泵的性能曲线测定实验汇总

离心泵的特性曲线的测定

2010-11-28 00:12:33| 分类：默认分类|字号订阅

实验四、离心泵的特性曲线的测定

一、实验目的：

1．掌握离心泵操作，了解离心泵的结构和性能；

2．测定离心泵在一定转速下的特性曲线的测定。

3．测定离心泵的管路特性曲线

4．了解离心泵的工作点与流量调节

二、实验原理：

1．离心泵的特性曲线

离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。其中理论扬程与流量的关系，可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到，如图-2３的曲线。由于流体流经泵时，不可避免的会遇到种种阻力，产生能量损失，例如摩擦损失、环流损失等，因此，实际扬程比理论扬程小，且难以通过计算求得，因此通常采用实验方法，直接测定扬程、功率、效率与流量的关系，并将测得：H e～Q、Ｎ～Ｑ和η～Ｑ三条曲线称为离心泵的特性曲线。另外，根据此曲线可以得出离心泵的最佳操作范围，泵的高效率区作为选用离心泵的依据。

图2-23 离心泵的理论压头与实际压头

(1)泵的扬程He

在离心泵进出口管装设真空表和压力表的管截面列出柏努利方程式，(以单位重量液体为衡算标准)

则：

（2-23）由于两取压口紧靠离心泵进出口，因此直管段摩擦损失很小，其阻力损失归入离心泵的效率，故=0。

（2

-24）若离心泵进出口管径相同，则 u1=u2

上式可写成为：

（2-25）

（2-26）

式中：H压强表、H真空表——分别为压强表和真空表所测得的表压和真空度，以（m液柱）表示的数值。

h0——压强表和真空表中心之垂直距离。

(2)泵的轴功率N轴

离心泵从电机获得的实际功率（即单位时间内电机向离心泵输入的功）称离心泵的轴功率。

泵的轴功率和电机的电功率之间有如下的关系：

N轴=N电·η电·η传（2-27）式中：N电——电动机的电功率，由功率表测得（KW）；

η电——电动机效率，取0.9；

η传——传动效率，η传=1.0。

(3)泵的效率η

离心泵的有效功率Ne与轴功率之比称为效率。

（2

-28）

（2-29）式中：Ne——离心泵的有效功率，KW;

Q ——流量，m3/s；

He——扬程，m；

——流体密度，kg/m3；

2、离心泵的管路特性曲线

当离心泵安装在特定的管路系统中工作时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵的本身的性能有关，还与管路特性有关，即在液体输送过程中泵和管路是相互制约的。

对一特定的管路系统由柏努利方程可得出：

H e=K+BQ2（2-30）

式中：H e——管路所需的压头，m；

Q——流量，m3/s。

当操作条件一定时，K和B均为常数：

（2-31）

（2-32）式中：A ——管道截面积，m2；

d ——管道直径，m；

L ——管道长度，m；

L e——局部阻力的当量长度，m；

——局部阻力系数；

——位能差，J/kg；

——静压差，p a。

由上式可知：在固定的管路中输送液体时，管路所需的压头H e随液体流量Q的平方而变。若将此关系标绘在相应的坐标纸上所得到的He~Q曲线，称为管路特性曲线。该曲线的形状与系数K和B有关，也就是取决于操作条件和管路的几何条件，而与泵的性能无关。

由于确定K、B有一定困难，实验时不采用此方法求管路特性曲线。

3、路特性曲线的测定及工作点的调节

离心泵是安装在一定的管路上工作的，泵所提供的压头和流量必然与管路所需的压头和流量是一致的。若将离心泵的特性曲线H~Q与管路的特性曲线He~Q绘在同一坐标图上，两曲线的交点称为泵在该管路的工作点。当生产任务发生变化或已选好的泵在特定的管路中运转所提供的流量不符合输送任务要求时，都需要对泵的工作点进行调节，可采用改变阀门开度来改变管路特性曲线，可求出泵的特性曲线。或采用改变泵的转速来改变泵的特性曲线，从而得出管路特性曲线。无论采用上述的哪种方法，均能达到调节离心泵工作点的目的。

测定管路特性曲线时，应固定离心泵的阀门在某一开度下，此时管路特性曲线一定，本实验装置应用变频调速器改变电机的频率，相应地改变泵的转速。测出各转速下的流量及相应压力表、真空表及功率表的读数，算出泵的扬程He即为管路所需的压头，从而绘出管路的特性曲线。

三、实验装置及流程

1．实验装置Ⅰ示意图及流程

图2-24 离心泵特性曲线测定实验——装置Ⅰ流程示意图

1—离心泵；2—真空表；3—压力表；4—仪表柜； 5—控制阀；6—涡轮流量变送器；7—贮水箱；8

—进水阀。

本实验装置由被测的1BA（或1BL）型离心泵一台，及贮水箱、管路、控制阀门、涡轮流量计、真空表、压力表等组成。

仪表箱装有泵开关按钮及功率表、流量计数字显示仪表。

2．实验仿真界面

图2-25 离心泵特性曲线测定实验——实验仿真界面

3．实验装置Ⅱ示意图及流程

图2-26离心泵特性曲线测定实验——装置Ⅱ流程示意图

1—贮水箱； 2—泵入口调节阀； 3—离心泵； 4—回流阀； 5—调节阀； 6—文丘里流量计；

7—继电器； 8、9—压力传感器；10—真空度传感器； 11—功率变送器；

12、13、14 —放大器； 15—AD转换器； 16—DA转换器； 17—计算机；

离心泵将贮水箱中的水吸入实验系统，经出口自动调节阀控制流量。流体流经输送管路至文丘里流量计测量流量，经回流管路流回贮水箱循环流动。本实验装置可人工操作也可实现计算机数据采集及自动控制操作。