离心泵特性曲线实验报告.doc

离心泵特性曲线测定实验
一、实验目的
1.1能进行离心泵特性曲线测定实验，测出扬程与流量、功率与流量以及离心泵效率与流量的关系曲线图；
1.2学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法，使学生了解涡轮流量计、电动调节阀以及相关仪表的原理和操作。

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。

2.1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：
由于两截面间的管子较短，通常可忽略阻力项 h f ，速度平方差也很小，故也可忽略，则有
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。

2.2轴功率N的测量与计算:
其中，N电为电功率表显示值，k代表电机传动效率，可取。

95.0＝k
2.3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率，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：
2.4 转速改变时各参数的换算
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：
三、实验步骤
3.1实验准备：
（1）实验用水准备：清洗水箱，并加装实验用水。

（2）离心泵排气：通过灌泵漏斗给离心泵灌水，排出泵内气体。

3.2开始实验：
（1）仪表自检情况，打开泵进口阀，关闭泵出口阀，试开离心泵，检查电机运转时声音是否正常，，离心泵运转的方向是否正确。

（2）开启离心泵，当泵的转速达到额定转速后，打开出口阀。

（3）实验时，通过组态软件或仪表逐渐改变出口流量调节阀的开度，使泵出口流量从1000L/h逐渐增大到4000L/h，每次增加500L/h。

在每一个流量下，待系统稳定流动5分钟后，读取相应数据。

离心泵特性实验主要需获取的实验数据为：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）实验结束，先关闭出口流量调节阀，再停泵。

然后记录下离心泵的型号，额定流量、额定转速、扬程和功率等。

四、实验数据记录与实验数据处理
4.1数据记录
4.2数据处理
4.2.1根据原理部分的公式，按照比例定律校合转速后，计算各流量下的扬程、轴功率与效率。

（1）扬程与流量关系图H-Q
(2)电机功率与流量关系图N-Q
（3）泵效率与流量关系图η-Q
4.2.2分析实验结果，判断泵最佳工作范围
由泵的效率与流量关系图可得，在流量1.00-5.00m3/h范围内，泵的效率逐渐升高，但在4.0-5.0区间内，泵的效率趋于平缓；而在电机功率与流量关系图中，电机的效率随着流量的升高而升高。

由此在实验范围内我们可判定泵的最佳工作范围在流量控制在4.5-5.0m3/h内。

五、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？
答：因为N随Q的增大而增大，当Q＝0时，N最小，因此，启动离心泵时，应关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电机。

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，你认为是
什么原因？
答：引水灌泵时为了排除泵内的气体。

泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏，即使电机的三相电接反了，泵也会启动的。

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崩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，压力表和真空表读数是否会逐渐升高？为什么？答：当泵不被损坏时，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造成的。

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：合理，方便检修。

6、试分析，用清水泵输送密度为1200Kg/m^3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：如果选用的是同一台水泵，同样的电机功率，外网不变的情况下，那么压力不会变化，轴功率会增加。