離心泵特性曲線的測定實驗-2

中國地質(zhì)大學（武漢）材化學院名稱：離心泵特性曲線的測定實驗指導老師：劉惠仙姓名：劉星唐湘清李建輝張寶丹楊婷班級：031091日期：2011-05-02實驗二離心泵特性曲線的測定實驗實驗內(nèi)容測定一定轉(zhuǎn)速下離心泵的特性曲線。實驗目的1.了解離心泵的結(jié)構(gòu)特點，熟悉并掌握離心泵的工作原理和操作方法。2.掌握離心泵特性曲線測定方法。三、基本原理離心泵是工業(yè)上最常見的液體輸送機械之一，離心泵的特性，通常與泵的結(jié)構(gòu)、泵的轉(zhuǎn)速以及所輸送液體的性質(zhì)有關(guān)，影響因素很多。因此離心泵的特性只能采用實驗的方法實際測定。在泵的進口管分別安裝上真空表和壓力表，則可根據(jù)伯努利方程得到揚程的計算公式He=P2ρg-p1ρg+h0+式①中，h0——二測壓點截面之間的垂直距離，m;P1——真空表所處截面的絕對壓力，MPa;P2——壓力表所處截面的絕對壓力，MPa;u1——泵進口管流速，m/s;u2——泵出口管流速，m/s；He——泵的實際揚程，m。由于壓力表和真空表的讀數(shù)均是表示兩測壓點處的表壓，因此，式①可表示為He=H壓+H真+h0+(u22-u12)/2g②其中H壓=P2ρg③H真=式③、④中的p2和p1分別是壓力表和真空表的顯示值。離心泵的效率為泵的有效功率與軸功率之比值，η=Ne/N軸⑤式⑤中η——離心泵的效率；Ne——離心泵的有效功率，kw;N軸——離心泵的軸功率，kw.有效功率可用下式計算Ne=HeQρg[w]⑥工程有意義的是測定離心泵的總效率（包括電機效率和傳動效率）。η總=η軸/η電⑦實驗時，使泵在一定轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)，測出對應(yīng)于不同流量的揚程、電機輸入功率、效率等參數(shù)值，將所有數(shù)據(jù)整理后用曲線表示，即得泵的特性曲線。實驗設(shè)計實驗方案用自來水做實驗物料；在離心泵轉(zhuǎn)速一定的條件下，測定不同流速下離心泵進、出口壓力和電機功率，即可由式⑤、⑥和⑦計算出相應(yīng)的揚程、功率和效率；在實驗布點時，要考慮到泵的效率隨流量變化的趨勢。測試點及測試方法根據(jù)實驗原理，需測定的原始數(shù)據(jù)有：泵兩端的壓力P1和P2，離心泵電機功率Ne，流量Q、水溫t（以確定水的密度），以及進出口管路管徑d1和d2，據(jù)此可配置相應(yīng)的測試點和測試儀表。離心泵出口壓力p2由壓力表測定離心泵入口壓力p1由真空表測定流量由裝置設(shè)在管路中的渦輪流量計測定Q=?/§其中Q——流量，L/s;?——流量計的轉(zhuǎn)子頻率；§——渦輪流量計的儀表系數(shù)。電機功率采用數(shù)字儀表測量N電=15×顯示讀數(shù)（kw）水的溫度由水銀溫度計測定，溫度計安裝在泵出口管路的上方?？刂泣c和調(diào)節(jié)方法試驗中控制的參數(shù)是流量Q，可用調(diào)節(jié)閥來控制流量。為保證系統(tǒng)滿灌，將控制閥安裝在出口管路的末端。實驗裝置及流程實驗裝置流程圖如下所示，由離心泵和進出口管路、壓力表、真空表、流量計和調(diào)節(jié)控制閥組成控制系統(tǒng)。實驗物料為自來水，為節(jié)約起見，配置水鄉(xiāng)循環(huán)使用。為保證離心泵啟動時保持滿灌，排出泵殼內(nèi)的空氣，在泵的進口管路末端安裝有止逆底閥。1、循環(huán)水槽；2、真空表；3、排氣閥；4、離心泵；5、功率表；6、壓力表；7、引水閥；8、溫度計；9、渦輪流量計；10、控制閥五、實驗操作要點1.首先打開引水閥引水灌泵，并打開泵體的排氣閥排出泵內(nèi)的的氣體，確認泵已經(jīng)灌滿且其中的空氣已排凈，關(guān)閉引水閥和泵的排氣閥。2.在啟動泵前，要關(guān)閉出口控制閥的顯示儀表電源開關(guān)，以使泵在最低負荷下啟動，避免啟動脈沖電流過大而損壞電機和儀表。3.啟動泵，然后將控制閥開到最大以確定實驗范圍，在最大流量范圍內(nèi)合理布置實驗點。4.將流量調(diào)至某一數(shù)值，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，讀取并記錄所需數(shù)據(jù)。5.實驗結(jié)束時，先將控制閥關(guān)閉，再給關(guān)閉電機電源開關(guān)和總電源。六、實驗數(shù)據(jù)處理和結(jié)果討論分析部分的要求和建議離心泵特性曲線測定原始數(shù)據(jù)表離心泵編號：990884，離心泵型號：112BL-6，渦輪流量變速器儀表常數(shù)：327.16離心泵轉(zhuǎn)速：2900r/min,進口管徑d140mm,出口管徑d2NO.渦輪流量計頻率?真空表P1(MPa)壓力表P2(MPa)N電（w）112100.00000.14882.8211410.00000.15880.7310680.00000.16878.549980.00000.17875.259480.00000.18274.469090.00000.18872.378650.00000.19271.988170.00000.19870.697740.00000.20069.3107290.00000.20467.2116860.00000.20865.2126420.00000.21263.5135810.00000.21659.8144600.00000.22255.7153400.00000.22450.6162200.00000.22545.117990.00000.22637.61800.00000.22834.61.