離心泵計算機(jī)數(shù)據(jù)采集及過程控制實(shí)驗(yàn)

1、4.2 離心泵計算機(jī)數(shù)據(jù)采集及過程控制實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉離心泵的操作方法。2. 掌握離心泵特性曲線的測定方法、表示方法，加深對離心泵性能的了解。3. 掌握離心泵特性管路特性曲線的測定方法、表示方法。4 觀察離心泵的汽蝕現(xiàn)象，了解其產(chǎn)生的原因。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 練習(xí)離心泵的操作。2. 測定某型號離心泵在一定轉(zhuǎn)速下，H（揚(yáng)程）、N（軸功率）、h（效率）與Q（流量）之間的特性曲線。3. 測定流量調(diào)節(jié)閥某一開度下管路特性曲線。三、實(shí)驗(yàn)原理 （一）離心泵特性曲線離心泵是最常見的液體輸送設(shè)備。在一定的型號和轉(zhuǎn)速下，離心泵的揚(yáng)程H、軸功率及效率均隨流量Q而改變。通常通過實(shí)驗(yàn)測出HQ、NQ及 Q關(guān)系

2、，并用曲線表示之，稱為特性曲線。特性曲線是確定泵的適宜操作條件和選用泵的重要依據(jù)。泵特性曲線的具體測定方法如下： H的測定： 在泵的吸入口和壓出口之間列柏努利方程 上式中是泵的吸入口和壓出口之間管路內(nèi)的流體流動阻力(不包括泵體內(nèi)部的流動阻力所引起的壓頭損失)，當(dāng)所選的兩截面很接近泵體時，與柏努利方程中其它項(xiàng)比較，值很小，故可忽略。于是上式變?yōu)椋?將測得的和的值以及計算所得的u入，u出代入上式即可求得H的值。 N的測定： 功率表測得的功率為電動機(jī)的輸入功率。由于泵由電動機(jī)直接帶動，傳動效率可視為1.0，所以電動機(jī)的輸出功率等于泵的軸功率。即： 泵的軸功率N電動機(jī)的輸出功率，kW 電動機(jī)的輸出功率

3、電動機(jī)的輸入功率×電動機(jī)的效率（0.6）。 泵的軸功率功率表的讀數(shù)×電動機(jī)效率，kw。 的測定 其中 kw式中： 泵的效率； N 泵的軸功率，kw Ne 泵的有效功率，kw H 泵的壓頭，m Q 泵的流量，m3/s 水的密度，kg/m3（二）管路特性曲線當(dāng)離心泵安裝在特定的管路系統(tǒng)中工作時，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，在液體輸送過程中，泵和管路二者是相互制約的。在一定的管路上，泵所提供的壓頭和流量必然與管路所需的壓頭和流量一致。若將泵的特性曲線與管路特性曲線繪在同一坐標(biāo)圖上，兩曲線交點(diǎn)即為泵在該管路的工作點(diǎn)。因此，可通過改變泵

4、轉(zhuǎn)速來改變泵的特性曲線，從而得出管路特性曲線。泵的壓頭H計算同上。 四、實(shí)驗(yàn)裝置 通訊口圖4-3 實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖該實(shí)驗(yàn)裝置流程圖見圖4-3。水泵（WB70/055型離心泵，轉(zhuǎn)速2800rpm）將儲水槽中的水抽出，送入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，經(jīng)出口自動調(diào)節(jié)閥控制管路流量。流體經(jīng)輸送管路至渦輪流量計計量流量后，又經(jīng)回流管路流回儲水槽，循環(huán)使用以保證水槽液面恒定不變。泵的入口真空度和出口壓強(qiáng)用真空表和壓強(qiáng)表來測量，電動機(jī)輸入功率用功率表來測量。標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計測量的流量公式為：式中流體流量；（L/s）渦輪流量計頻率數(shù)（赫茲）k-渦輪流量計儀表常數(shù)（升/次）渦輪流量計編號渦輪流量計儀表常數(shù)（升/次）第一套（501

