离心泵特性曲线的测定实验报告

一、 实验名称：

离心泵特性曲线的测定

二、实验目的：

1、 了解水泵的结构；

2、 熟悉离心泵的机械结构和操作方法；

3、 测定离心泵在一定转速下的流量和压头、功率及总效率的关系，并绘制泵

的特性曲线。

三、实验原理：

离心泵的特性曲线是指在一定转速下，流量和压头、流量和轴功率、流量和总效率之间的变化关系，由于流体在泵内运动的复杂性，泵的特性曲线只能用实验的方法来测定。

泵的性能和管路的布局无关，前者在一定转速下是固定的，后者总是安装在一定的管路上工作，泵所提供的压头和流量必须和管路所需的压头和流量一致，为此目的，人们是用管路的特性去选择适用的泵。管路特性曲线和泵特性曲线的交点叫工作点，现测定离心泵性能是用改变管路特性曲线（即改变工作点）的方法而获得。改变管路特性曲线最简单的手段是调节管路上的流量控制阀，流量改变，管路特性曲线即变，用改变泵特性曲线的办法（改变泵转速或把叶轮削小可实现）去改变工作点，在理论上是讲得通，但生产实际不能使用（为什么？）。

1、流量V 的测定

本实验室甲乙二套泵的流量用孔板流量计测定，第三四套用文氏流量计测定，五、六套用涡轮流量计测定，由流量计的压差计读数去查流量曲线或公式计算即得流量V[m 3/h]。

2、泵压头（扬程）H 的测定

以离心泵吸入口中心线水平为基准面。并顺着流向，以泵吸入管安装真空表处管截面为1截面，以泵压出管安装压力表处管截面为2截面，在两截面之间列柏努利方程并整理得：

ζρh g

u u g p p Z Z H +-+-+

-=2)(2

12

21212 （1） 令：h 0=(Z 2—Z 1)——两测压截面之间的垂直距离，约0.1[m]

p 1——1截面处的真空度[MPa] p 2——2截面处的表压强[MPa]

ρ——水的密度，以1000[kg/m 3]计算 g=9.8[N/kg]——重力加速度 3、轴功率N e 的测定

轴功率为水泵运转时泵所耗功率，测电机功率，再乘上电机效率和传动效率而得：

][KW N N e 传电电ηη= （2） 式中：电N ——输入给电动机的功率[kw]，用功率表测定

电η——电机效率，可查电机手册，现使用以下近似值：

2.8kw 以上电动机： 电η=0.9 2.0kw 以下电动机： 电η=0.75

传η——传动效率，本机用联轴节，其值：

传η=0.98

4、水泵总效率η的计算： %1001023600⨯⨯⋅⋅=

e

N V H ρ

η （3）

式中：102——[KW]和[

s

m

kg ⋅]的换算因数；其余符号同上 四、实验设备流程图：

A

B

1、水箱

2、底阀

3、离心泵

4、联轴接

5、电动机

6、调节阀

7、真空表

8、压力表

9、功率表 10、流量计 11、灌水阀

图2-2-3-2 离心泵实验装置图

泵的实验装置如图2-2-3-2所示，离心泵3为单吸悬臂式水泵，型号为1

2

1

BA ，泵轴和电机5的轴由联轴节4相连。输入电动机功率由三相功率表9测定，开泵和停泵均要合上附设短路闸刀开关以保护功率表。泵吸入管下端装有一个阀门，此阀的功能是使泵起动前灌水排气时防止水倒流。

泵从水箱1将水吸上，在吸入管水平段装有真空表7以测定吸入真空度。在泵的出口管段装有压力表8以测定出口压强，在测压口上部有调节阀6以调节泵的流量，管路的实际流量由文氏流量计（或孔板流量计）10测定，水最后流回水箱循环使用。

五、实验方法：

1、用手搬动联轴器4，看泵轴转动是否灵活，否则检查修理。

2、关闭水泵底阀2，打开调节阀6，打开灌水阀11向泵内灌水排气，至灌水阀出口处有水溢出为止。关闭灌水阀11。

3、合上功率表短路开关，关闭调节阀6，启动离心泵，全开底阀2。

4、待泵转动正常后，将调节阀6慢慢打开到最大，同时观察流量计中U形压差计的读数量程，在零至最大量程之间确定8—10次读数及每次读数的间隔量程。

5、拉下功率表短路开关，流量变化由大至零，按拟好的方案调节，每次要记录流量计压差、真空表、压力表、功率表的读数（注意：要记录流量为零时的各仪表读数）。

6、实验完毕后停泵顺序：合上功率表短路开关——关调节阀——停泵。

六、原始数据记录表：

七、数据处理表及图：

表1

表2

V-H 、V-N e 、V-η特性曲线

10

15

20

25

H

η

八、计算举例：

以第一组数据为例： 1、 压头计算

ζρh g

u u g p p Z Z H +-+-+-=2)(2

12

21212

其中

m Z Z 1.012=-

Pa P P P 141000)26000(11500012=--=-=∆ 0=ςh

ρ=1000[kg/m 3] g=9.8[N/kg]

所以 m H 80.1408

.920

249.28.910001410001.02=+⨯-+⨯+

= 2、轴功率Ne 的计算

传电电ηηN Ne =

其中

kw 15.1=电N

75.0=电η

98.0=传η

所以84525.098.075.015.1=⨯⨯==传电电ηηN N e kw 3、水泵总功率η的计算

%

15.61%100845

.010*********

36001058.380.14%10010236003=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⋅⋅=-e N V H ρη

同理可计算出其他组的数据如表2所示，画出V-H 、V-Ne 、V-η曲线如图所示。

九、讨论：

1、你想象中的离心水泵的叶轮是开式还是闭式？叶轮叶片是前弯还是后弯？