離心泵性能實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(機(jī)電)

離心泵性能實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜るx心泵的結(jié)構(gòu)和正確操作方法。熟悉扭矩儀、流量?jī)x及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、渦輪流量傳感器的使用方法。測(cè)定離心泵在一定轉(zhuǎn)速下的特性曲線。二、實(shí)驗(yàn)裝置水泵試驗(yàn)臺(tái)按其回路系統(tǒng)形式一般分為開(kāi)式和閉式兩種。本試驗(yàn)臺(tái)為開(kāi)式試驗(yàn)裝置，如圖1所示，由電機(jī)1、聯(lián)軸節(jié)、傳感器2、離心泵3、吸水池13、底閥6、吸入管8、排出管9、渦輪流量變送器10、調(diào)節(jié)閥門(mén)11及排出尾管12組成。圖1離心泵實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖1-電機(jī)；2-NJ轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器；3-離心泵；4-吸入壓力表（真空表）；5-排出口壓力表；6-底閥；7-灌水裝置；8-吸入管；9-排出管；10-LWGY渦輪流量傳感器；11-調(diào)節(jié)閥門(mén)；12-排出尾管；13-吸水池。三、實(shí)驗(yàn)原理1．流量的測(cè)量它是由LWGY渦輪流量變送器10及ZNX-AK型流量?jī)x配套使用，從而實(shí)現(xiàn)流量的測(cè)量。A?LWGY渦輪流量變送器它是由葉輪組件、導(dǎo)流體、殼體及前置放大器組成。其工作原理是當(dāng)被測(cè)液體流經(jīng)變送器時(shí)，變送器內(nèi)的葉輪借助于流體的動(dòng)能而旋轉(zhuǎn)，葉輪則周期性地改變磁電感應(yīng)系統(tǒng)中的磁阻值，使通過(guò)線圈中的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生脈沖電信號(hào)，經(jīng)前置放大后送至二次儀表，實(shí)現(xiàn)流量的測(cè)量。B．ZNX-AK流量?jī)xZNX-AK流量?jī)x能測(cè)定電頻率訊號(hào)的瞬時(shí)值，當(dāng)它與頻率輸出的流量變送器使用時(shí)，可測(cè)定流量的瞬時(shí)值。由渦輪變送器送來(lái)的電脈沖信號(hào)的頻率f）與流量（Q）在測(cè)量范圍內(nèi)有線性關(guān)系：f=Q（HZ）其中§為渦輪變送器的流量系數(shù)，其物理意義是：每流過(guò)單位容積（升）的液體所發(fā)出的脈沖數(shù)（脈沖數(shù)/升），所以Q=-（L/S—升/秒）圖2ZNX-AK流量?jī)x前面板2．離心泵轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及軸功率P的測(cè)量采用NJ轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器及其配套的二次儀表ZNX-901A扭矩儀配合測(cè)量。A．NJ轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器該傳感器的基本原理是通過(guò)磁電變換，把被測(cè)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速換成具有相位差的兩個(gè)電信號(hào)。這兩個(gè)電信號(hào)的相位差的變化與被子測(cè)轉(zhuǎn)矩的大小成正比，把這兩個(gè)電信號(hào)輸入到ZNX-901A。扭矩儀即顯示出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及功率的大小。該傳感器的工作原理如圖形所示，在彈性軸兩端安裝有兩個(gè)齒輪2（齒數(shù)為60或120）。在齒輪上方分別有兩條磁鋼材，磁鋼上各有一組信號(hào)線圈，當(dāng)彈性軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于磁鋼與齒輪間氣隙磁導(dǎo)的變化，在信號(hào)線圈中分別感應(yīng)出兩個(gè)電勢(shì)。在外加轉(zhuǎn)矩為0時(shí)，這兩個(gè)電勢(shì)有一個(gè)恒定的初始相位差，這個(gè)初始相位差只與兩個(gè)齒輪在軸上安裝的相對(duì)位置和兩磁鋼的相對(duì)位置有關(guān)，在外加轉(zhuǎn)矩時(shí)，彈性軸產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，在彈性范圍內(nèi)其扭角與外加轉(zhuǎn)矩成正比，在扭角變化的同時(shí)，兩個(gè)電勢(shì)的相位差發(fā)生相應(yīng)的變化，這一相位差變化的絕對(duì)值與外加轉(zhuǎn)矩的大小成正比。由于這兩個(gè)電勢(shì)的頻率與轉(zhuǎn)速及齒數(shù)的乘積成正比，又因?yàn)辇X數(shù)為固定值，所以這兩個(gè)電勢(shì)的頻率與轉(zhuǎn)速成正比。B．ZNX-901A扭矩儀ZNX-901A扭矩儀作為NJ轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的二次儀表，與傳感器配套使用時(shí)，能將傳感器送來(lái)的相位差及電勢(shì)頻率信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，并將結(jié)果用數(shù)字的形式顯示出來(lái)，并根據(jù)公式：P=KMn進(jìn)行計(jì)算從而直接顯示軸功率（P）的大小。它的前面板上有三個(gè)顯示窗口，一個(gè)顯示轉(zhuǎn)矩量（N?m）；—個(gè)顯示功率（kW）；—個(gè)顯示轉(zhuǎn)速量（r/min）。只要正確地使用該儀表及其配套的傳感器，就能對(duì)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及功率進(jìn)行精確測(cè)量。厘示宙 捐示燈 嫌蠱電慕圖3ZNX-901A扭矩儀前面板3．壓力的測(cè)量分別用真空表和壓力表測(cè)量泵進(jìn)口處的真空度及出口處的壓力值。四、實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)1．觀察離心泵及管路的裝置情況，詳細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，明確實(shí)驗(yàn)步驟，熟悉儀表的用法，并記下必要的儀表參數(shù)；2．