離心泵性能實(shí)驗(yàn)報(bào)告(帶數(shù)據(jù)處理)

1、實(shí)驗(yàn)三、離心泵性能實(shí)驗(yàn)姓名：楊夢(mèng)瑤 學(xué)號(hào)：1110700056實(shí)驗(yàn)日期：2014年6月6日 同組人：陳艷月 黃燕霞劉洋覃雪徐超張駿捷曹夢(mèng)珺左佳靈 預(yù)習(xí)問(wèn)題：1. 什么是離心泵的特性曲線？為什么要測(cè)定離心泵的特性曲線？答：離心泵的特性曲線：泵的 He、P、n與Qv的關(guān)系曲線，它反映了泵的基本性能。要測(cè) 定離心泵的特性曲線是為了得到離心泵最佳工作條件，即合適的流量范圍。2. 為什么離心泵的揚(yáng)程會(huì)隨流量變化？答：當(dāng)轉(zhuǎn)速變大時(shí)，沿葉輪切線速度會(huì)增大，當(dāng)流量變大時(shí)，沿葉輪法向速度會(huì)變大，所以根據(jù)伯努力方程，泵的揚(yáng)程：H= ( U22- U12) /2g + (p 2- p1)/ p g +-(Z1)+H

2、f沿葉輪切線速度變大，揚(yáng)程變大。反之，亦然。3. 泵吸入端液面應(yīng)與泵入口位置有什么相對(duì)關(guān)系？答：其相對(duì)關(guān)系由汽蝕余量決定，低飽和蒸氣壓時(shí)，泵入口位置低于吸入端液面，流體 可以憑借勢(shì)能差吸入泵內(nèi)；高飽和蒸氣壓時(shí)，相反。但是兩種情況下入口位置均應(yīng)低于允許 安裝高度，為避免發(fā)生汽蝕和氣縛現(xiàn)象。4. 實(shí)驗(yàn)中的哪些量是根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件恒定的？哪些是每次測(cè)試都會(huì)變化，需要記錄的？哪些是需要最后計(jì)算得出的？答：恒定的量是：泵、流體、裝置；每次測(cè)試需要記錄的是：水溫度、出口表壓、入口表壓、電機(jī)功率；需要計(jì)算得出的：揚(yáng)程、軸功率、效率、需要能量。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 了解離心泵的構(gòu)造，熟悉離心泵的操作方法及有關(guān)測(cè)量?jī)x

3、表的使用方法。2. 熟練運(yùn)用柏努利方程。3. 學(xué)習(xí)離心泵特性曲線的測(cè)定方法，掌握離心泵的性能測(cè)定及其圖示方法。4. 了解應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的一般方法。二、裝置流程圖：圖5離心泵性能實(shí)驗(yàn)裝置流程圖1 水箱 2 Pt100 溫度傳感器 3 入口壓力傳感器 4 真空表 5 離心泵 6 壓力表7出口壓力傳感器 8 © 48X 3不銹鋼管圖 9 孔板流量計(jì)d=24mm 10壓差傳感器11 渦輪流量計(jì) 12 流量調(diào)節(jié)閥 13 變頻器三、實(shí)驗(yàn)任務(wù)：1. 繪制離心泵在一定轉(zhuǎn)速下的H(揚(yáng)程)Q(流量)；N(軸功率)Q；n(效率)Q三條特性曲線。2. 繪制不同頻率下離心泵管路特性曲線四、實(shí)驗(yàn)原理：1

4、. 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，在恒定轉(zhuǎn)速下，離心泵的性 能揚(yáng)程、功率和效率與其流量呈一定的函數(shù)關(guān)系。通常用水做實(shí)驗(yàn)測(cè)出它們之間的 關(guān)系以曲線表示，即He- Q N軸Q nQ稱為離心泵的特性曲線。在實(shí)驗(yàn)中只要測(cè)出 泵的流量、進(jìn)口與出口壓力和泵消耗的功率，即可求出泵的特性曲線。根據(jù)流體力學(xué)方程，亦即柏努利方程：在離心泵進(jìn)口、出口之間進(jìn)行能量衡算，則： ui2/2g + pi/ p + zi + H= U22/2g + p2/ pg + Z2 +Hf( m)H= ( u22- ui2) /2g +(P2- pi) / p + (z2- zi) +H f( m)由于：阻力損失

