn)口的位差，對于磁力驅(qū)動泵32CQ-15裝置，H0=0.3m：流體密度，kg/m3 ；p1、p2：分別為泵進(jìn)、出口的壓強(qiáng)，Pa；u1、u2：分別為泵進(jìn)、出口的流速，m/s；z1、z2：分別為真空表、壓力表的安裝高度，m。2、軸功率N的測量與計算N=N電k 式中N電為泵的軸功率，k為電機(jī)傳動效率，取k=0.93、效率的計算泵的效率是泵的有效功率Ne與軸功率N的比值。反映泵的水力損失、容積損失和機(jī)械損失的大小。泵的有效功率Ne

3、可用下式計算： 故泵的效率為 4、泵轉(zhuǎn)速改變時的換算在繪制特性曲線之前，須將實測數(shù)據(jù)換算為某一定轉(zhuǎn)速n¢ 下（可取離心泵的額定轉(zhuǎn)速）的數(shù)據(jù)。換算關(guān)系如下：流量 揚(yáng)程 軸功率 效率 5、管路特性曲線H-Q 在一定的管路上，泵提供的壓頭和流量必然與管路所需的壓頭和流量一致。若將泵的特性曲線與管路特性曲線繪制在同一坐標(biāo)圖上，兩曲線的交點即為泵在該管路的工作點。通過改變泵轉(zhuǎn)速來改變泵的特性曲線，從而得出管路特性曲線。泵的壓頭H計算同上。其中 當(dāng)H=He時，調(diào)節(jié)流量，即可得到管路特性曲線H-Q6、孔板流量計孔流系數(shù)的測定孔板流量計是利用流體通過銳孔的節(jié)流作用， 造成孔板前后壓強(qiáng)差，作為測量依據(jù)

4、。根據(jù)伯努利方程式，暫不考慮能量損失，可得 或 管徑為d1,孔板銳孔直徑為d0，流體流經(jīng)孔板后所形成的縮脈的直徑為d2，流體密度為，孔板前測壓導(dǎo)管截面處和縮脈截面處的速度和壓強(qiáng)分別為u1、u2與p1、p1,由于縮脈的位置隨流速的變化而變化，故縮脈的截面積A2難以知道，而孔口的截面積已知，可用孔板孔徑處的u0來代替u2，考慮到流體因局部阻力損失而造成的能量損失，用校正系數(shù)C校正后，有：對于不可壓縮流體，根據(jù)連續(xù)性方程有：經(jīng)過整理可得：令則又可簡化為：根據(jù)u0和A0即可算出流體的體積流量： m3/s或 m3/s式中 Q流體的體積流量，m3/s p孔板壓差，PaA0孔口面積，m2流體的密度，kg/m

5、3C0孔流系數(shù)孔流系數(shù)的大小由孔板銳孔的形狀、測壓口的位置、孔徑與管徑比和雷諾數(shù)共同決定，具體數(shù)值由實驗確定。當(dāng)d0/d1一定，雷若數(shù)超過一定數(shù)值后，C0為常數(shù)。三、 實驗裝置與流程1， 實驗裝置與流程離心泵特性曲線測定裝置流程如下圖四、實驗步驟及注意事項1、實驗步驟（1）實驗用水準(zhǔn)備：清洗水箱，并加裝實驗用水（2）離心泵排氣：通過灌泵漏斗給離心泵灌水，排除泵內(nèi)氣體（3）儀表自檢情況，打開泵進(jìn)口閥，關(guān)閉出口閥，試開離心泵，檢查電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時聲音是否正常，離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)的方向是否正確。（4）開啟離心泵，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后打開出口閥。（5）實驗時，通過組態(tài)軟件或儀表逐漸改變出口流量調(diào)節(jié)閥的開度，待儀

6、表示數(shù)穩(wěn)定后，讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)。（離心泵特性實驗主要獲取的實驗數(shù)據(jù)為：流量Q，泵進(jìn)口壓力P1，泵出口壓力p2、電機(jī)功率N電、泵轉(zhuǎn)速n，及流體溫度t和測壓點高度差H0）（H0=0.30m）。（6）測定管路特性曲線時，固定閥門開度，改變離心泵電機(jī)頻率，測定液體的流量，改變離心泵電機(jī)頻率，測定液體的流量，離心泵進(jìn)出、口壓力以及電機(jī)的頻率。（7）實驗時，記錄流量及孔板兩端的壓降，測定孔板流量計的C0Re之間的關(guān)系，并計算孔流系數(shù)C0。（8）測定十組左右數(shù)據(jù)后，結(jié)束實驗，先關(guān)閉出口流量調(diào)節(jié)閥，再停泵。然后記錄下離心泵的型號，額定流量、額定轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程和功率等。2、注意事項（1）一般每次實驗前，均需對泵進(jìn)行灌泵

