离心泵特性曲线的测定

实验二 离心泵特性曲线的测定

一、实验目的

1、熟悉离心泵的操作，了解离心泵的结构和特性；

2、测定一定转速下的离心泵特性曲线；

3、测定不同转速下的管路特性曲线。

二、实验原理

1、离心泵的特性曲线

离心泵是最常用的一种液体输送设备。它的主要特性参数包括流量Q 、扬程H 、轴功率N 及效率η。在一定的转速下，H 、N 及η均随实际流量Q 的变化而变化。通过实验测定出H ~Q 、N ~Q 及η~Q 之间的关系，并以曲线表示之，即为泵的特性曲线。特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用离心泵的重要依据。

测定泵特性曲线的具体方法为：

测得不同流量下泵的入口真空度和出口压强，在泵的吸入口和压出口之间列柏努利方程

()出

入入

出入出入出出

入入出出入

入入

--+-+-+-=+++=+++f f H g

u u g P P Z Z H H g

u g P Z H g u g P Z 2222222ρρρ

上式中出入-f H 是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力，与柏努力方程中其它项比较，出入-f H 值很小，故可忽略。于是上式变为：

()g

u u g P P Z Z H 222入

出入出入出-+-+-=ρ

将测得的()入出Z Z -和入出P P -的值以及计算所得的出入u u ,代入上式即可求得H 的值。

功率表测得的功率为电动机的输入功率。由于泵由电动机直接带动，传动效率可视为1，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。即：

泵的轴功率N=电动机的输出功率，KW

电动机的输出功率=电动机的输入功率×电动机的效率。

泵的轴功率=功率表的读数×电动机效率，KW 。

η的测定：

KW

HQ g HQ Ne N

Ne 102

1000ρρη===

式中：η—泵的效率； N —泵的轴功率，KW Ne —泵的有效功率KW H —泵的有效功率，KW

Q —泵的流量，m 3/s

ρ—水的密度，kg/m 3

2、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本身的性能有关，还与管路特性有关。对一定的管路系统列伯努利方程，可导出：

2BQ K H e +=

操作条件一定时，K 和B 均为常数。

本实验通过改变转速来改变泵的特性曲线，从而得出管路特性曲线。 具体测定时，固定阀门某一开度不变，改变泵的转速，测出各转速下的流量、泵的入口真空度、出口压力及电机的输入功率，即可求出管路特性。

三、实验装置

1. 设备参数：

(1)离心泵：流量Q=4m 3/h ，扬程H=8m ，轴功率N=168w (2)真空表测压位置管内径d 1=0.025m (3)压强表测压位置管内径d 2=0.025m

(4)真空表与压强表测压口之间的垂直距离h 0=0.25m (5)实验管路d=0.040m

(6)电机效率为60%

2. 流量测量

采用涡轮流量计测量流量

3. 功率测量

功率表：型号PS-139 精度1.0级

4. 泵吸入口真空度的测量

真空表：表盘真径-100mm 测量范围-0.1-0MPa 精度1.5级

5. 泵出口压力的测量

压力表：表盘直径-100mm 测量范围0-0.25MPa 精度1.5级

2、实验设备流程图

流程示意图见图一。

1-水箱；2-泵入口表阀；3-离心泵；4-泵入口压力传感器；5-泵出口表阀；6-泵入口真空表；7-泵出口压力表；8-泵出口压力传感器；9-智能流量调节阀；10-涡轮流量计；11-水箱排水阀；12-手动流量调节阀；

水泵3将水槽内的水输送到实验系统，用智能流量调节阀9（手动流量调节阀12）调节流量，流体经涡轮流量计10计量后，流回储水槽。

仪表柜示意图二

四、实验方法与步骤

实验前准备：

1. 向储水槽内注入水（条件允许的情况下最好用蒸馏水）。

2. 检查智能流量调节阀9（手动流量调节阀12），压力表7及真空表6的开关是否关闭(应关闭)。

3.启动实验装置总电源。

手动实验方法及步骤：

150HZ后，按泵开关启动离心泵，按调频器上run键，将手动调节阀12全开。待系统内流体稳定，打开压力表和真空表的开关，方可测取数据。

2、测取数据的顺行可从最大流量至0，或反之。一般测10~20组数据。

3、每次在稳定的条件下同时记录：流量、压力表、真空表、功率表的读数及流体温度。

4、将流量定在8-9mL/min

大到小，测定系列数据。每次在稳定的条件下同时记录：流量、压力表、真空

表、功率表的读数及流体温度。

5、实验结束，关闭流量调节阀，停泵，切断电源。

五、使用实验设备注意事项

1.该装置电路采用五线三相制配电，实验设备应良好地接地。

2.使用变频调速器时一定注意FWD指示灯亮，切忌按REV

指示灯亮，电机反转。

3.启动离心泵前，关闭压力表和真空表的开关，以免损坏压强表。

表1离心泵性能测定实验数据记录

水温：27.40C 水的密度：996.5kg/m3

表2管路特性曲线测定实验数据记录

水温：290C 水的密度：996.0kg/m3

实验分析一．离心泵的特性曲线

根据实验数据做出H—Q曲线，

N—Q曲线，η—Q曲线，如右图。

由图可知离心泵的扬程H随着流

量Q的增大而减小；在一定的流量

范围内，离心泵的轴功率N随着流

量Q的增大而增大；离心泵的效率

η与流量Q呈二次函数关系，效率η

先随着流量Q的增大而提高，并在

流量Q=6.2m3/h时达到最大，之后

增大流量Q效率η减小。适宜操作

区为Q=5.0~7.5m3/h，此时离心泵的

效率在一个最大的范围。

二．管路特性曲线

由实验数据做出H e—Q曲线，由图

可知：离心泵的实际扬程H e与流量

Q呈二次函数关系，He=K+BQ2，（K，

B均为常数），流量Q越大，实际扬

程H e越大。