泵的特性曲线

北京化工大学

实验报告

课程名称：化工原理实验实验日期：2010 年10 月28 日班级：化工0808 学生姓名：

一、实验名称：

离心泵性能曲线

二、组员介绍：

实验时间：2010年10月28日

报告人：

三、报告摘要：

本实验以水为流动介质，实验装置主要由水槽、离心泵、真空表、压力表、控制阀以及孔板流量计等组成，在常温常压下测定了离心泵在恒定转速下的特性

与效率 随流量Q的变化关系，通曲线，并探讨了离心泵的扬程e

H、轴功率N

轴

上升，而泵的总效率先增过实验可知随着流量增大，扬程e

H下降，轴功率N

轴

C随雷诺数Re的变化大后减小。依据孔板流量计的测量原理测定了其孔流系数

C约为0.845347。在测定管路特性曲线时，通过调节离心泵的工关系，并测得

作频率调节流量，并由孔板流量计测定，得到在不同开度下的管路特性曲线，有图得知随着流量的增加，管路的压头递增。在整个实验过程中，进展顺利，基本达到了预期的实验目的。

四、实验目的及任务：

①了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法。

②测定离心泵在恒定转速下的特性曲线，并确定泵的最佳工作范围。

③熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。

④测定孔板流量计的孔流系数。

⑤测定管路特性曲线。

五、基本理论：

1. 离心泵特性曲线测定

离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。其中理论压头与流量的关系，可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到，如图1所示。由于液体流经泵时，不可避免地会遇到种种阻力，产生能量损失，诸如摩擦损失、环流损失等，因此，实际压头比理论压头小，且难以通过计算求得，因此通常采用实验方法，直接测定其参数间的关系，并将测出的He Q -、N Q -和Q η-三条曲线称为离心泵的特性曲线。另外，根据此曲线也可以求出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据。

图1

(1)泵的扬程He

0e H H H H =++压力表真空表

式中 H 压力表——泵出口处的压力，2m H O ；

H 真空表——泵入口处的真空度，2m H O ；

0H ——压力表和真空表测压口之间的垂直距离，00.85H m =。

(2) 泵的有效功率和效率

由于泵在运转过程中存在种种能量损失，使泵的实际压头和流量较理论值为

低，而输入泵的功率又比理论值为高，所以泵的总效率为

Ne

N η=

轴

e 102

QHe N ρ

=

式中 e N ——泵的有效功率，kW ； Q ——流量，3/m s ； He ——扬程，m ； ρ——流体密度，3/kg m 。

由泵轴输入离心泵的功率N 轴为N N ηη=电电轴转 式中 N 电——电机的输入功率，kW ； η电——电机效率，取0.9；

η转——传动装置的传动效率，一般取1.0。 2. 孔板流量计孔流系数的测定 孔板流量计的构造原理如图2所示

图2

在水平管路上装有一块孔板，其两侧接测压管，分别与压差传感器的两端相连。孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减少，造成

孔板前后压强差，作为测量的依据。若管路直径为1d ，孔板锐孔直径为0d ，流体流经孔板前后所形成缩脉的直径为2d ，流体密度为ρ，孔板前侧压导管截面处和缩脉截面处的速度和压强分别为1u 、2u 与1p 、2p ，根据伯努利方程，不考虑能量损失，可得

222112

2u u p p gh ρ

--== 或

=由于缩脉的位置随流速的变化而变化，故缩脉处截面积2S 难以知道，孔口的面积为已知，且测压口的位置在设备制成后也不改变，因此，可用孔板孔径处的0u 代替2u ，考虑到流体因局部阻力而造成的能量损失，用校正系数C 校正后，则有

= 对于不可压缩流体，根据连续性方程有

1

1

S u u

S = 经过整理可得

0u C

=

令0C =

，则又可以简化为

0u C =根据0u 和2S ，即可算出流体的体积流量s V 为

00s V u S g h

==或

0s V C S =

式中 s V ——流体的体积流量，3/m s ；

p ∆——孔板压差，Pa ；

0S ——孔口面积，2

m ；

ρ——流体的密度，3/kg m ；

0C ——孔板系数。

孔流系数的大小由孔板锐孔的形状、测压口的位置、孔径与管径比和雷诺数共同决定，具体数值由实验测定。当01/d d 一定，雷诺数Re 超过某个数值后，0C 就接近于定值。通常工业上定型的孔板流量计都在0C 为常数的流动条件下使用。

六、 实验装置图及主要测试仪器仪表

图3

1.蓄水池；

2.底阀；

3.真空表；

4.离心泵；

5.灌泵阀；

6.压力表；

7.流量调节阀；

8.孔板流量计；

9.活动接口；10.液位计；11.计量水槽（495×495）mm ；12.回流水槽；13.计量槽排水阀

七、 实验操作要点：

本实验通过调节阀门改变流量，测得不同流量下的离心泵的各项性能参数。流量可通过计量槽和秒表测量。

①检查电机和离心泵是否正常运转。打开电机的电源开关，观察电机和离心泵的运转情况，如无异常，就可切断电源，准备在实验时使用。

②在进行实验前，首先要灌泵（打开灌泵阀），排出泵内的气体（打开流量