北京化工大學(xué)離心泵性能實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、報(bào)告題目：離心泵性能試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2015年12月16日?qǐng)?bào)告人：同組人： 報(bào)告摘要本實(shí)驗(yàn)以水為工作流體，使用了額定揚(yáng)程He為20m，轉(zhuǎn)速為2900 r/min IS 型號(hào)的離心泵實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)通過調(diào)節(jié)閥門改變流量，測得不同流量下離心泵的各項(xiàng)性能參數(shù)，流量通過計(jì)量槽和秒表測量。實(shí)驗(yàn)中直接測量量有P真空表、P壓力表、電機(jī)功率N電、孔板壓差P、計(jì)量槽水位上升高度L、時(shí)間t,根據(jù)上述測量量來計(jì)算泵的揚(yáng)程He、泵的有效功率Ne、軸功率N軸及效率,從而繪制He-Q、Ne-Q和-Q三條曲線即泵的特性曲線圖,并根據(jù)此圖求出泵的最佳操作范圍；又由P、Q求出孔流系數(shù)C0、Re，從而繪制C0-Re曲線圖，求出孔板孔

2、流系數(shù)C0；最后繪制管路特性曲線H-Q曲線圖。本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由EXCEL處理，所有圖形的繪制由ORIGIN來完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)了解離心泵的構(gòu)造，掌握其操作和調(diào)節(jié)方法。測定離心泵在恒定轉(zhuǎn)速下的特性曲線，并確定泵的最佳工作范圍。熟悉孔板流量計(jì)的構(gòu)造、性能及安裝方法。測定孔板流量計(jì)的孔流系數(shù)。測定管路特性曲線?；纠碚?.離心泵特性曲線測定離心泵的性能參數(shù)取決于泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、葉輪形式及轉(zhuǎn)速。其中理論壓頭與流量的關(guān)系，可通過對(duì)泵內(nèi)液體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的理論分析得到，如圖4-3中的曲線。由于流體流經(jīng)泵時(shí)，不可避免地會(huì)遇到各種阻力，產(chǎn)生能量損失，諸如摩擦損失、環(huán)流損失等，因此，實(shí)際壓頭比理論壓頭小，且難以通過計(jì)算求得

3、，因此通常采用實(shí)驗(yàn)方法，直接測定其參數(shù)間的關(guān)系，并將測出的He-Q、N-Q和-Q三條曲線稱為離心泵的特性曲線。另外，根據(jù)此曲線也可以求出泵的最佳操作范圍，作為選泵的依據(jù)。泵的揚(yáng)程用下式計(jì)算：式中：泵出口處的壓力，； 泵入口處的真空度，； 壓力表和真空表測壓口之間的垂直距離0.2m。泵的有效功率和效率由于泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中存在種種能量損失，使泵的實(shí)際壓頭和流量較理論值為低，而輸入泵的功率又比理論值高，所以泵的總效率為：式中 Ne泵的有效效率，kW； Q流量，m3/s； He揚(yáng)程，m； 流體密度，kg/ m3為由泵輸入離心泵的功率： 式中：電機(jī)的輸入功率，kW； 電機(jī)效率，取0.9； 傳動(dòng)裝置的效率，

4、一般取1.0；2.孔板流量計(jì)孔流系數(shù)的測定孔板流量計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖4-4所示。在水平管路上裝有一塊孔板，其兩側(cè)接測壓管，分別與壓差傳感器兩端連接。孔板流量計(jì)是利用流體通過銳孔的節(jié)流作用，使流速增大，壓強(qiáng)減小，造成孔板前后壓強(qiáng)差，作為測量的依據(jù)。若管路直徑d1，孔板銳孔直徑為d0，流體流經(jīng)孔板后形成縮脈的直徑為，流體密度，孔板前測壓導(dǎo)管截面處和縮脈截面處的速度和壓強(qiáng)分別為u1、u2和p1、p2，根據(jù)伯努利方程，不考慮能量損失，可得：或由于縮脈的位置隨流速的變化而變化，故縮脈處截面積S2難以知道，孔口的面積為已知，且測壓口的位置在設(shè)備制成后也不改變，因此，可用孔板孔徑處的u0代替u2，考慮到流體因局部

5、阻力而造成的能量損失，用校正系數(shù)C校正后則有：對(duì)于不可壓縮流體，根據(jù)連續(xù)性方程有：經(jīng)過整理可得：令，則又可以簡化為：根據(jù)u0和S2即可算出體積流量：或式中：流體的體積流量，m3/s； 孔板壓差，Pa； 孔口面積，m2； 流體的密度，kg/ m3； 孔流系數(shù)?？琢飨禂?shù)的大小由孔板銳孔的形狀，測壓口的位置、孔徑與管徑比和雷諾數(shù)共同決定。具體數(shù)值由實(shí)驗(yàn)確定。當(dāng)一定，雷諾數(shù)Re超過某個(gè)數(shù)值后，就接近于定值。通常工業(yè)上定型的孔板流量計(jì)都在為常數(shù)的流動(dòng)條件下使用。實(shí)驗(yàn)裝置流程圖圖4-5所示為泵性能實(shí)驗(yàn)帶控制點(diǎn)的工藝流程。實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)1、打開主管路的切換閥門，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥門6，按變頻儀7綠色按鈕啟動(dòng)泵，固

