离心泵

离心泵特性曲线的测定
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1. 实验目的
①掌握离心泵特性曲线的测定方法。

②了解离心泵的构造、安装、使用与操作。

2. 实验原理
离心泵的特性受泵的结构，叶轮形式与转速的影响，特性参数包括流量Ｑ、扬程H 、功率N 、效率η，对确定的泵，在一定的转速下，H 、N 、η 都随流量Ｑ的改变而变化，以曲线形式表示这些参数之间的关系就是离心泵的特性曲线。

离心泵的特性曲线能清楚的反映离心泵的操作性能，是选用离心泵和确定泵的适宜操作条件的主要依据。

对任意一台离心泵的特性曲线不能用解析法进行计算，只能通过实验来测定。

（1） 流量Ｑ的测定
通过离心泵的流量采用涡流流量计测量，本实验系统中流量计读数与实际流量间的关系式为：
k
f
Q =
（错误！文档中没有指定样式的文字。

-1） 式中：Q — 流量，m 3
f — 涡轮转数，Hz
k — 流量计校正系数，升次
（2） 扬程H 的测定
在泵的吸入口和排出口之间列柏努利方程：
出入出
出
出入
入
入-++
+
=++
+
f H g
u g
p Z H g
u g
p Z 2222ρρ （错误！文档中
没有指定样式的文字。

-2）
()出入出
入入
出入出-+-+
-+
-=f H g
u u g
p p Z Z H 222ρ （错误！文档中
没有指定样式的文字。

-3）
上式中出入-f H 是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力，与柏努利方程式中其它项比较，出入-f H 值很小，可以忽略，上式变为：
()g
u u g
p p Z Z H 222入
出入
出入出-+
-+
-=ρ （错误！文档中没有
指定样式的文字。

-4）
式中：H — 离心泵的扬程，m
入出、P P — 出口、入口处压强，Pa 入出、u u — 出口、入口处流速，s m 入出、Z Z — 出口、入口测压点高度，m
ρ — 流体密度，3m kg
g — 重力加速度，2s m
将测得的()
入出Z Z -和入出P P -的值以及计算所得的出入、u u 代入上式即可求得H 的数值。

（3） 功率N 的测定
功率表测得的功率为电动机的输入功率()kW 电入N ，泵由电动机直接带动，传动效率可视为1，电动机的输出功率()kW 电出N 等于泵的轴功率()kW N ，即：
电出轴N N = （错误！文档中没有指定样式的文
字。

-5）
电电入电出η⋅=N N （错误！文档中没有指定样式的文
字。

-6）
所以
电电入η⋅=N N （错误！文档中没有指定样式的文
字。

-7）
式中：电η — 电动机效率，无因次
（4） 泵效率 η 的测定
N
N e
=
η （错误！文档中没有指定样式的文字。

-8） 102
1000ρ
ρHQ g HQ Ne ==
（错误！文档中没有指定样式的
文字。

-9）
式中：η — 泵的效率
e N — 泵的有效功率，kW
（5） 转速ｎ的测定
3. 实验内容
测定单级离心泵在不同转速下的特性参数，绘制离心泵特性曲线。

图3-2 离心泵性能测定实验装置流程图
1-离心泵 2-真空表 3-压力表 4-变频器 5-功率表 6流量调节阀 7-实验管路
8-温度计 9-涡轮流量计 10-实验水箱 11-放水阀 12-频率计
4. 实验装置与流程
（1） 实验装置流程图（见图3-2） （2） 流程简介
如图3-2所示，水泵1将水槽10内的水输送到实验系统，用流量调节阀6调节流量，流体经涡轮流量计9计量后，流回储水槽。

