流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置(離心泵特性部分) ―― 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、離心泵特性曲線測定 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書離心泵特性曲線測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解離心泵結(jié)構(gòu)與特性,熟悉離心泵的使用; 2. 掌握離心泵特性曲線測定方法; 3. 了解電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工作原理和使用方法。二、基本原理離心泵的特性曲線是選擇和使用離心泵的重要依據(jù)之一, 其特性曲線是在恒定轉(zhuǎn)速下泵的揚(yáng)程 H 、 軸功率 N 及效率與泵的流量 Q 之間的關(guān)系曲線,它是流體在泵內(nèi)流動(dòng)規(guī)律的宏觀表現(xiàn)形式。由于泵 內(nèi)部流動(dòng)情況復(fù)雜,不能用理論方法推導(dǎo)出泵的特性關(guān)系曲線,只能依靠實(shí)驗(yàn)測定。1.揚(yáng)程 H 的測定與計(jì)算取離心泵進(jìn)口真空表和出口壓力表處為 1、 2兩截面,列機(jī)械能衡算方程:(1-1fh gug p z H g u

2、g p z +=+2222222111由于兩截面間的管長較短,通?？珊雎宰枇?xiàng) ,速度平方差也很小故可忽略,則有f h (=H gp p z z 1212 +(1-2210(H H H +=表值 式中:,表示泵出口和進(jìn)口間的位差, m ;和120z z H =流體密度, kg/m3;g 重力加速度 m/s2;p 1、 p 2分別為泵進(jìn)、出口的真空度和表壓, Pa ;H 1、 H 2分別為泵進(jìn)、出口的真空度和表壓對(duì)應(yīng)的壓頭, m ; u 1、 u 2分別為泵進(jìn)、出口的流速, m/s; z 1、 z 2分別為真空表、壓力表的安裝高度, m 。由上式可知,只要直接讀出真空表和壓力表上的數(shù)值,及兩表的

3、安裝高度差,就可計(jì)算出泵的揚(yáng)程。2.軸功率 N 的測量與計(jì)算(W (1-3kN N ×=電 其中, N 電 為電功率表顯示值, k 代表電機(jī)傳動(dòng)效率,可取 。95. 0=k 3.效率的計(jì)算泵的效率是泵的有效功率 Ne 與軸功率 N 的比值。 有效功率 Ne 是單位時(shí)間內(nèi)流體經(jīng)過泵時(shí)所獲 得的實(shí)際功,軸功率 N 是單位時(shí)間內(nèi)泵軸從電機(jī)得到的功,兩者差異反映了水力損失、容積損失和機(jī) 械損失的大小。泵的有效功率 Ne 可用下式計(jì)算:(1-4 gHQ Ne =故泵效率為(1-5%100×=NgHQ 4.轉(zhuǎn)速改變時(shí)的換算泵的特性曲線是在定轉(zhuǎn)速下的實(shí)驗(yàn)測定所得。但是,實(shí)際上感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在

4、轉(zhuǎn)矩改變時(shí),其轉(zhuǎn)速會(huì) 有變化,這樣隨著流量 Q 的變化,多個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速 n 將有所差異,因此在繪制特性曲線之前,須將 實(shí)測數(shù)據(jù)換算為某一定轉(zhuǎn)速 n 下(可取離心泵的額定轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)。換算關(guān)系如下:流量(1-6nn QQ =' 揚(yáng)程(1-72(n n H H =軸功率 (1-83(n n N N =效率(1-9=NgQH N g H Q ' 三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程離心泵特性曲線測定裝置流程圖如下: 圖 1實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖四、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)(一實(shí)驗(yàn)步驟:1. 清洗水箱,并加裝實(shí)驗(yàn)用水。給離心泵灌水,排出泵內(nèi)氣體。2. 檢查電源和信號(hào)線是否與控制柜連接正確,檢查各閥門開度和儀表自檢

5、情況,試開狀態(tài)下檢查 電機(jī)和離心泵是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。3. 實(shí)驗(yàn)時(shí),逐漸打開調(diào)節(jié)閥以增大流量,待各儀表讀數(shù)顯示穩(wěn)定后,讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)。 (離心泵特性 實(shí)驗(yàn)部分,主要獲取實(shí)驗(yàn)參數(shù)為:流量 Q 、泵進(jìn)口壓力 p 1、泵出口壓力 p 2、電機(jī)功率 N 電 、泵 轉(zhuǎn)速 n ,及流體溫度 t 和兩測壓點(diǎn)間高度差 H 0。 4. 測取 10組左右數(shù)據(jù)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 。(二注意事項(xiàng):1. 一般每次實(shí)驗(yàn)前,均需對(duì)泵進(jìn)行灌泵操作,以防止離心泵氣縛。同時(shí)注意定期對(duì)泵進(jìn)行保養(yǎng), 防止葉輪被固體顆粒損壞。2. 泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,勿觸碰泵主軸部分,因其高速轉(zhuǎn)動(dòng),可能會(huì)

6、纏繞并傷害身體接觸部位。五、數(shù)據(jù)處理(1記錄實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)如下表 1:實(shí)驗(yàn)日期:實(shí)驗(yàn)人員:學(xué)號(hào):裝置號(hào):離心泵型號(hào)=,額定流量=,額定揚(yáng)程=,額定功率=泵進(jìn)出口測壓點(diǎn)高度差 H 0=,流體溫度 t =(2根據(jù)原理部分的公式,按比例定律校合轉(zhuǎn)速后,計(jì)算各流量下的泵揚(yáng)程、軸功率和效率,如表 2:六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.分別繪制一定轉(zhuǎn)速下的 H Q 、 N Q 、Q 曲線 2.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,判斷泵最為適宜的工作范圍。實(shí)驗(yàn)次數(shù)流量 Q m 3/h泵進(jìn)口壓力 p 1kPa泵出口壓力 p 2kPa電機(jī)功率 N 電kW泵轉(zhuǎn)速 n r/m實(shí)驗(yàn)次數(shù)流量 Q m 3/h揚(yáng)程 Hm軸功率 NkW泵效率%流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置（離心泵特性部分）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 七、思考題 1. 2. 試從所測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，離心泵在啟動(dòng)時(shí)為什么要關(guān)閉出口閥門？ 啟動(dòng)離心泵之前為什么要引水灌泵？如果灌泵后依然啟動(dòng)不起來，你認(rèn)為可能的原因是什 么？ 3. 4. 5. 6. 為什么用泵的出口閥門調(diào)節(jié)流量？這種方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)？是否還有其他方法調(diào)節(jié)流量？ 泵啟動(dòng)后，出口閥如果不開，壓力表讀數(shù)是否會(huì)逐漸上升