2014化工原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告(離心泵性能實(shí)驗(yàn)).docx

化工原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告（離心泵性能實(shí)驗(yàn)）班級(jí)：姓名： 同組人： 2014年11月一、 報(bào)告摘要本次實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)量離心泵工作時(shí)，泵入口真空表真P、泵出口壓力表壓P、孔板壓差計(jì)兩端壓差p、電機(jī)輸入功率Ne以及流量Q這些參數(shù)的關(guān)系，根據(jù)公式、以及可以得出離心泵的特性曲線；再根據(jù)孔板流量計(jì)的孔流系數(shù)與雷諾數(shù)的變化規(guī)律作出C0-Re圖，并找出在Re大到一定程度時(shí)C0不隨Re變化時(shí)的C0值；最后測(cè)量不同閥門(mén)開(kāi)度下，泵入口真空表真P、泵出口壓力表壓P、孔板壓差計(jì)兩端壓差p，根據(jù)已知公式可以求出不同閥門(mén)開(kāi)度下的He-Q關(guān)系式，并作圖可以得到管路特性曲線圖。二、 目的及任務(wù) 、了解離心泵的構(gòu)造，掌握其操作和調(diào)節(jié)方法。 、測(cè)定離心泵在恒定轉(zhuǎn)速下的特征曲線，并確定泵的最佳工作范圍。 、熟悉孔板流量計(jì)的構(gòu)造、性能及安裝方法。 、測(cè)定孔板流量計(jì)的孔流系數(shù)。 、測(cè)定管路特征曲線。三、 實(shí)驗(yàn)原理1、 離心泵特征曲線測(cè)定離心泵的性能參數(shù)取決于泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、葉輪形式及轉(zhuǎn)速。其中理論壓頭與流量的關(guān)系，可通過(guò)對(duì)泵內(nèi)液體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的理論分析得到，如圖中的曲線。由于流體流經(jīng)泵是，不可避免的會(huì)遇到種種阻力，產(chǎn)生能量損失，諸如摩擦損失，環(huán)流損失等等，因此，實(shí)際壓頭比理論壓頭小，且難以通過(guò)計(jì)算求得，因此常通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法，直接測(cè)定其參數(shù)間的關(guān)系，并將測(cè)出的He-Q，N-Q，-Q三條曲線稱(chēng)為離心泵的特性曲線。另外，根據(jù)此曲線也可以求出泵的最佳操作范圍，作為選泵的依據(jù)。（1）、泵的揚(yáng)程He 式中 泵出口處的壓力， 泵入口處的真空度， 壓力表和真空表測(cè)壓口之間的垂直距離，=0.85m。（2）、泵的有效功率和效率由于泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中存在種種能量損失，使泵的實(shí)際壓頭和流量較理論值為低，而輸入泵的功率又比理論值為高，所以泵的總效率為式中 Ne泵的有效功率，kW： Q流量，； He揚(yáng)程，m； 流體密度，。 由泵軸輸入離心泵的功率為 式中 電機(jī)的輸入功率，kW; 電機(jī)效率，取0.9； 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)效率，一般取1.0。2、 孔板流量計(jì)孔流系數(shù)的測(cè)定在水平管路上裝有一塊孔板，其兩側(cè)接測(cè)壓管，分別與壓差傳感器的兩側(cè)連接?？装辶髁坑?jì)是利用流體通過(guò)銳孔的節(jié)流作用，使流速增大，壓強(qiáng)減少，造成孔板前后壓強(qiáng)差，作為測(cè)量的依據(jù)。若管路的直徑為，孔板銳孔直徑為，流體流經(jīng)孔板后所形成縮脈的直徑為,流體密度為，孔板前測(cè)壓導(dǎo)管截面處和縮脈截面處的速度和壓強(qiáng)分別為、與，根據(jù)伯努利方程，不考慮能量損失，可得 或 由于縮脈的位置隨流速的變化而變化，故縮脈處截面積難以知道，孔口面積已知，且測(cè)壓口的位置在設(shè)備制成后也不改變，因此，可用孔板孔徑處的代替，考慮到流體因局部阻力而造成的能量損失，用校正系數(shù)C校正后，則有 對(duì)于不可壓縮流體，根據(jù)連續(xù)性方程有 經(jīng)過(guò)整理可得 ，則又可以簡(jiǎn)化為 根據(jù)和，即可算出流體的體積流量為 或 式中 流體的體積流量， 孔板壓差，Pa 孔口面積， 流體的密度， 孔流系數(shù)。四、 裝置和流程 1-蓄水池 2-底閥 3-真空表 4-離心泵 5-管泵閥 6-壓力表 7-流量調(diào)節(jié)閥 8-孔板流量計(jì) 9-活動(dòng)接口 10-液位計(jì) 11-計(jì)量水槽（495495） 12-回流水槽 13-計(jì)量槽排水閥五、 操作要點(diǎn)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)改變流量，測(cè)得不同流量下離心泵的各項(xiàng)性能參數(shù)。流量可通過(guò)計(jì)量槽和秒表測(cè)得。1、檢查電機(jī)和離心泵是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。打開(kāi)電機(jī)的電源開(kāi)關(guān)，觀察電機(jī)和離心泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，如無(wú)異常，就可切斷電源，準(zhǔn)備在實(shí)驗(yàn)時(shí)使用。2、在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前首先要進(jìn)行灌泵（打開(kāi)灌泵閥），排出泵內(nèi)的氣體（打開(kāi)流量調(diào)節(jié)閥）。灌泵完畢后，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥和灌水閥即可啟動(dòng)離心泵，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。3、實(shí)驗(yàn)時(shí)，逐漸打開(kāi)調(diào)節(jié)閥以增大流量，并用計(jì)量槽計(jì)量液體流量。當(dāng)流量大時(shí)，應(yīng)注意及時(shí)按動(dòng)秒表和迅速移動(dòng)活動(dòng)接管，并多測(cè)量幾次數(shù)據(jù)。