離心泵特性曲線的測定

1、離心泵特性曲線的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解離心泵的結(jié)構(gòu)與特性，熟悉離心泵的使用。2、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3、熟悉孔板流量計的構(gòu)造、性能及安轉(zhuǎn)方法。4、測量孔板流量計的孔流系數(shù) C隨雷若數(shù)Re變化的規(guī)律。5、測定管路特性曲線?；驹黼x心泵的主要性能參數(shù)有流量 Q壓頭H、效率和軸功率N,在一定轉(zhuǎn)速下，離心泵的 送液能力（流量）可以通過調(diào)節(jié)出口閥門使之從零至最大值間變化。而且，當(dāng)期流量變化 時，泵的壓頭、功率、及效率也隨之變化。因此要正確選擇和使用離心泵，就必須掌握流 量變化時，其壓頭、功率、和效率的變化規(guī)律、即查明離心泵的特性曲線。1、揚(yáng)程H的測定與計算取離心泵

2、進(jìn)口真空表和出口壓力表處為1、2截面，列機(jī)械能衡算方程:zi2p1u11Hg2g2p2u22g2ghf因兩截面間的管長很短，通常將其阻力項(xiàng) z hf歸并到泵的損失中，且泵的進(jìn)出口為等徑管則有式中H °:泵出口和進(jìn)口的位差，對于磁力驅(qū)動泵32CQ-15裝置，H=0.3mP :流體密度，kg/m3;p1、P2：分別為泵進(jìn)、出口的壓強(qiáng)，Pa；ui、U2：分別為泵進(jìn)、出口的流速，m/s；Zi、Z2：分別為真空表、壓力表的安裝高度，R!2、軸功率N的測量與計算N=N 電 k式中一N電為泵的軸功率，k為電機(jī)傳動效率，取k=0.93、效率”的計算泵的效率”是泵的有效功率M與軸功率N的比值。反映泵的

3、水力損失、容積損失和機(jī) 械損失的大小。泵的有效功率 M可用下式計算：故泵的效率為HQgg 100%N4、泵轉(zhuǎn)速改變時的換算在繪制特性曲線之前，須將實(shí)測數(shù)據(jù)換算為某一定轉(zhuǎn)速n?下（可取離心泵的額定轉(zhuǎn)速）的數(shù)據(jù)。換算關(guān)系如下: n n流量Q“二Q 一n揚(yáng)程H = H(n尸n一 一 n 3軸功率 N . = N( -)3 n效率HQ：g HQgN = tT5、管路特性曲線H-Q在一定的管路上，泵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制在同一坐標(biāo)圖上，兩曲線的交點(diǎn)即為泵在該管路的工作點(diǎn)。 通過改變泵轉(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

4、同上其中 A = z ：g當(dāng)H=H時，調(diào)節(jié)流量，即可得到管路特性曲線 H-Q6、孔板流量計孔流系數(shù)的測定孔板流量計是利用流體通過銳孔的節(jié)流作用， 造成孔板前后壓強(qiáng)差，作為測量依據(jù)。根據(jù)伯努利方程式，暫不考慮能量損失，22可得 u2 -u1 =邑二22 = gh 2或u22 - u12 二, J2gh管徑為di,孔板銳孔直徑為d。，流體流經(jīng)孔板后所形成的縮脈的直徑為 d2,流體密度為 P ,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ui、u2與pi、pi,由于縮脈的位置隨流速的變化而變化，故縮脈的截面積 A2難以知道，而孔口的截面積已知，可用孔板 孔徑處的u。來代替u2,考慮到流體因局部

5、阻力損失而造成的能量損失，用校正系數(shù)C校正后，有：對于不可壓縮流體，根據(jù)連續(xù)性方程有：ui = u。A0A經(jīng)過整理可得：u。= C ,業(yè)gh i-（A0）2 Al令c。=cI則又可簡化為:i八）2i 一履）Uo=Co 2gh根據(jù)U0和Ao即可算出流體的體積流量:3,Q = Uo Ao = Co A,J2gh m /s或 Q = Co Ao = P m3/s式中Q ApAo一P 一Co一流體的體積流量,m3/s一孔板壓差，Pa 孔口面積，m -流體的密度，kg/m3 孔流系數(shù)孔流系數(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)do/di一定，雷若數(shù)超

6、過一定數(shù)值后，G為常數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程1, 實(shí)驗(yàn)裝置與流程離心泵特性曲線測定裝置流程如下圖四、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)1、實(shí)驗(yàn)步驟(1)實(shí)驗(yàn)用水準(zhǔn)備：清洗水箱，并加裝實(shí)驗(yàn)用水(2)離心泵排氣：通過灌泵漏斗給離心泵灌水，排除泵內(nèi)氣體(3)儀表自檢情況，打開泵進(jìn)口閥，關(guān)閉出口閥，試開離心泵，檢查電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時聲音是否正常，離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)的方向是否正確。(4)開啟離心泵，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后打開出口閥。(5)實(shí)驗(yàn)時，通過組態(tài)軟件或儀表逐漸改變出口流量調(diào)節(jié)閥的開度，待儀表示數(shù)穩(wěn)定后，讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)。(離心泵特性實(shí)驗(yàn)主要獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：流量 Q泵進(jìn)口壓力R,泵出 口壓力P2、電機(jī)功率N電、泵轉(zhuǎn)速n,及流體溫度