6、定轉(zhuǎn)速（頻率在50Hz），觀察泵出口壓力表讀數(shù)在0.2MPa左右時(shí)，即可開始實(shí)驗(yàn)。2、通過流量調(diào)節(jié)閥6，調(diào)節(jié)水流量，從0到最大（流量由渦輪流量計(jì)3測得），記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，完成離心泵特性曲線和孔板孔流系數(shù)實(shí)驗(yàn)。3、打開全部支路閥門，流量調(diào)節(jié)閥6使流量固定在6，通過改變變頻儀頻率，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)水流量，完成管路特性曲線實(shí)驗(yàn)一。4、將頻率調(diào)回50Hz，流量調(diào)節(jié)閥6使流量固定在4，通過改變變頻儀頻率，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)水流量，完成管路特性曲線實(shí)驗(yàn)二。5、將頻率調(diào)回50Hz，流量調(diào)節(jié)閥6使流量固定在2，通過改變變頻儀頻率，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)水流量，完成管路特性曲線實(shí)驗(yàn)三。6、每個(gè)實(shí)驗(yàn)均測10-12組數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)完后再測幾組驗(yàn)證數(shù)據(jù)，

7、若基本吻合，則可停泵（按變頻儀紅色按鈕停泵），關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥6，做好衛(wèi)生工作，同時(shí)記錄設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)（如離心泵型號(hào)、額定流量、揚(yáng)程、功率等）。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理離心泵性能實(shí)驗(yàn)：離心泵型號(hào)WB-70/055轉(zhuǎn)速2900r/min入口直徑42mm出口直徑27mm水流量/( m3/h)出口表壓/m(H2O)入口表壓/m(H2O)電機(jī)功率/kW0.54 21.10 0.30 0.34 1.42 20.10 0.10 0.39 2.28 19.00 -0.30 0.45 3.16 17.90 -0.70 0.50 4.09 16.50 -1.20 0.55 5.00 15.00 -1.80 0.60 5.79

8、 13.30 -2.30 0.63 6.14 12.60 -2.50 0.63 6.60 11.60 -2.90 0.67 6.80 11.10 -3.10 0.66 7.14 10.30 -3.30 0.68 入口流速/m*s-1流速出口/m*s-1水溫度密度/kg*m-30.11 0.26 24.70 994.53 0.28 0.69 24.40 994.60 0.46 1.11 24.30 994.63 0.63 1.53 24.40 994.60 0.82 1.99 24.60 994.55 1.00 2.43 24.70 994.53 1.16 2.81 24.80 994.50 1

9、.23 2.98 25.80 994.25 1.32 3.20 25.00 994.45 1.36 3.30 25.90 994.23 1.43 3.47 25.50 994.33 揚(yáng)程/m軸功率/kW有效功率/kW效率21.00 0.31 0.03 0.10 20.22 0.35 0.08 0.22 19.55 0.41 0.12 0.30 18.90 0.45 0.16 0.36 18.07 0.50 0.20 0.40 17.25 0.54 0.23 0.43 16.13 0.57 0.25 0.45 15.68 0.57 0.26 0.46 15.13 0.60 0.27 0.45 1

10、4.86 0.59 0.27 0.46 14.31 0.61 0.28 0.45 以第一組數(shù)據(jù)為例：已知流量和出入口直徑，可得到入口流蘇0.11 m/s，出口流速0.26m/s。經(jīng)過插入法計(jì)算，在溫度為24.70時(shí)，水的密度為994.53 kg/m3。He=p2-p1+H0+（u22-u12）/2g =21mN軸=0.9N電 =0.31kWNe=(Q/3600*He*)/102 =0.03kW= Ne/ N軸 =0.1作圖可得(去除壞點(diǎn)第九組數(shù)據(jù)):孔板流量計(jì)：管路直徑26mm孔口直徑18mm水流量/( m3/h)孔板壓降/kPa水溫度密度/kg*m-30.54 0.25 24.70 994.

11、525 1.42 1.88 24.40 994.600 2.28 5.00 24.30 994.625 3.16 9.68 24.40 994.600 4.09 16.34 24.60 994.550 5.00 24.30 24.70 994.525 5.79 33.30 24.80 994.500 6.14 37.28 25.80 994.250 6.60 42.88 25.00 994.450 6.80 45.82 25.90 994.225 7.14 50.21 25.50 994.325粘度/Pa*s*10-5體積流量 /m3*s-1Re孔流系數(shù)90.90 0.00015 8041 0

