離心泵計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集及過(guò)程控制試驗(yàn)裝置

1、實(shí)驗(yàn)五、離心泵計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集及過(guò)程控制 實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?本實(shí)驗(yàn)裝置采用循環(huán)水系統(tǒng)，可讓學(xué)生熟悉離心泵的結(jié)構(gòu)、性能及特點(diǎn)， 練習(xí)并掌握其操作方法。.能夠完成離心泵在一定轉(zhuǎn)速下特性曲線(xiàn)的測(cè)定。.能夠測(cè)定并繪制流量調(diào)節(jié)閥某一開(kāi)度下管路的特性曲線(xiàn)。.通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和控制操作，了解其基本原理和實(shí)現(xiàn)方法；本裝置中 采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量，可練習(xí)其操作和控制方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：.熟悉離心泵的結(jié)構(gòu)與操作方法。.測(cè)定某型號(hào)離心泵在一定轉(zhuǎn)速下的特性曲線(xiàn)。.測(cè)定流量調(diào)節(jié)閥某一開(kāi)度下管路特性曲線(xiàn)。三、實(shí)驗(yàn)原理:.離心泵特性曲線(xiàn)測(cè)定：離心泵是最常見(jiàn)的液體輸送設(shè)備。在一定的型號(hào)和轉(zhuǎn)速下，離心泵的揚(yáng)程H、 軸功率N

2、及效率“均隨流量Q而改變。通常通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出H-Q N-Q及“一Q關(guān) 系，并用曲線(xiàn)表示之，稱(chēng)為特性曲線(xiàn)。特性曲線(xiàn)是確定泵的適宜操作條件和選用 泵的重要依據(jù)。泵特性曲線(xiàn)的具體測(cè)定方法如下:H的測(cè)定：在泵的吸入口和排出5之間列柏努利方程2P入 uPh u入凡人加(D+ 入 +u +h =2出 +出 +凡人加(D:g 2g:g 2 g22u出-u入2g上式中H f入m是泵的吸入口和壓出口之間管路內(nèi)的流體流動(dòng)阻力， 與柏努力方程 中其它項(xiàng)比較，Hf入山值很小，故可忽略。于是上式變?yōu)? TOC o 1-5 h z 一r上也一 P入U(xiǎn)2出U2入cH =(Z出Z入)+ + :g2g將測(cè)得的億出-Z入淤口 P出

3、-PJ勺值以及計(jì)算所得的u入,u出代入上式，即可求得H。N測(cè)定：功率表測(cè)得的功率為電動(dòng)機(jī)的輸入功率。由于泵由電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)，傳動(dòng)效率可視為1,所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于泵的軸功率。即： 泵的軸功率N=電動(dòng)機(jī)的輸出功率，Kw電動(dòng)機(jī)輸出功率=電動(dòng)機(jī)輸入功率x電動(dòng)機(jī)效率。泵的軸功率=功率表讀數(shù)X電動(dòng)機(jī)效率，Kw TOC o 1-5 h z n 測(cè)定：(4)NHQ ：g HQNe = Q g =Q-(Kw)(5)1000102式中：”一泵的效率；N泵的軸功率，kVVNe-泵的有效功率kVVH 一泵的揚(yáng)程，m；Q-泵的流量，nVs ；P-水的密度，kg/m3。2.管路特性曲線(xiàn)：當(dāng)離心泵安裝在特定的管路系統(tǒng)

4、中工作時(shí)，實(shí)際的工作壓頭和流量不僅與離 心泵本身的性能有關(guān)，還與管路特性有關(guān)，也就是說(shuō)，在液體輸送過(guò)程中，泵和 管路二者相互制約的。管路特性曲線(xiàn)是指流體流經(jīng)管路系統(tǒng)的流量與所需壓頭之間的關(guān)系。若將泵的特性曲線(xiàn)與管路特性曲線(xiàn)在同一坐標(biāo)圖上， 兩曲線(xiàn)交點(diǎn)即為泵的在該管路的工 作點(diǎn)。因此，如同通過(guò)改變閥門(mén)開(kāi)度來(lái)改變管路特性曲線(xiàn)，求出泵的特性曲線(xiàn)一樣，可通過(guò)改變泵轉(zhuǎn)速來(lái)改變泵的特性曲線(xiàn)， 從而得出管路特性曲線(xiàn)。泵的壓頭 H計(jì)算同上。四、實(shí)驗(yàn)裝置基本情況：.實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)：離心泵：型號(hào) WB70/055 電機(jī)效率為60% 實(shí)驗(yàn)管路d=0.042m真空表測(cè)壓位置管內(nèi)徑d入=0.042m壓強(qiáng)表測(cè)壓位置