5、2）77.464第二套（5032）77.884第三套（5027）77.799第四套（5026）77.799實(shí)驗(yàn)裝置的其它參數(shù)分別為：泵入口、出口測壓點(diǎn)間的距離(Z2-Z1)=0.280米泵入口、出口管內(nèi)徑d1、d2=0.025米五、實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)前，向儲水槽加入蒸餾水，合上電源總開關(guān)。A 人工操作：（1） 將流量控制儀表(PT139E)調(diào)到手動的位置上，即同時按住set、A/M鍵。（2） 按照變頻調(diào)速器說明設(shè)定（F011為0；F010為0）后在并設(shè)定變頻調(diào)速器的頻率。（3） 啟動離心泵；用、調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥的開度。改變流量調(diào)節(jié)閥的位置，改變流體的流量待流體穩(wěn)定后測量其流量、泵進(jìn)出口壓力和電機(jī)輸入

6、功率，共測810組數(shù)據(jù)。（流量調(diào)節(jié)閥的位置從零位到最大）（4） 這樣可以得到離心泵特性曲線。（5） 將流量調(diào)節(jié)閥放在任何一位置，改變變頻調(diào)速器的頻率，流體穩(wěn)定后分別測量其流量、泵進(jìn)出口壓力，共測1618組數(shù)據(jù)，即可測得管路特性曲線。（6） 把流量調(diào)至零位后，停泵。B 計算機(jī)過程控制實(shí)驗(yàn)：（自動自動調(diào)節(jié)流量）（1） 設(shè)定變頻調(diào)速器（F011為2；F010為1）后，打開計算機(jī)、顯示器，進(jìn)入離心泵計算機(jī)數(shù)據(jù)采集和過程控制軟件。按照軟件提示進(jìn)行操作。必須先啟動泵后進(jìn)行下面實(shí)驗(yàn)。（2） 離心泵特性曲線自動控制點(diǎn)擊離心泵特性曲線自動控制后，計算機(jī)自動調(diào)節(jié)流量并繪出離心泵特性曲線。（全部實(shí)驗(yàn)由計算機(jī)自動完成

7、）。實(shí)驗(yàn)完畢后，點(diǎn)擊結(jié)束當(dāng)前實(shí)驗(yàn)，回到主菜單。（3） 管路特性曲線自動控制將閥門調(diào)到任意位置后，點(diǎn)擊管路特性曲線自動控制。計算機(jī)發(fā)出命令改變頻率并測定其流量、壓頭（全部實(shí)驗(yàn)由計算機(jī)自動完成）。（4） 流量的自動控制和調(diào)節(jié)。（如圖4-4所示）當(dāng)實(shí)際流量與給定值相等時，執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動調(diào)節(jié)閥停止不動，當(dāng)實(shí)際流量與給定值不相等時，執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動調(diào)節(jié)閥在計算機(jī)的指揮下調(diào)節(jié)閥門開度，從而達(dá)到流量穩(wěn)定的目的。顯示器能夠反映出流量和時間的關(guān)系及穩(wěn)定時間。圖4-4 流量的自動控制和調(diào)節(jié)框圖六、注意事項(xiàng)1. 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查水槽水位、流量調(diào)節(jié)閥關(guān)閉到零位。泵入口調(diào)節(jié)閥全部打開。2. 注意變頻調(diào)速器的使用方法。計算機(jī)自動控

8、制（F011為2；F010為1）、手動測量（F011為0；F010為0）其余為變頻器原有設(shè)置，不要隨意改動。七、報告內(nèi)容 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和計算結(jié)果列在數(shù)據(jù)表格中(參考表一、二)，并以一組數(shù)據(jù)進(jìn)行計算舉例。 在合適的坐標(biāo)系上標(biāo)繪離心泵的特性曲線，并在圖上標(biāo)出離心泵的各種性能（泵的型號、轉(zhuǎn)速和高效區(qū)）。思考題 試分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，看一看，隨著泵出口流量調(diào)節(jié)閥開度的增大，泵入口真空表讀數(shù)是減少還是增加，泵出口壓強(qiáng)表讀數(shù)是減少還是增加。為什么? 本實(shí)驗(yàn)中，為了得到較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)流量范圍下限應(yīng)小到零，上限應(yīng)盡量的大。為什么? 離心泵的流量，為什么可以通過出口閥來調(diào)節(jié)?往復(fù)泵的流量是否也可采用同樣的方法來調(diào)節(jié)。為什么? 表4-4、離心泵性能測定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄（第 套）液體溫度勁 ； 液體密度= kg/m3泵進(jìn)出口高度差= 米；儀表常數(shù)k= L/次 序號渦輪流量計入口壓力P1出口壓力P2電機(jī)功率流量Q壓頭h泵軸功率N(f)(MPa)