12、.83 91.51 0.00039 21005 0.80 91.72 0.00063 33652 0.79 91.51 0.00088 46743 0.78 91.10 0.00114 60768 0.78 90.90 0.00139 74454 0.78 90.69 0.00161 86409 0.77 88.65 0.00171 93721 0.77 90.29 0.00183 98939 0.78 88.45 0.00189 104032 0.77 88.450.00198 108245 0.78 以第一組數(shù)據(jù)為例：可以算出S0=0.00025m2用插入法可以算出，在24.7時(shí)，水的密度

13、為994.53 kg/m3，粘度為90.9*10-5Pa*s。Re=du/ =8041C0=Vs/S0/(2p/)0.5 =0.83作圖可得（去除壞點(diǎn)第八組數(shù)據(jù)）：管路特性實(shí)驗(yàn)大流量：入口直徑42mm出口直徑27mm頻率/Hz流量/( m3/h)水溫度/出口表壓/m入口表壓/m入口流速/m*s-1出口流速/m*s-1密度/kg*m-3H/m50.00 6.00 26.40 11.90 -2.40 1.20 2.91 994.10 14.86 47.00 5.65 26.60 11.40 -2.20 1.13 2.74 994.05 14.12 44.00 5.29 26.60 10.10 -1

14、.90 1.06 2.57 994.05 12.48 41.00 4.92 26.60 8.80 -1.60 0.99 2.39 994.05 10.84 38.00 4.56 26.70 7.50 -1.40 0.91 2.21 994.03 9.31 35.00 4.20 26.70 6.50 -1.20 0.84 2.04 994.03 8.08 32.00 3.83 26.70 5.40 -1.00 0.77 1.86 994.03 6.75 29.00 3.46 26.70 4.50 -0.80 0.69 1.68 994.03 5.62 26.00 3.08 26.70 3.60

15、-0.60 0.62 1.50 994.03 4.49 23.00 2.71 26.70 2.80 -0.40 0.54 1.32 994.03 3.47 中流量：頻率/Hz流量/( m3/h)水溫度/出口表壓/m入口表壓/m入口流速/m*s-1出口流速/m*s-1密度/kg*m-3H/m50.00 4.00 26.90 16.60 -1.10 0.80 1.94 993.98 18.06 47.00 3.77 27.00 14.70 -1.00 0.76 1.83 993.95 16.04 44.00 3.55 27.00 11.90 -0.80 0.71 1.72 993.95 13.03

16、 41.00 3.33 27.00 11.30 -0.70 0.67 1.62 993.95 12.31 38.00 3.10 27.00 9.70 -0.60 0.62 1.50 993.95 10.60 35.00 2.86 27.00 8.30 -0.50 0.57 1.39 993.95 9.08 32.00 2.61 27.00 6.90 -0.40 0.52 1.27 993.95 7.57 29.00 2.36 27.00 5.70 -0.20 0.47 1.15 993.95 6.16 26.00 2.11 27.10 4.60 -0.10 0.42 1.02 993.93 4

17、.94 23.00 1.86 27.10 3.60 -0.10 0.37 0.90 993.93 3.93 小流量：頻率/Hz流量/( m3/h)水溫度/出口表壓/m入口表壓/m入口流速/m*s-1出口流速/m*s-1密度/kg*m-3H/m50.00 2.00 27.20 19.40 -0.10 0.40 0.97 993.90 19.74 47.00 1.89 27.20 17.20 -0.10 0.38 0.92 993.90 17.54 44.00 1.80 27.20 15.10 0.00 0.36 0.87 993.90 15.33 41.00 1.68 27.20 13.10 0

18、.00 0.34 0.82 993.90 13.33 38.00 1.58 27.20 11.30 0.10 0.32 0.77 993.90 11.42 35.00 1.46 27.20 9.70 0.10 0.29 0.71 993.90 9.82 32.00 1.33 27.20 8.70 0.10 0.27 0.65 993.90 8.82 29.00 1.21 27.20 6.70 0.20 0.24 0.59 993.90 6.71 26.00 1.08 27.20 5.40 0.20 0.22 0.52 993.90 5.41 23.00 0.93 27.20 4.30 0.20

19、 0.19 0.45 993.90 4.31 以小流量第一組數(shù)據(jù)為例：用插入法可以算出，在27.2時(shí)，水的密度為993.90kg/m3。H=P2-P1+H0+（u22-u12）/2g =19.74m作圖可得：實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論1. 由圖1可知，在恒定轉(zhuǎn)速下,泵的揚(yáng)程隨流量的增大而減小，泵的軸功率隨流量的增大而增大，而泵的效率則存在最大值。2. 由圖2可知，孔流系數(shù)Co在一定范圍內(nèi)是一定值,當(dāng)雷諾數(shù)Re大于謀一值時(shí)Co不再改變,一般在0.60.7，本實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果為0.78，較之略大。由于誤差的原因,實(shí)際測定Co-Re曲線并并不像理論曲線樣隨著Re的增大而減小然后趨于定值, 而是有所波動(dòng)。3. 由圖3可知,隨著流量Q的增加,單位重量流體所需補(bǔ)充的能量H而增大,不同開度時(shí),在相同的轉(zhuǎn)速（頻率相同）時(shí)