5、 Hf 可以忽略，則：H=( u22- ui2) /2g + (p2- pi) / pg + (z2- zi)(m)Ne= QHpgr= Ne /N X iOO%pi進(jìn)口壓力，Mpa ,p2出口壓力，MPa,H 揚(yáng)程,m ,1. Q 流量，m3/s,Ne有效功率，W,N軸功率， W2. 管路特性是指輸送流體時(shí)，管路需要的能量H (即從A到B流體機(jī)械能的差值+阻力損 失)隨流量 Q 的變化關(guān)系。 本實(shí)驗(yàn)中， 管路需要的能量與泵提供給管路的能量平衡相等， 計(jì)算 H 的方法同 He：3.H e H 出口表壓H 進(jìn)口表壓 0.2mH2O4. 雖然計(jì)算方法相同，但二者操作截然不同。測(cè)量 He 時(shí)，需要固

6、定轉(zhuǎn)速，通過(guò)調(diào)節(jié)閥門 改變流量；測(cè)量 H 時(shí)，管路要求固定不動(dòng)，因此只能通過(guò)改變泵的轉(zhuǎn)速來(lái)改變流量。五、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備操作：離心泵的開啟5. 開啟總電源，使配電箱帶電；打開配電箱上泵開關(guān)，使變頻器帶電6. 調(diào)節(jié)變頻器為手動(dòng)。 在變頻器通電后，按“ P”鍵，當(dāng)顯示“ rOOOO”時(shí)，按“”或“” 鍵找到參數(shù)“ P0700”，再按“ P”鍵，調(diào)節(jié)“”或“”鍵將其參數(shù)值改為i (調(diào)成“自動(dòng)”時(shí)該參數(shù)設(shè)置為“ 5”),按“ P”鍵將新的設(shè)定值輸入；再通過(guò)“”或“”鍵找到參數(shù)“ PiOOO”，用同樣方法將其設(shè)置為“ i”；按“ Fn”鍵返回到“ rOOOO”，再按 “ P”鍵退出。7. 流量調(diào)節(jié)閥和雙泵并聯(lián)閥

7、門處于關(guān)閉狀態(tài)。手動(dòng)按下變頻器控制面板上“綠色按鈕”啟動(dòng)水泵，再按“”或“”鍵改變電源頻率，使其示數(shù)為“50.00”，完成離心泵啟動(dòng)。六、實(shí)驗(yàn)步驟:1. 檢查電機(jī)和離心泵是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。打開電機(jī)的電源開關(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. 泵特性曲線數(shù)據(jù)測(cè)定。開啟離心泵，調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥，由小到大逐漸增大流量，按講義 規(guī)定測(cè)取10組水流量、水溫度、功率、進(jìn)口表壓、出口表壓數(shù)據(jù)，注意在數(shù)據(jù)穩(wěn)定后 再讀取記錄。3. 管路特性曲線測(cè)定。固定一個(gè)閥門開度，通過(guò)變頻器間隔4Hz調(diào)節(jié)頻率由50到10Hz測(cè)取11組水流量、 進(jìn)口表壓、出口表壓數(shù)據(jù)。改變閥門開度，重復(fù)上

8、面操作，得到另外兩條不同閥門開度下的管路特性曲線4. 實(shí)驗(yàn)測(cè)定完畢，最后按變頻器控制面板上“紅色按鈕”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、功率等），關(guān)閉配電箱上泵開關(guān)和總電源開關(guān)。七、數(shù)據(jù)記錄及處理：1.測(cè)量并記錄實(shí)驗(yàn)基本參數(shù)：離心泵流量：1.2-7.2m3/h-1實(shí)驗(yàn)液體：水離心泵額定功率：0.55kW離心泵揚(yáng)程：21.13m 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及整理:泵特性（轉(zhuǎn)速）：序 號(hào)水流量Q/m3?h-1水溫度T/ C出口 表壓P2/mHO入口 表壓P1/mfO電機(jī) 功率N/kW揚(yáng)程H/mHO軸功率/kW效率n%10.627.020.60.20.4720.60.4237.7472

