离心泵实验

实验报告

课程名称： 过程工程原理实验 指导老师： 成绩：_________________ 实验名称： 离心泵曲线实验 实验类型：___ __同组学生姓名： 万文静、胡玛丽 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得

一、实验目的

⑴了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用；

⑵测定离心泵在恒定转速下的操作特性，做出特性曲线；

⑶了解差压变送器、涡轮流量计等仪器仪表的工作原理和使用方法。

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与泵流量Q 之前的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内流动复杂，不能使用理论方法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定。

⑴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：

22

1122

1222p u p u z H z g g g g

ρρ+++=++ ⑴

若泵进出口速度相差不大，则速度平方差可忽略，则有

21

21()p p H z z g

ρ-=-+

012()H H H =++表值 ⑵

式中：021H z z =-，表示泵出口和进口间的位差，m ；

ρ——流体密度，kg/m 3； g——重力加速度，m/s 2； p 1、p 2——分别为泵进、出口的真空度和表压，m ； H 1、H 2——分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头，m ； u 1、u 2——分别为泵进、出口的流速，m/s ；

z 1、z 2——分别为真空表、压力表的安装高度，m 。 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。

⑵轴功率N 的测量与计算

N =N 电×k 电×k 传 ⑶

其中，N 电为电功率表显示值，k 电代表电动机转动效率，可取k 电=0.8，k 传=1。

⑶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，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：

Ne HQ g ρ= ⑷

故泵效率为 100%HQ g

N

ρη=

⨯ ⑸ ⑷转速改变时的换算

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，这话随着流量Q 的变化，多个试验点的转速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）的数据。换算关系如下：

流量 '

'

n Q Q n

= ⑹

扬程 ''

2

()n H H n

= ⑺

轴功率 ''

3

()n N N n

= ⑻

效率 '''

'Q H g QH g

N N

ρρηη=

== ⑼

三、实验装置与流程

⑴实验装置

实验对象部分是由贮水箱、离心泵，涡轮流量计和压差传感器等组成的。 水的流量使用涡轮流量计进行测量，泵进出口压差采用压差传感器进行测量，泵的轴功率由功率表测量，流体温度采用Pt100温度传感器测量。

⑵实验流程

离心泵特性曲线测定装置流程图如上图1所示。

四、实验步骤及注意事项

㈠实验步骤

⑴清洗水箱，并加装实验用水。给离心泵灌水，排除泵内气体。 ⑵检查电源和信号线是否与控制柜连接正确，检查各阀门开度和仪器自检情况，试开状态下检查电机和离心泵是否正确运转。

⑶实验时，逐渐关闭调节阀以减小流量，待各仪器读数显示稳定后，读取相应数据。（离心泵特性实验部分，主要获取实验参数为：流量Q 、泵进出口压差ΔP 、电机功率N 电、泵转速n 和流体温度t 。）

⑷测取10组左右数据后，可以停泵，同时记录下设备的相关数据（如离心泵型号，额

定流量、扬程和功率等）。

⑸实验结束，关闭出口阀，停止水泵电机，清理装置。

㈡注意事项

⑴一般每次实验前，均需对泵进行灌泵操作，以防止离心泵气缚。同时注意定期对泵进行保养，防止叶轮被固体颗粒损坏。

⑵泵运转过程中，勿触碰泵主轴部分，因其高速转动，可能会缠绕并伤害身体接触部位。

五、实验数据及处理

⑴分别绘制一定转速下的H~Q、N~Q、η~Q曲线

实验原始数据记录：

离心泵型号MS100/L1 ，额定流量 6 m3/h，额定扬程24m

额定功率 1.1kw ，额定转速2850rpm ，泵进出口测压点高度差H00.1m 水温t：27.7℃

平均水温t=27.7℃时，水的密度ρ=996.3kg/m3

根据式⑵、⑶、⑸、⑹、⑺、⑻、⑼，计算结果如下表所示。

序号流量Q

（m3/h) 水温度

（℃）

泵进出口压

差ΔP/kPa

电机功率

N/W

泵转速n

/rpm

Q'(m3/h) H(m) H'(m) N(W) N'(W) η(%)

1 9.75 26.

2 98.5 1137 2790 9.54 10.18 9.76 909600 853352.5 29.6

2 8.82 26.6 140.7 1138 2820 8.72 14.51 14.20 910400 881952.1 38.1

3 7.87 26.9 168.8 1118 2805 7.7

4 17.38 16.84 894400 852699.1 41.4

4 6.97 27.3 191.9 1076 280

5 6.85 19.75 19.13 860800 820665.7 43.4

5 5.71 27.7 220.2 988 2805 5.61 22.65 21.93 790400 753548.0 44.4

6 4.9

7 27.9 235.3 951 2790 4.86 24.19 23.19 760800 713754.0 42.9

7 3.95 28.1 253.8 882 2820 3.91 26.09 25.54 705600 683551.6 39.6

8 3.00 28.2 270.2 731 2805 2.95 27.77 26.89 584800 557534.0 38.6

9 1.95 28.5 284.7 626 2805 1.91 29.25 28.34 500800 477450.5 30.9

10 0.98 28.7 295.7 579 2820 0.96 30.37 29.74 463200 448726.1 17.4

11 0.00 28.7 315.7 513 2820 0.00 32.43 31.75 410400 397575.9 0

作H~Q、N~Q、η~Q曲线：