5、管內(nèi)徑d出=0.042m真空表與壓強(qiáng)表測(cè)壓口之間垂直距離 h0=0.245m流量測(cè)量：渦輪流量計(jì) 型號(hào)LWf40C量程020nVh數(shù)字儀表顯示;功率測(cè)量：功率表 型號(hào)PS-139 精度1.0級(jí) 數(shù)字儀表顯示; 泵入口真空度測(cè)量：真空表表盤(pán)真徑 100mm 測(cè)量范圍-0.1-0MPa； 泵出口壓力的測(cè)量：壓力表表盤(pán)直徑100mm測(cè)量范圍0-0.25MPa ;溫度計(jì)：Pt100數(shù)字儀表顯示。2.離心泵性能測(cè)定流程示意圖見(jiàn)圖1、儀表面板示意圖見(jiàn)圖2:圖1離心泵計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集及過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖1-水箱；2-泵入口真空表控制閥；3-離心泵；4-泵入口壓力傳感器；5-泵出口壓 力表控制閥；6-泵

6、入口真空表；7-泵出口壓力表；8-泵出口壓力傳感器；9-電動(dòng) 流量調(diào)節(jié)閥；10-渦輪流量計(jì)；11-水箱排水閥；12灌泵控制閥門(mén)；13-底閥；14 灌泵漏斗；15-溫度計(jì)；16-泵入口閥。流量(n?/h) Fl入口壓力(kPa)501BV24S面出口壓力（kPa） Pl溫度C）T1流量(n?/h) Fl入口壓力(kPa)501BV24S面出口壓力（kPa） Pl溫度C）T1總電源。O功率（kW） JIo o圖2離心泵計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集及過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置面板示意圖 五、實(shí)驗(yàn)操作方法：手動(dòng)操作的實(shí)驗(yàn)方法及步驟：.離心泵性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)：向水箱1內(nèi)加入蒸儲(chǔ)水加至水箱液位 4/3處即可，打開(kāi)灌泵控制閥門(mén)12,

7、泵入口閥16進(jìn)行灌泵，待灌泵漏斗內(nèi)充滿(mǎn)水即可，關(guān)閉灌泵控制閥門(mén)12。檢查流量調(diào)節(jié)閥9 （流量調(diào)節(jié)閥9由流量?jī)x表控制：儀表 SV窗顯示（0.00）時(shí)，表 示儀表處于自動(dòng)狀態(tài)，按 鍵SV窗顯示（A 100）時(shí)表示儀表處于自動(dòng)狀態(tài)， 按叵蝴如儀表SV窗顯示（M 0 ）時(shí)，表示處于手動(dòng)狀態(tài)，可用 和鍵調(diào) 節(jié)閥門(mén)開(kāi)度，（M 100 ）表示電動(dòng)閥門(mén)全開(kāi)，（M 0 ）表示閥門(mén)全關(guān)）壓力表7 及真空表6的控制閥門(mén)5和2是否關(guān)閉。啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置總電源。按變頻器的RUNS啟動(dòng)離心泵，測(cè)取數(shù)據(jù)的順序可從最大流量開(kāi)始逐漸減 小流量至0或反之。一般測(cè)取10-20組數(shù)據(jù)。通過(guò)改變閥門(mén)9的開(kāi)度測(cè)定數(shù)據(jù)。測(cè)定數(shù)據(jù)時(shí)，一定要在系

8、統(tǒng)穩(wěn)定條件下進(jìn)行記錄，分別讀取流量計(jì)、壓力表、真空表、功率表及流體溫度等數(shù)據(jù)并記錄。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥門(mén) 9,停泵，切斷電源。.管路特性實(shí)驗(yàn)：首先關(guān)閉離心泵的出口閥9、真空表和壓力表控制閥2、5。啟動(dòng)離心泵，調(diào)節(jié)閥們9到一定開(kāi)度記錄數(shù)據(jù)（流量、入口真空度和出口 壓力）。改變變頻器的頻率記錄以上數(shù)據(jù)（參照數(shù)據(jù)表）。實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥9,停離心泵。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和控制操作：.打開(kāi)電腦，找出應(yīng)用程序并啟動(dòng)。.全開(kāi)手動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥。將流量?jī)x表調(diào)為自動(dòng)狀態(tài)（儀表SV窗顯示（0.00） 時(shí)，表示儀表處于自動(dòng)狀態(tài)無(wú)須再變。如儀表 SV窗顯示（M 0 ）時(shí)，表示處 于手動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)先按先按 鍵，SV