檢查軸承潤(rùn)滑情況，用手轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)軸器，檢查轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常、靈活；對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)應(yīng)認(rèn)真整理，將其結(jié)果填入表內(nèi)，并用坐標(biāo)紙繪出H-Q、P-Q、n-Q三條性能曲線；整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)嚴(yán)格按步驟進(jìn)行；愛(ài)護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，注意人身安全，實(shí)驗(yàn)中禁止接觸傳動(dòng)軸及聯(lián)軸器（因電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)）。五、實(shí)驗(yàn)步驟ZNX-901A扭矩儀調(diào)“0”；打開(kāi)離心泵出口閥11，開(kāi)啟灌水閥的開(kāi)關(guān)，接上橡膠管向泵內(nèi)灌水至滿(mǎn)，當(dāng)空氣經(jīng)出口閥排除后，可看到泵出口壓力表示數(shù)大于0，關(guān)閉灌水閥和泵的出口調(diào)節(jié)閥11。按下啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，觀察離心泵的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，此時(shí)壓力表應(yīng)有指示，ZNX-AK流量?jī)x指示應(yīng)為“0”；離心泵起動(dòng)后，用出口調(diào)節(jié)閥11調(diào)節(jié)流量，首先緩慢調(diào)節(jié)到最大值，以流量?jī)x的示數(shù)為定量標(biāo)準(zhǔn)，待流動(dòng)穩(wěn)定后同時(shí)讀取壓力表、真空表、轉(zhuǎn)速、功率及流量顯示儀的數(shù)值。再調(diào)小流量，從大流量到小流量，每次減少8m3/h，待流動(dòng)穩(wěn)定后依次測(cè)取對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。最后關(guān)閉泵出口流量調(diào)節(jié)閥11，記錄讀取流量為零時(shí)各參數(shù)的值。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入附表1內(nèi)，為了作出特性曲線通常取10~15個(gè)點(diǎn)；5．實(shí)驗(yàn)完畢后，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥11，然后停電機(jī)，并將所用的各種工具放回原處。六、 原始數(shù)據(jù)1?被試泵型號(hào)：IQ100-200；泵吸入管徑：d=65mm,泵排出管徑：d=50mm；xp渦輪流量計(jì)儀表常數(shù)0=39.82；泵進(jìn)出口壓力計(jì)的高度差：AZ=40cm；轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器儀器系數(shù)：F=，量程：R=，齒數(shù)：g=120。七、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1.泵的實(shí)驗(yàn)流量QQ=f/§式中：f—流量計(jì)顯示儀(頻率計(jì))指示值，HZ；§一流量系數(shù)L-1。2.泵的揚(yáng)程HP-P V2-V2PP V2-V2H=排吸+AZ+排吸=排+真+AZ+排吸mpg2g pg pg 2g式中：V排、V吸—泵排出口、吸入口斷面(即安裝壓力表和真空表斷面)處的流體流速V=4Q V=4Q排兀d2 吸兀d2排吸P、P—壓力表和真空表的讀數(shù)(MPa)；表真p一水的密度，取p=1000kg/m3；△Z—泵進(jìn)出口壓力計(jì)的高度差(m)。3.泵的有效功率PeeP二pgHQ (kW)e1000式中：Q—流量(m3/s)；4.泵的軸功率PH壓頭(m)； pg液體密度(kg/m3)。P=1.0472x10-4Mn (kW)式中：M—轉(zhuǎn)矩(Nm)；n一轉(zhuǎn)速(rpm)。5.泵的效率nX100%八、實(shí)驗(yàn)記錄及計(jì)算表格實(shí)驗(yàn)記錄及計(jì)算表格見(jiàn)附表1。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在坐標(biāo)紙上畫(huà)出泵的特性曲線圖，從曲線圖上找出泵的最優(yōu)化工況點(diǎn)（最高效率點(diǎn)），確定Qd及Hd，從而求出泵的比轉(zhuǎn)速ns=3.65H34d式中：Qd一流量（m3/s）； Hd一壓頭（m）。若試驗(yàn)轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速不同，則應(yīng)用相應(yīng)的公式將測(cè)量參數(shù)換成泵在確定轉(zhuǎn)速下的3參數(shù)：nn3Q=Qr（-） H=H'（-）2n n式中：Q'、H'、P'、n—實(shí)測(cè)值；Q、H、P、n一額定轉(zhuǎn)速下的值。九、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容1.原始數(shù)據(jù)；實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)表；計(jì)算公式及計(jì)算數(shù)據(jù)表；特性曲線圖、比轉(zhuǎn)速計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析討論。十、思考題離心泵啟動(dòng)前為什么要灌水?離心泵啟動(dòng)時(shí)為什么要關(guān)閉調(diào)節(jié)閥門(mén)？泵啟動(dòng)后如果出口閥不開(kāi)，壓力是否會(huì)不斷上升？調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)大時(shí)，真空表及壓力表的讀數(shù)有何變化？為什么？

離心泵性能實(shí)驗(yàn)記錄及計(jì)算值河北工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院水力機(jī)械測(cè)試實(shí)驗(yàn)室離心泵性能實(shí)試驗(yàn)記錄及計(jì)算值編號(hào)室溫°C水泵名稱(chēng)