离心泵特性曲线

北京化工大学

实验报告

课程名称：化工原理实验实验名称：离心泵性能试验

实验日期：2012.11.15 班级：化工1001

学号：2010011001 报告人：于正阳

同组人：尤艺蕊于宏鹏马博

流体阻力实验

一，摘要

本实验以水为介质，使用IHG32-125型离心泵性能实验装置，测定了不同流速下，离心泵的性能、孔板流量计的孔流系数以及管路的性能曲线。实验验证了离心泵的扬程He随着流量的增大而减小，且呈2次方的关系；有效效率有一最大值，实际操作生产中可根据该值选取合适的工作范围；泵的轴功率随流量的增大而增大；当Re大于某值时，C0为一定值，使用该孔板流量计时，应使其在C0为定值的条件下。

关键词：性能参数（N

, ）离心泵特性曲线管路特性曲线C0

,

Q,

H

二，实验目的

1、了解离心泵的构造，掌握其操作过程和调节方法。

2、测定离心泵在恒定转速下的特性曲线，并确定泵的最佳工作范围。

3、熟悉孔板流量计的构造、性能和安装方法。

4、测定孔板流量计的孔流系数。

5、测定管路特性曲线。

三，实验原理

1.离心泵特性曲线测定

离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。其中理论压头与流量的关系，可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到。由于流体流经泵时，不可避免的会遇到种种损失，产生能量损失和摩擦损失、环流损失等，因此，实际压头比理论压头小，且难以通过计算求得，因此通常采用实验直接测定其参数间的关系，并将测出的He—Q，N—Q，和η—Q 三条曲线称为离心泵的特性曲线，根据此曲线也可求出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据。（1）泵的扬程He

He = H压力表+ H真空表+ H0

式中H压力表——泵出口处的压力，mH2o；

H真空表——泵入口处的真空度，mH2o；

H0——压力表和真空表测压口之间的垂直距离，H0=0.85m

（2）泵的有效功率和效率

由于泵在运转过程中存在能量损失，使泵的实际压头和流量较理论值低，而输入功率又比理论值高，所以泵的总效率为

η＝

N e ＝

Q H 102

e ρ

式中N e —泵的有效功率，Kw ；

Q —流量，m 3/s ； He —扬程，m ； ρ—液体密度，kg/m 3 由泵轴输入离心泵的功率轴N 为

N 轴 = N 电η

电

η

转

式中N 电—电机的输入功率，Kw ；

η电—电机效率，取0.9；

η—传动装置的传动效率；一般取1.0

2.孔板流量计孔流系数的测定

孔板流量计的构造原理如下图所示。

孔板流量计的构造原理图

在水平管路上装有一块孔板，其两侧接测压管，分别与压差传感器的两端连接。孔板流量计利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减小，造成孔板前后压强差，作为测量依据。若管路直径d 1，孔板锐孔直径d 0，流体流经孔板后所形成缩脉的直径d 2，流体密度ρ，孔板前测压导管截面处和缩脉截面处速度和压强分别为u 1，u 2和p 1，p 2，不考虑能量损失，由伯努利方程得：

222

1

12

2

u u p p g h --=

=ρ

或

2

2212u u g h -=

由于缩脉位置随流速变化而变化，缩脉处截面积S 2难以知道，孔口的面积已知，且测压口的位置在设备制成后不再改变，因此可用以孔板孔径处u 0代替u 2，考虑到流体因局部阻力造成的能量损失，用校正系数C 校正后，有：

22012u u C g h -=

对不可压缩流体，根据连续性方程有：

10

1

S u u S = 整理得

02

01

21(

)g h u C

S S =-

令02

01

1(

)C C S S =

-，则可简化为

002u C g

h = 根据u 0和S 2，即可算出流体的体积流量V S 为：

00002

V s u S C S g h == 或 00

2Vs C S ∆P

=ρ

式中 V S —流体的体积流量，m 3/s ； Δp —孔板压差，Pa ； S 0—孔口面积，m 2；

ρ—流体的密度，kg/m 3； C 0—孔流系数。

孔流系数的大小由孔板锐孔的形状、测压头的位置、孔径与管径比和雷诺数共同决定，具体数值由实验测定。当d 0/d 1一定时，雷诺数Re 超过某个数值后，C 0就接近于定值。通常工业上定型的孔板流量计都在C 0为常数的流动条件下使用。

3.管路的特性曲线

离心泵工作在工作点上时，有

0H H H eH H ==++压力表真空表

又 2

v H z k q =∆+⋅

测定不同频率下，H 与q 的值，即可求得k 及z ∆的值。

四，装置和流程

离心泵性能实验装置与流程图

1—蓄水池；2—底阀；3—真空表；4—离心泵；5—灌泵阀；6—压力表；7—流量调节阀；8—孔板流量计；9—活动接口；10—液位计；11—计量水槽（495×495）mm；12—回流水槽；13—计量槽排水阀

五，实验步骤

本实验通过调节阀门改变流量，测得不同流量下离心泵的各项性能参数。流量可通过计量槽和秒表测量。

1.检查电机和离心泵是否正常运转。打开电机电源开关，观察电机和电源泵的运转情况，如无异常，则可切断电源，准备在实验时使用。

2.在进行实验前，首先要灌泵（打开灌泵阀），排出泵内的气体（打开流量调节阀）。当有连续液体流出时，灌泵结束，关闭排气阀和灌泵阀，启动离心泵开始试验。

3.关闭流量调节阀，点击电源绿色按钮启动，开始实验。从小到大依次调节流量调节阀，待稳定后，读取压力表、真空表、功率表以及孔流计压降示数，而后用计量槽计量液体流量，记录读数前、读数后的标尺刻度以及所用时间。共测10组。为防止因水面波动而引起的误差，测量时液面计高度差应不小于200mm。

4.测定管路特性曲线时，固定阀门开度，改变频率，测8组数据，并记录。

5.在次改变阀门的开度，步骤同上。重复两次。

6.关闭流量调节阀，停泵，记录相关数据，整理现场。

六，实验数据记录及处理

1，离心泵性能曲线测定及孔板流量计孔流系数测定原始数据表（频率f=50Hz）

序号压力表

/MPa 真空表

/MPa

水温

/℃

孔板压降

p/ KPa

时间

/s

计量槽高度

/m

流量Q

/m³/s

1 0.186 -0.007 14.1 1.0 100 0.215 0.00053