7、操作，以防止離心泵氣縛。同時注意定期對泵進(jìn)行保養(yǎng)，防止葉輪被固體顆粒損壞。（2）泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，勿碰觸泵主軸部分，因其高速轉(zhuǎn)動，可能會纏繞并傷害身體接觸部位。（3）不要在出口閥關(guān)閉狀態(tài)下長時間使泵運(yùn)轉(zhuǎn)，一般不超過三分鐘，否則泵中液體循環(huán)溫度升高，易生氣泡，使泵抽空。四、 數(shù)據(jù)記錄與處理1、記錄實驗原始數(shù)據(jù)離心泵特性曲線實驗原始數(shù)據(jù)記錄表序號流量/(m3/h)泵進(jìn)口壓力/(kpa)泵出口壓力/(kpa)電機(jī)功率/（kw）轉(zhuǎn)速/(r/min)10.494830.44310020.853810.45310031.23790.45310041.553780.46310051.92750.46310062

8、.262710.46310072.621670.48310082.941620.49310093.30560.483100103.65-1500.493100114-2420.493100124.35-2350.53100134.64-3290.531002、實驗數(shù)據(jù)處理離心泵特性曲線實驗數(shù)據(jù)處理表序號流量Q/(m3/s)揚(yáng)程H/m軸功率N/kW泵效率/%10.000148.370.3962.8220.000248.260.4054.7230.000338.060.4056.5040.000437.960.4148.1150.000537.750.4149.6860.000637.340.41

9、410.9170.000737.040.43211.6180.000826.530.44111.8490.000926.020.43212.51100.001015.510.44112.40110.001114.790.44111.83120.001214.080.4510.72130.001293.570.4510.01 處理步驟；（以第一組為例）=0.3+(83-4)/ gT=20時，=998.5kg/m3得H=8.37m（1） N= N電電 =0.95N電=0.95x0.44=0.396（kw） （2） 因為離心泵的特性曲線是某型號泵在指示轉(zhuǎn)速下的H-Q、N-Q、-Q線。如下圖所示：管路

10、全開時 原始數(shù)據(jù)記錄序號流量Q/m3·h-1P/Pa泵頻率電機(jī)功率N/KW流體溫度n/HZT/16.7765000501.0517.726.2757000450.917.735.4442000400.6917.744.935000350.5717.754.0224000300.4217.763.4419000250.3417.7 數(shù)據(jù)處理流量Q /m3·h-1H /m/Kg·m-36.776.94 998.56.276.13 998.55.444.59 998.54.93.88 998.54.022.75 998.53.442.24 998.5孔板流量計數(shù)據(jù)記錄Q

11、 /m3·h-1P /Pau0/m·s-1u1/m·s-1CoRe10.64500.48 0.13 0.569 5350 0.98500.72 0.20 0.553 7632 1.215000.96 0.27 0.544 9835 1.522001.20 0.33 0.541 11487 1.833501.44 0.40 0.541 13612 2.147501.68 0.46 0.538 15815 2.460001.92 0.53 0.537 16838 2.771002.17 0.60 0.535 18333 五、思考題1、試從所測實驗數(shù)據(jù)分析，離心泵在啟動

12、時為什么要關(guān)閉出口閥門？在實驗中，為了得到比較好的實驗結(jié)果，實驗流量范圍下限應(yīng)該小到零，上限應(yīng)該到最大，為什么？答：開閥門意味著揚(yáng)程有極小值，那么電機(jī)功率就有極大值，會燒壞機(jī)器。流量范圍從最小值到最大值變化，可以做到均勻取點，實驗數(shù)據(jù)分布盡可能合理，造成的實驗誤差盡可能的小，從而使得最終處理而得的實驗結(jié)果更符合實際。2、啟動離心泵之前為什么要引水灌泵？如果灌泵后依然啟動不起來，你認(rèn)為可能的原因是什么？答：防止氣縛現(xiàn)象的發(fā)生；電路問題或者泵已經(jīng)損壞3、為什么用泵的出口閥門調(diào)節(jié)流量？這種方法有什么優(yōu)缺點？還有其他方法調(diào)節(jié)流量？答：優(yōu)點是操作簡單，但是難以達(dá)到對流量的精細(xì)控制；使用變頻調(diào)節(jié)器可以通過調(diào)節(jié)泵機(jī)轉(zhuǎn)速從而調(diào)節(jié)流量。4、泵啟動后，出口閥如果打不開，壓力表讀數(shù)是否會逐漸上升？