9、窗顯示（A 100）時(shí)，再按鍵SV窗顯示 （0.00）時(shí)，這時(shí)儀表就處于自動(dòng)狀態(tài)）。.利用程序啟動(dòng)離心泵（程序界面臥式離心泵開(kāi)關(guān)上的綠色按鍵），利用計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)控制開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及繪制圖象。其實(shí)際操作過(guò)程是這樣的：在手動(dòng)控制狀態(tài)下，在電動(dòng)閥閥位調(diào)節(jié)窗中輸入 相應(yīng)數(shù)值，按（流量調(diào)節(jié)）鍵，則計(jì)算機(jī)程序會(huì)按所輸入的數(shù)值進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)， 此時(shí)，測(cè)量?jī)x表顯示數(shù)值做出相應(yīng)變化，待各測(cè)量?jī)x表顯示數(shù)值穩(wěn)定后，按下（采 集數(shù)據(jù)）鍵進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，所采集到的數(shù)據(jù)會(huì)在界面上方顯示出來(lái)。待數(shù)據(jù)采集完畢后，選擇（數(shù)據(jù)處理）中的（計(jì)算數(shù)據(jù)）程序，計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 將對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，并將計(jì)算結(jié)果顯示在

10、表格中。計(jì)算結(jié)束后點(diǎn)擊 （繪制圖象）程序，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會(huì)將計(jì)算結(jié)果的圖象顯示出來(lái)。.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，停泵，切斷電源。六、實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)：.該裝置電路采用五線(xiàn)三相制配電，實(shí)驗(yàn)設(shè)備應(yīng)良好接地。.使用變頻調(diào)速器時(shí)一定注意 FWD旨示燈是亮白1切忌按KWD REVt, REV指示燈亮?xí)r電機(jī)將反轉(zhuǎn)。.啟動(dòng)離心泵之前，一定要關(guān)閉壓力表和真空表的控制開(kāi)關(guān)5和2,以免離心泵啟動(dòng)時(shí)對(duì)壓力表和真空表造成損害。七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：1.附數(shù)據(jù)處理過(guò)程舉例（以表1中第1組數(shù)據(jù)為例）渦輪流量計(jì)讀數(shù)：10.65 m3/h泵入口壓力表讀數(shù)：-0.0269MPa壓力表讀數(shù)：0.0228MPa 功率表讀數(shù)：0.73kW

11、 水溫:37.6 0cH =(Z 出Z 入)+P出巳u2出-u2入2gH =(Z 出Z 入)+P出巳u2出-u2入2g(0.0228 0.0269) 1000000H u0.245 992.799.81= 5.35 (n)N =0.73 60% =0.468(kw) =438(w)NeN0.1540.438= 34.2%Ne1025.35 10.653600 觸79102=0.154(kw)表1第一臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置離心泵性能測(cè)定數(shù)據(jù)記錄表水溫度37.6 C液體密度p =992.79kg/m 泵進(jìn)出口高度=0.245m序 號(hào)入口壓力P1(MPa)出口壓力P2(MPa)電機(jī)功率(kW)流里Q(m3/h)

12、壓頭H(m)泵軸功率N (w)“(%)1-0.02690.02280.7310.655.3543835.22-0.02220.07150.759.729.8745057.63-0.01840.09220.748.7711.6044462.04-0.01420.1140.727.6113.4143263.95-0.01020.1340.696.3615.0541462.56-0.00770.1490.655.3116.3339060.17-0.00560.1610.614.3617.3536655.98-0.00390.1710.553.3118.2033049.49-0.00280.1790.

13、512.4318.9130640.610-0.00250.1810.491.4119.0929424.71100.1930.4020.062400.0表2第一臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置離心泵管路特性數(shù)據(jù)表廳P電機(jī)頻率Hz入口壓力P1 (MPa)出口壓力P2 (MPa)Q 3 (m /h)壓頭H(m)150-0.02630.039710.647.02248-0.02550.03810.436.76346-0.02410.035310.156.34444-0.02250.03279.825.91542-0.02130.02959.445.46640-0.01930.02699.044.99738-0.01810.02338.604.5083