离心泵特性实验报告

离心泵特性测定实验报告

一、实验目的

1．了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用；

2．测定离心泵在恒定转速下的操作特性，做出特性曲线； 3．了解电动调节阀、流量计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与泵的流量Q 之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内部流动情况复杂，不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定。 1．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：

f h g

u

g p z H g u g p z ∑+++=+++222

2222111ρρ （1）

由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项f h ∑，速度平方差也很小故可忽略，则有 (=H g

p p z z ρ1

212)-+

- 210(H H H ++=表值）

（2） 式中： 120z z H -=，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，Pa ；

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。 2．轴功率N 的测量与计算

k N N ⨯=电 （3）

其中，N 电为电功率表显示值，k 代表电机传动效率，可取95.0＝k 。

即：电N N 95.0= （4）

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：

g HQ Ne ρ= （5）

故泵效率为 %100⨯=N

g

HQ ρη （6） 4．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，这样随着流量Q 的变化，多个实验点的转速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恒定转速n 下（可取离心泵的额定转速2900rpm ）的数据。换算关系如下：

流量 n

n Q

Q '

=' （7） 扬程 2

)(n

n H H '=' （8）

轴功率 3

)(

n

n N N '=' （9） 效率 ηρρη==''=

'N

g

QH N g H Q ' （10） 三、实验装置与流程

离心泵特性曲线实验测定装置流程图如下：

1－水箱； 2－电动调节阀；3－电磁流量计；4－进口阀；5－均压阀；6－闸阀；

7－引压阀；8－压力变送器；9－出口阀；10－排水阀；11－电气控制箱

图1 实验装置流程示意图

四、实验步骤及注意事项

１．实验步骤：

（1）泵启动：首先对水箱进行清扫，加水，关闭水箱出口阀，向水箱中加水至超过2/3。然后打开总电源开关，打开仪表电源开关，进行设备仪表预热。打开灌泵阀，加水灌泵排除泵内空气，待泵内空气排净后关闭灌泵阀，然后按下水泵启动按钮启动离心泵进行实验。

（2）实验时，逐渐打开出口流量调节阀增大流量，调节流体流量，让流量从1~6m3/h范围内变化调节，每次实验流量调节变化1m3/h左右。待各仪表读数显示稳定后，读取相应数据。离心泵特性实验主要获取实验数据为：流量Q、泵进口压力p1、泵出口压力p2、电机功率N电、泵转速n，及流体温度t和两测压点间高度差H0（H0＝0.1m）。

（3）实验结束：关闭水泵和仪表电源，关闭出口阀，将装置中的水排放干净，最后放空水箱。

（4）将实验数据输入实验系统软件中进行处理，得出实验结论。

２．注意事项：

（1）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。

（2）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。

（3）不要在出口流量调节闸阀关闭状态下长时间使泵运转，一般不超过三分钟，否则泵中液体循环温度升高，易生气泡，使泵抽空。

（4）调节流量时要缓慢进行，待系统稳定。

（5）记录实验数据时，要待系统流动稳定后记录，避免误差过大。

五、数据处理

（1）记录实验原始数据如下表1：

离心泵型号MS60/0.55，额定流量Q＝60L/min，额定扬程H＝19.5m，额定功率P＝0.55kW，额定转速n=2850rpm

泵进出口测压点高度差H0= 0.1m，流体温度t＝30℃

离心泵

数据序号流量m3/h 转速r/m 进口压力Kpa 出口压力Kpa 电机功率

kw

温度℃

1 1.00 2880 -2.3 222.7 0.506 17.3

2 2.00 2860 -2.8 208.6 0.574 17.4

3 3.00 2840 -3.7 189.6 0.641 17.7

4 4.00 2820 -5.0 167.0 0.693 18.0

5 5.00 2800 -6.

6 137.

7 0.731 18.3

6 6.00 2800 -8.5 103.5 0.75

7 18.6

7(最大) 6.11 2800 -8.7 100.7 0.758 18.9

（2）根据原理部分的公式，按比例定律校合转速后，计算各流量下的泵扬程、轴功率和效率，如下表2：

序号流量Q’

m3/h

扬程H’

m

轴功率N’

kW

泵效率η’

%

1 0.9922.490.4713.00

2 1.9921.430.5421.54

3 3.0119.870.6226.45

4 4.0417.930.6829.03

5 5.0915.260.7328.86

6 6.1111.850.7625.96

7 6.2211.570.7625.78

六、实验报告

1．分别绘制一定转速下的H～Q、N～Q、η～Q曲线

Q/m3/h 0.64 1.28 2.13 2.97 3.37 3.79 4.21 4.63 5.02 5.43 5.85 6.27 扬程/m 28.81 28.2 27.47 26.01 24.91 24.06 23.26 22.3 20.8 19.47 17.9 16.3