離心泵性能實驗報告

1、實驗三、離心泵性能實驗姓名：楊夢瑤學(xué)號： 56 實驗日期： 2014 年 6 月 6 日同組人：陳艷月黃燕霞劉洋 覃雪 徐超 張駿捷曹夢珺 左佳靈預(yù)習(xí)問題：1.什么是離心泵的特性曲線為什么要測定離心泵的特性曲線答：離心泵的特性曲線：泵的He、P、與 QV 的關(guān)系曲線，它反映了泵的基本性能。要測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. 為什么離心泵的揚程會隨流量變化答：當(dāng)轉(zhuǎn)速變大時， ，沿葉輪切線速度會增大，當(dāng)流量變大時，沿葉輪法向速度會變大，所以根據(jù)伯努力方程，泵的揚程：H=（ u22 - u 12 ） /2g + (p2-p1 ) /g + (z2 - z1 )

2、 +H f沿葉輪切線速度變大，揚程變大。反之，亦然。3. 泵吸入端液面應(yīng)與泵入口位置有什么相對關(guān)系答：其相對關(guān)系由汽蝕余量決定，低飽和蒸氣壓時，泵入口位置低于吸入端液面，流體可以憑借勢能差吸入泵內(nèi)； 高飽和蒸氣壓時， 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.實驗中的哪些量是根據(jù)實驗條件恒定的哪些是每次測試都會變化，需要記錄的哪些是需要最后計算得出的答：恒定的量是：泵、流體、裝置；每次測試需要記錄的是：水溫度、出口表壓、入口表壓、電機功率；需要計算得出的：揚程、軸功率、效率、需要能量。一、實驗?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)測量儀表

3、的使用方法。2. 熟練運用柏努利方程。3. 學(xué)習(xí)離心泵特性曲線的測定方法，掌握離心泵的性能測定及其圖示方法。4. 了解應(yīng)用計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的一般方法。二、裝置流程圖：圖 5 離心泵性能實驗裝置流程圖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 48×3 不銹鋼管圖 9孔板流量計 d=24mm10 壓差傳感器11渦輪流量計 12流量調(diào)節(jié)閥13變頻器三、實驗任務(wù)：1 繪制離心泵在一定轉(zhuǎn)速下的H（揚程） Q（流量）；N（軸功率） Q；（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、實驗原理：1 離心泵的性能參數(shù)取決于泵的內(nèi)

4、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。通常用水做實驗測出它們之間的關(guān)系以曲線表示，即 He Q、N 軸 Q、 Q稱為離心泵的特性曲線。在實驗中只要測出泵的流量、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：u12/2g + p1/ g + z1 + H= u 22/2g + p2/ g + z2 +Hf（ m）22p ) / g + (z- z) +H（ m）H=（ u - u1） /2g + (p2f22-11由于：阻力損失Hf 可以忽略，則：H=（ u22-

5、 u12 ） /2g + (p2- p1) / g + (z2- z1)（m）Ne= QH g = Ne /N ×100p1進(jìn)口壓力 , Mpa ，p2出口壓力 , MPa ，H 揚程 ,m，1Q 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， 管路需要的能量 （H 即從 A到 B 流體機械能的差值 +阻力損失）隨流量 Q的變化關(guān)系。本實驗中，管路需要的能量與泵提供給管路的能量平衡相等，計算 H 的方法同 He：3 HH e H 出口表壓H 進(jìn)口表壓 0.2mH2O4 雖然計算方法相同，但二者操作截然不同。測量He 時，需要固定轉(zhuǎn)速，通過調(diào)節(jié)閥

6、門改變流量；測量H時，管路要求固定不動，因此只能通過改變泵的轉(zhuǎn)速來改變流量。五、實驗準(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。 在變頻器通電后， 按“ P”鍵，當(dāng)顯示 “ r0000 ”時， 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 1（調(diào)成 “自動”時該參數(shù)設(shè)置為“ 5”），按“ P”鍵將新的設(shè)定值輸入；再通過“”或“”鍵找到參數(shù)“ P1000”，用同樣方法將其設(shè)置為“ 1”；按“ Fn”鍵返回到“ r0000 ”，再按“ P” 鍵退出。7 流量調(diào)節(jié)閥和雙泵并聯(lián)閥門處于關(guān)

7、閉狀態(tài)。手動按下變頻器控制面板上“綠色按鈕”啟動水泵，再按“”或“”鍵改變電源頻率，使其示數(shù)為“”，完成離心泵啟動。六、實驗步驟：1 檢查電機和離心泵是否正常運轉(zhuǎn)。 打開電機的電源開關(guān)， 觀察電機和離心泵的運轉(zhuǎn)情況，如無異常，就可切斷電源，準(zhǔn)備在實驗時使用。2 泵特性曲線數(shù)據(jù)測定 。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 管路特性曲線測定。固定一個閥門開度， 通過變頻器間隔4Hz 調(diào)節(jié)頻率由50 到 10Hz 測取 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)上面操作，

8、得到另外兩條不同閥門開度下的管路特性曲線4 實驗測定完畢，最后按變頻器控制面板上“紅色按鈕”停泵，同時記錄下設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)（如離心泵型號、額定流量、揚程、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. 測量并記錄實驗基本參數(shù)：離心泵額定功率：離心泵流量：實驗液體：水離心泵揚程：實驗數(shù)據(jù)記錄及整理：泵特性（轉(zhuǎn)速）：出口入口電機序水流量水溫度表壓表壓揚 程軸功率3-1功率效 率 /%號T/ P2P12/kWQ/m ?hH/mHO/mH ON/kW/mH O221213425637480)O2Hm(H離心泵 的特性曲線35H-q v203015qv2520%/w1015k105N

9、-q v5000123456Q(m3/h-1 )泵的特性曲線1管路特性 -1 （閥門開度）：序頻 率水流量水溫度出口表壓入口表壓需要能量號/HzQ/m3?h-1T/ P2/mH2OP1/mH2OH/mH2O1502460342043805 346 307 268 229 181014管路特性曲線揚程H-流量 Q 1管路特性 -2 （閥門開度）：序頻 率水流量水溫度出口表壓入口表壓需要能量號/Hz3-1T/ 222Q/m ?hP2/mHOP1/mHOH/mHO1 502 463 424 385 346 307 268 229 181014管路特性曲線揚程H-流量 Q 216H-Q141210管路

10、特性 -2O2Hm/H8管路特性 -164200123456Q(m 3 /h-1 )數(shù)據(jù)處理過程：以每組數(shù)據(jù)的第一組數(shù)據(jù)為例，計算過程如下：本實驗中，管路需要的能量與泵提供給管路的能量平衡相等，計算H 的方法同 He：H H e H 出口表壓H 進(jìn)口表壓0.2 mH 2O泵特性曲線物理量計算：揚程 He：水在該溫度下的密度：(1.2050.04( 25.820)kg m3 )1000 973kg m3H =H出口表壓-H入口表壓+z= H出口表壓-H入口表壓+=（） mHO = mH Oe22軸功率： N=N電機 ×90%=× 90%=泵的效率：N eH eQg 20.60

11、.69739.81 100%7.747%NN36001000 0.423管路特性的物理量計算：需要能量H/mH2OHe=H出口表壓 -H 入口表壓 +z= H 出口表壓 -H 入口表壓 +=（+） mH2O= mH2O結(jié)果分析和誤差來源討論：結(jié)果分析：通過實驗可以看出離心泵在特定的轉(zhuǎn)速下有其獨特的特性曲線，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。在實驗過程中， 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，泵的效率在流量增大到一定程度時，而流量的增加而減小。誤差來源：實驗用的水的