離心泵特性曲線的測定實驗數(shù)據(jù)整理表。表.離心泵特性曲線的測定實驗數(shù)據(jù)整理表序號Q×103（流量）（m3/s）He(揚程)（m-H2O）Ne(有效功率)（KW）N軸（軸功率）（KW）η（效率）（%）13.7015.760.571.2446.0123.4916.710.571.2147.2033.2617.660.571.1848.0143.0518.620.561.1349.3752.9018.990.541.1248.3462.7819.570.531.0849.1672.6419.950.521.0847.9482.5020.520.501.0647.4592.3720.700.481.0446.18102.2321.080.461.0145.68112.1021.460.440.9845.11121.9621.840.420.9544.12131.7822.220.390.9043.13141.4122.780.310.8437.58151.0422.940.230.7630.79160.6723.010.150.6822.43170.3023.100.070.5612.15180.0023.300.000.520.002.計算示例（以原始數(shù)據(jù)表中第一行數(shù)據(jù)進行計算）。Q=?/§=1210/327.16=3.70L/s;u1=Q/A=Q/(π4*d12)=1210/(π4*0.042)u2=Q/A=Q/(π4*d22)=1210/(π4*0.0322He=P2ρg-p1ρg+h0+(u22-u12)/2g=0.148*106/(997.56*9.81)-0+0+(4.6013N電=15*顯示讀數(shù)（kw）=15*0.0828=1.24kwNe=HeQρg[w]=15.76*3.70*0.99756*9.81*10-3=0.57η=Ne/N軸=0.57/1.24=46.01%注：N電≈N軸3．作出離心泵的特性曲線。4．對結(jié)果分析討論，如：離心泵的揚程、效率及泵的功率與流量之間的關(guān)系，分析一下之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，所得結(jié)果的工程意義等。答：離心泵的揚程在較大流量范圍內(nèi)隨流量的增大而減少；軸功率隨流量的增大而增大；泵的效率開始隨流量的增大而增大，達到一最大值后，又隨流量的增加而下降。工程意義：指導離心泵實際使用時在最高效率點附近工作，從而提高泵的使用壽命提高生產(chǎn)效率。5.對實驗數(shù)據(jù)作出誤差分析，評價結(jié)果好壞，并分析原因。答：誤差分析：儀器使用時間過長，系統(tǒng)誤差大。在各個儀表讀數(shù)時不能保證同時讀數(shù)，且每個成員的誤差估讀不一樣。因為場地原因，裝置設(shè)計時不是理想的模型。結(jié)果評價：數(shù)據(jù)基本滿足標準離心泵特性曲線，但是因為系統(tǒng)誤差及操作方面的原因少部分點誤差較大?？偟膩碚f結(jié)果較好。6.對裝置和方案的評價。答：離心泵的安裝高度存在問題，不是理想模型，且真空表存在問題基本上沒讀數(shù)。用該方案測離心泵的特性曲線操作簡便，流程設(shè)計簡單，能準確的得出結(jié)果。七、思考題1.離心泵在啟動前為什么要引水灌泵？本實驗裝置中離心泵在安裝上有什么特點？答：為了不打不上水、即氣縛現(xiàn)象發(fā)生。離心泵安裝高度與進口一致即h0=0m。2．為什么離心泵在啟動前關(guān)閉出口閥和儀表電源開關(guān)？而停泵前要先關(guān)閉出口閥？答：避免電機過載。因為電機的輸出功率等于泵的軸功率N。依照離心泵特征曲線，當Q=0時N最小，電念頭輸出功率也最小，不容易被燒壞。先關(guān)閉出口閥使泵體中的水不被抽干，別的也起到庇護泵進口處底閥的感化。3．離心泵的流量可以由泵的出口調(diào)節(jié)，為什么？答：調(diào)劑出口閥門開度，現(xiàn)實上是改變管路特征曲線，改變泵的工作點，可以調(diào)劑其流量。這類體例利益是便利、快捷、流量可以延續(xù)轉(zhuǎn)變，毛病謬誤是閥門關(guān)小時，增大勾當阻力，多耗損一部門能量、不很經(jīng)濟。4．什么情況下會出現(xiàn)“汽蝕”現(xiàn)象？答：水泵在運行中，在葉輪入口附近等處，因葉輪進口的沖擊損失、摩擦損失或提水引起的壓力下降等，水流的壓力出現(xiàn)局部下降，一旦達到當時溫度條件下水的飽和蒸氣壓力，水中就會出現(xiàn)大量氣泡，這種現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象。這些氣泡隨著水流移動，到達高壓區(qū)時，必然從氣泡外部對其施加沖擊壓力，氣泡急劇收縮，產(chǎn)生一種沖擊壓力，該沖擊壓力值非常大。這種現(xiàn)象長時間持續(xù)出現(xiàn)時，在氣泡潰滅處，金屬表面將出現(xiàn)猶如尖刀敲擊過的狀態(tài)，形成凹陷麻點，嚴重時往往形成多孔蜂窩狀。此外，一旦發(fā)生汽蝕，就會引起水泵性能下降、振動和噪音，這對水泵是極為有害的。5．離心泵流量增大時，壓力表與真空表的數(shù)值將如何變化？為什么？答：流量越大，需要鞭策力即水池面上的大氣壓強與泵進口處真空度之間的壓強差就越大。大氣壓不變，進口處強壓就理