（3） 设备的主要技术数据
①离心泵：流量min L 12020~Q =，扬程m 19513~.H =，轴功率KW 550.N =。

②真空表测压位置管内径m 02501.d =。

③压强表测压位置管内径m 02501.d =。

④真空表与压强表测压口之间的垂直距离m 1800.h =。

⑤实验管路内径 m 0400.d 。

⑥电机效率为60%。

⑦涡轮流量计仪表常数：第1套77.910次/升，第2套77.920次/升。

⑧功率表型号为 PS-139，精度1.0级。

⑨泵吸入口真空表：测量范围0.1～0MPa ，精度1.5级。

⑩泵出口压力表：测量范围0～0.25MPa ，精度1.5级。

5. 实验方法及步骤
①向储水槽10内注入清水。

②检查流量调节阀6，压力表3及真空表2的开关是否关闭(应关闭)。

③启动实验装置总电源，用变频调速器上∧、∨及＜键设定频率后，按run 键启动离心泵，缓慢打开调节阀6至全开。

待系统内流体稳定，打开压力表和真空表的开关，方可测取数据。

④测取数据的顺序可从最大流量至0，或反之，一般测10～20组数据。

⑤每次在稳定的条件下同时记录流量、压力表、真空表、功率表的读数及流体温度。

⑥实验结束，关闭流量调节阀，停泵，切断电源。

6. 实验注意事项
①该装置电路采用五线三相制配电，实验设备应良好地接地。

②使用变频调速器时一定注意FWD 指示灯亮，切忌按FWD REV 键REV 指示灯亮，电机会反转。

③ 启动离心泵前，关闭压力表和真空表的开关 以免损坏压力表。

7. 思考题
①测定离心泵的特性曲线并绘出曲线图时为什么要注明转速数值？
②随着离心泵流量的增大，进口真空表和出口压力表指示的数值怎么变化？功率表读数如何变化？
③离心泵怎样启动？为什么？
④ 离心泵启动后，如不打开出口阀会有什么结果？ ⑤ 为什么离心泵可用出口阀来调节流量？
数据处理:
数据处理：
（1） 流量Ｑ的测定
通过离心泵的流量采用涡流流量计测量，本实验系统中流量计读数与实际流量间的关系式为：
k
f
Q =
（错误！文档中没有指定样式的文字。

-10）
式中：Q — 流量，m 3
f — 涡轮转数，Hz
k — 流量计校正系数，升次
（2） 扬程H 的测定
在泵的吸入口和排出口之间列柏努利方程：
出入出
出
出入
入
入-++
+
=++
+
f H g
u g
p Z H g
u g
p Z 2222ρρ （错误！文档中
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-11）
()出入出
入入
出入出-+-+
-+
-=f H g
u u g
p p Z Z H 222ρ （错误！文档中
没有指定样式的文字。

-12）
上式中出入-f H 是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力，与柏努利方程式中其它项比较，出入-f H 值很小，可以忽略，上式变为：
()g
u u g
p p Z Z H 222入
出入
出入出-+
-+
-=ρ （错误！文档中没有
指定样式的文字。

-13）
式中：H — 离心泵的扬程，m
入出、P P — 出口、入口处压强，Pa 入出、u u — 出口、入口处流速，s m 入出、Z Z — 出口、入口测压点高度，m
ρ — 流体密度，3m kg
g — 重力加速度，2s m
将测得的()
入出Z Z -和入出P P -的值以及计算所得的出入、u u 代入上式即可求得H 的数值。

（3） 功率N 的测定
功率表测得的功率为电动机的输入功率()kW 电入N ，泵由电动机直接带动，传动效率可视为1，电动机的输出功率()kW 电出N 等于泵的轴功率()kW N ，即：
电出轴N N = （错误！文档中没有指定样式的文
字。

-14）
电电入电出η⋅=N N （错误！文档中没有指定样式的文
字。

-15）
所以
电电入η⋅=N N （错误！文档中没有指定样式的文
字。

-16）
式中：电η — 电动机效率，无因次
（4） 泵效率 η 的测定
N
N e
=
η （错误！文档中没有指定样式的文字。

-17）
102
1000ρ
ρHQ g HQ Ne ==
（错误！文档中没有指定样式的
文字。

-18）
式中：η — 泵的效率 e N — 泵的有效功率，kW
数据处理：
同40Hz ；
0.10.20.30.40.50.60.70
24681012
1416180
1
2
3
4
5
6
7
8
N /K w η/%
H /m
Q/L*S^-1
n=2520r*min^-1
数据处理同40Hz：
0.10.20.30.40.50.60.70
24681012
1416180
1
2
3
4
5
6
7
8
N /K w η/%
H /m
Q/L*S^-1
n=2520r*min^-1。