4、為防止因水面波動(dòng)引起的誤差，測(cè)量時(shí)液位計(jì)高度差值應(yīng)不小于200mm。5、測(cè)取10組數(shù)據(jù)并驗(yàn)證其中幾組數(shù)據(jù)，若基本吻合后，可以停泵，同時(shí)記錄下設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)（如離心泵型號(hào)、額定流量、揚(yáng)程和功率等）6、測(cè)定管路特性曲線時(shí)，固定閥門(mén)開(kāi)度，改變頻率，測(cè)取8-10組數(shù)據(jù)，并記錄。7、實(shí)驗(yàn)完畢，停泵，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，清理現(xiàn)場(chǎng)。六、 數(shù)據(jù)處理水溫T=17.5，水密度=998.2 kg/ m3，粘度=1.005mps管道483mm，孔板銳孔直徑d0=24.2mm1 離心泵特性曲線數(shù)據(jù)處理與繪制表一 離心泵特性曲線數(shù)據(jù)表序號(hào)H壓力表H真空表HeQNeN電N軸021.9-0.421.8000.460.4140121.4-0.421.30.420.0243190.480.4320.056294220.8-0.220.91.000.0568150.520.4680.121399320-0.120.21.660.0911540.560.5040.180861419.10.219.62.360.1257430.60.540.232857518.30.4193.000.1549490.640.5760.269009616.70.917.94.110.1999910.70.630.3174467151.416.75.190.2356130.970.8730.269889813.41.915.66.040.2561390.780.7020.364871911.12.513.97.160.2705470.840.7560.357866109.1312.48.050.2713520.860.7740.350584以序號(hào)1的數(shù)據(jù)為例，處理如下：揚(yáng)程 軸功率效率如此計(jì)算得出流量、揚(yáng)程、軸功率、效率，再根據(jù)表一中的相關(guān)數(shù)據(jù)繪制離心泵特性曲線如下：2. 孔板流量計(jì)的流量系數(shù)的描繪QpuReu0C00.420.160.0842093512.8460.4584710.8097411.060.2004988363.9191.0915980.7490371.662.950.33282613884.111.8120520.7453382.366.10.47317419738.852.5761710.736891310.060.60149325091.763.2747930.7294224.1118.960.82404534375.714.4864670.7279125.1930.11.04058243408.745.6653920.7295266.0440.981.21100550518.076.593250.727625以第1數(shù)據(jù)為例，處理如下：雷諾數(shù)孔流系數(shù)如此計(jì)算得出雷諾數(shù)、孔流系數(shù)，再根據(jù)表二中的數(shù)據(jù)繪制孔流系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線如下：3. 管路特性曲線數(shù)據(jù)處理與繪制QH出H入H開(kāi)度16.19131.914.95.610.71.612.358.61.29.84.346.60.97.53.714.90.65.53.083.50.43.92.452.30.12.41.811.4-0.11.3開(kāi)度24.0516.90.817.73.6713.80.614.43.2810.90.411.32.878.40.38.72.476.30.16.42.044.404.41.622.9-0.12.81.21.7-0.21.5開(kāi)度32.1319.4019.41.9315.8015.81.7312.6-0.112.51.59.7-0.19.61.297.2-0.271.065.1-0.34.80.823.3-0.330.612-0.31.7由不同轉(zhuǎn)速下的流量和所需壓頭，再根據(jù)表三中的數(shù)據(jù)繪制出管路特性曲線如下：六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論及誤差分析1.從圖中可以看出，隨著流體流量的增加，揚(yáng)程呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)；而軸功率呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。2.隨著流體流量的增加，泵的總效率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，存在著最大功率。由效率曲線得知，在流量約為5.8時(shí)，達(dá)到了最大效率。3.查閱資料得知，離心泵的優(yōu)先工作范圍在最佳效率點(diǎn)流量的70120，所以由此確定離心泵的最佳工作范圍是4.07.0。4.孔流系數(shù)C0隨雷諾數(shù)的變化逐漸減小，但是依然有幅度，依據(jù)理論當(dāng)雷諾數(shù)達(dá)到一定程度后后孔板系數(shù)會(huì)趨于定值，因?yàn)檫_(dá)到了完全湍流。實(shí)驗(yàn)可能因?yàn)槌霈F(xiàn)誤差而使得結(jié)果和理論有偏差，考慮到我們做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，我們?cè)跍y(cè)量流量時(shí)，選取的時(shí)間范圍過(guò)小，容易產(chǎn)生誤差。5.由管路特性曲線可看出，隨著流體流量的增加，管路的壓頭呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)。管路特性方程表明，管路中流體的流量與所需補(bǔ)加能量的關(guān)系。由圖可分析，第四個(gè)開(kāi)度對(duì)應(yīng)的曲線阻力損失較大，第一個(gè)開(kāi)度對(duì)應(yīng)的曲線阻力損失較小。由此，可得出結(jié)論：低阻管路系統(tǒng)的特性曲線較為平坦，高阻管路的特性曲線較為陡峭。所以，可判斷，為減少能量損失，在管路中，應(yīng)盡量減少不必要的閥門(mén)等器件。七、 思考題2. 當(dāng)改變流量調(diào)節(jié)閥開(kāi)度時(shí)，壓力表和真空