7、t和測壓點(diǎn)高度差H) (HFoom)。(6)測定管路特性曲線時，固定閥門開度，改變離心泵電機(jī)頻率，測定液體的流量，改 變離心泵電機(jī)頻率，測定液體的流量，離心泵進(jìn)出、口壓力以及電機(jī)的頻率。(7)實(shí)驗(yàn)時，記錄流量及孔板兩端的壓降，測定孔板流量計的GRe之間的關(guān)系，并計算孔流系數(shù)C0o(8)測定十組左右數(shù)據(jù)后，結(jié)束實(shí)驗(yàn)，先關(guān)閉出口流量調(diào)節(jié)閥，再停泵。然后記錄下離心泵的型號，額定流量、額定轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程和功率等。2、注意事項(xiàng)(1) 一般每次實(shí)驗(yàn)前，均需對泵進(jìn)行灌泵操作，以防止離心泵氣縛。同時注意定期對泵 進(jìn)行保養(yǎng)，防止葉輪被固體顆粒損壞。(2)泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，勿碰觸泵主軸部分，因其高速轉(zhuǎn)動，可能會纏繞并傷害

8、身體接觸部(3)不要在出口閥關(guān)閉狀態(tài)下長時間使泵運(yùn)轉(zhuǎn)，一般不超過三分鐘，否則泵中液體循環(huán) 溫度升高，易生氣泡，使泵抽空。四、數(shù)據(jù)記錄與處理1、記錄實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)離心泵特性曲線實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄表廳P8M:/(m 3/h)泵進(jìn)口壓力/(kpa)泵出口壓力/(kpa)電機(jī)功率/ (kw)轉(zhuǎn)速/(r/min)10.494830.44310020.853810.45310031.23790.45310041.553780.46310051.92750.46310062.262710.46310072.621670.48310082.941620.49310093.30560.483100103.65-15

9、00.493100114-2420.493100124.35-2350.53100134.64-3290.531002、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理離心泵特性曲線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理表1 丁 P泅 Q/(m3/s)揚(yáng)程H/m軸功率N/kW泵效率刀/%10.000148.370.3962.8220.000248.260.4054.7230.000338.060.4056.5040.000437.960.4148.1150.000537.750.4149.6860.000637.340.41410.9170.000737.040.43211.6180.000826.530.44111.8490.000926.020.43

10、212.51100.001015.510.44112.40110.001114.790.44111.83120.001214.080.4510.72130.001293.570.4510.01處理步驟；(以第一組為例)/、p2 - P1H = 匕 -Zi) + =0.3+(83-4)/p gT=20C 時，p =998.5kg/m3得 H=8.37m(1) N= N 電”電=0.95N 電=0.95x0.44=0.396 (kw)(2)因?yàn)殡x心泵的特性曲線是某型號泵在指示轉(zhuǎn)速下的H' -Q'、N' -Q'、4'-Q'線如下圖所示：管路全開時原始數(shù)

11、據(jù)記錄J*六 丁 P8M:Q/m3 h-1 P/Pa泵頻率n/HZ電機(jī)功率N/KW流體溫度T/ C16.7765000501.0517.726.2757000450.917.735.4442000400.6917.744.935000350.5717.754.0224000300.4217.763.4419000250.3417.7數(shù)據(jù)處理» Q/m3 - h-1H /mp /Kg - m36.776.94998.56.276.13998.55.444.59998.54.93.88998.54.022.75998.53.442.24998.5孔板流量計數(shù)據(jù)記錄Q /m 3 - h-1

12、 P /Pau/m - s-1U1/m - s -1CoRe10.64500.480.130.56953500.98500.720.200.55376321.215000.960.270.54498351.522001.200.330.541114871.833501.440.400.541136122.147501.680.460.538158152.460001.920.530.537168382.771002.170.600.53518333五、思考題1、試從所測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，離心泵在啟動時為什么要關(guān)閉出口閥門？在實(shí)驗(yàn)中，為了得到比較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)流量范圍下限應(yīng)該小到零，上限應(yīng)該到最大，為什么？答：開閥門意味著揚(yáng)程有極小值，那么電機(jī)功率就有極大值，會燒壞機(jī)器。流量范圍從最 小值到最大值變化，可以做到均勻取點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分布盡可能合理，造成的實(shí)驗(yàn)誤差盡可 能的小，從而使得最終處理而得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更符合實(shí)際。2、啟動離心泵之前為什么要引水灌泵？如果灌泵后依然啟動不起來，你認(rèn)為可能的原因是什么？答：防止氣縛現(xiàn)象的發(fā)生；電路問題或者泵已經(jīng)損壞3、為什么用泵的出口閥門調(diào)節(jié)流量？這種方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)？還有其他方法調(diào)節(jié)流量？ 答：優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，但是難以達(dá)到對流量的精細(xì)控制；使用變頻調(diào)節(jié)器可以通過調(diào)節(jié)泵 機(jī)轉(zhuǎn)速從而調(diào)節(jié)流量。4、泵啟動后，出口閥如果打不開，壓力表讀