9、127.120.20.20.4820.20.43212.3931.627.319.60.20.5119.60.45918.104227.519.20.20.5419.20.48620.9352.528.418.60.10.5618.70.50424.576328.718.10.10.5918.20.53127.247428.917.00.10.6517.10.58530.9785.529.115.000.7215.20.64834.17泵的特性曲線 1 管路特性-1 （閥門開度）：序 號(hào)頻率/Hz水流量Q/m3?h-1水溫度T/ C出口表壓P2/mHO入口表壓P1/mHO需要能量H/mHO15

10、06.3529.713.7-0.114.02465.8729.811.8012.03425.3830.010.0010.24384.8730.18.208.45344.3530.26.60.16.76303.8330.25.20.15.37263.3130.34.00.14.18222.7730.32.90.13.09182.2230.32.00.22.010141.6630.31.20.21.22015O 5)OZH離心泵的特性曲線H-qqva2N-q35302520 _ %15_10_-甲一，甲 I一* °Q(m3/h-1)456管路特性115 101-52.53* 54,55*

11、 56,5Q/n»3-h-l管路特性曲線揚(yáng)程H-流量Q 16管路特性-2 （閥門開度）序 號(hào)頻率/Hz水流量Q/m3?h-1水溫度T/ C出口表壓P2/mH2O入口表壓P1/mH2O需要能量H/mHO1503.8830.417.20.117.32463.5830.514.70.114.83423.2830.612.40.112.54382.9730.610.20.110.35342.6630.78.20.18.36302.3430.76.40.26.47262.0230.74.90.24.98221.6930.83.50.23.59181.3530.82.40.22.410141.0

12、130.91.50.21.5管路特性2 H-Q -HT管路特性曲線揚(yáng)程H-流量Q 2272#H-QOZH m/管路特性-2管路特性-12#2#Q(m3/h-1)2#數(shù)據(jù)處理過(guò)程：H的方法同He：以每組數(shù)據(jù)的第一組數(shù)據(jù)為例，計(jì)算過(guò)程如下：本實(shí)驗(yàn)中，管路需要的能量與泵提供給管路的能量平衡相等，計(jì)算H H e H出口表壓H進(jìn)口表壓 0.2mH 2O8#泵特性曲線物理量計(jì)算：揚(yáng)程He：水在該溫度下的密度:(1.205 0.04 (25.820)kg m3) 1000973kg m3#He=H 出口表壓-h 入口表壓+z= H 出口表壓-H 入口表壓 +0.2mH2O=( 20.6-0.2+0.2)mH

13、2O =20.6 mH 2O軸功率：N=N 電機(jī) X 90%=0.47kW X 90%=0.423kW泵的效率：Ne HeQ g 空6 0.6 973 9.81 100% 7.747%N N 3600 1000 0.423管路特性的物理量計(jì)算：需要能量H/mHOHe=H 出口表壓-H 入口表壓 +z= H 出口表壓-H 入口表壓 +0.2mH 2O= ( 13.7+0.1+0.2) mH2O=14.0 mH 2O結(jié)果分析和誤差來(lái)源討論：結(jié)果分析：通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出離心泵在特定的轉(zhuǎn)速下有其獨(dú)特的特性曲線，而且不受管路特性曲線的影響。在固定的轉(zhuǎn)速下，離心泵的流量、壓頭和效率不隨被輸送的液體的性質(zhì)（如密度）而改變，但泵的功率與液體密度成正比關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于流量的范圍取得不夠大，使得泵的效率曲線隨流量的變化范圍在本次測(cè)量中體現(xiàn)得不完善。我們從泵的特性曲線1中可以看到，流量的變化在 0 6m3?h-1之間，泵的