离心泵的串并联讲义

离心泵的串并联实验讲义
一、实验目的
1.了解离心泵结构与特性，学会离心泵的操作
2.测量不同转速下离心泵的特性曲线。

3.测量离心泵串联时的压头和流量的关系。

4.测量离心泵并联时的压头和流量的关系。

二、实验原理
1.单台离心泵的特性曲线
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V 之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的外部表现形式。

由于泵内部流动情况复杂，不能用数学方法计算这一特性曲线，只能依靠实验测定。

1)扬程H 的测定与计算
在泵进、出口取截面列柏努利方程：
g
u u Z Z g p p H 221221212-+-+-=ρ 式中：p 1,p 2——分别为泵进、出口的压强 N/m 2 ρ——流体密度 kg/m 3
u 1, u 2——分别为泵进、出口的流量m/s g ——重力加速度 m/s 2
当泵进、出口管径一样，且压力表和真空表安装在同一高度，上式简化为：
g
p p H ρ'1'2-= 由上式可知：只要直接读出真空表和压力表上的数值，就可以计算出泵的扬程。

2)轴功率N 的测量与计算
轴的功率可按下式计算： w N ∙=94.0
式中，N —泵的轴功率，W w —电机输出功率，W
由上式可知：测定泵的轴功率，只需测定电机的输出功率，乘上功率转换中的倍率即可。

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 是单位时间内流体自泵得到的功，轴功率N 是单位时间内泵从电机得到的功，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=HV ρg 故η=Ne/N=HV ρg/N
4）离心泵性能参数的换算
泵的特性曲线是在指定转速下的数据，就是说在某一特性曲线上的一切实验点，其转速都是相同的。

但是，实际上感应电动机在转矩改变时，其转速会有变化，这样随着流量的变化，多个实验点的转速将有所差异，因此在绘制特性曲线之前，须将实测数据换算为平均转速下的数据。

换算关系如下：
流量 n n V V '=' 扬程 2)(n
n H H '=' 轴功率 3)(
n n N N '=' N 效率 ηρρη=='''='N g VH N g H V 2.离心泵在不同转速下的性能参数
打开变频开关，调节离心泵的转速，在新转速条件下测定离心泵的特性曲线。

3.离心泵串并联的压头和流量的关系
在实际的工业生产过程中，往往单台泵无法满足流体输送任务，此时需要采用离心泵的串并联操作。

对于两台相同的离心泵进行串联操作时，由于每台泵的压头和流量均相同，因此在同一流量下，两台串联的压头为单台泵的两倍。

因此根据单台离心泵特性曲线，在保持横坐标（Q ）不变的情况下，使纵坐标（H ）加倍，由此得到离心泵的串联特性曲线。

对于两台相同的离心泵进行并联操作时，在同一压头下，两台并联泵的流量等于单台泵的两。

因此根据单台离心泵特性曲线，在保持纵坐标（H ）不变的情况下，使横坐标（Q ）加倍，由此得到离心泵的并联特性曲线。

三、实验装置与流程
离心泵性能特性曲线测定系统装置工艺控制流程图如图2-1：
图2-1 离心泵实验装置流程示意图
3．仪表控制柜面板如图1-2所示：
图2-2 流体力学综合实验装置仪表面板
1、空气开关
2、
3、4电源指示灯5、流量控制仪6、6路巡检仪（单位m3／h）：第一通道测量离心泵进口压力（单位：kpa），第二通道测量离心泵出口压力（单位：kpa），第三通道测量离心泵转速（单位：r／min）第四通道测量流体阻力压差（单位：pa）第五通道测量流体温度（单位：摄氏度），第六通道没用，7、功率表（单位：KW）8、仪表电源指示灯、9、仪表电源开关，10、变频器电源指示灯，11、变频器电源开关，12、离心泵电源指示灯、13、离心泵直接或变频器运行转换开关，1
4、离心泵启动按钮，1
5、离心泵停止按钮。

四、实验步骤
1．灌泵
储水箱中出水到适当位置（大概三分之二处）关闭阀1、阀2、阀3、阀4、阀5、打开离心泵出口排气阀和进口灌水阀，用水杯从灌水阀灌水，气体从排汽阀排出，直到排水阀有水排出并且没有气泡灌水完毕，关闭排气阀和灌水阀。

2．启动水泵
打开控制柜上1空气开关，打开9仪表电源开关，仪表指示灯10亮，仪表上电，显示被测数据。

3.调节离心泵出口阀的开度，测量在不同的流量下离心泵进出口的压力值，功率表读数，作出离心泵的特性曲线。

4.打开变频器开关，调节离心泵转速至2500rpm，测定离心泵在新转速下的离心泵特性曲线。

5.打开离心泵的串联阀门，将两台离心泵串联在一起，测定串联离心泵在不同流量下的扬程。

6.打开离心泵的并联阀门，将两台离心泵并联在一起，测定并联离心泵在不同流量下的扬程。

五、实验内容
1.单台离心泵特性曲线
2.离心泵串联时的扬程和流量关系图
3.离心泵并联时的扬程和流量关系图。