化工原理離心泵特性曲線的測(cè)定

1、離心泵特性曲線的測(cè)定一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉離心泵的構(gòu)造和操作；2.掌握離心泵在一定轉(zhuǎn)速下特性曲線的測(cè)定方法。3. 學(xué)習(xí)工業(yè)上流量、功率、轉(zhuǎn)速、壓力和溫度等參數(shù)的測(cè)量方法，了解渦輪流量計(jì)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥以及相關(guān)儀表的原理和操作。二 基本原理離心泵的主要性能參數(shù)有流量Q、壓頭H、效率和軸功率N。在一定的轉(zhuǎn)速下，離心泵的送液能力可以通過(guò)調(diào)節(jié)出口閥門使之從零至最大值間變化。且當(dāng)其流量變化時(shí)，泵的H、N和都隨之變化，因此，要正確選擇和使用離心泵，就必須掌握流量變化時(shí)，其H、N和的變化規(guī)律，即查明離心泵的特性曲線。用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出某離心泵在一定轉(zhuǎn)速下的Q、H、N、，并作出H-Q、N-Q、-Q曲線，稱為該離心泵的特

2、性曲線。1.流量Q的測(cè)定泵的流量可用容積法或標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)測(cè)量。本實(shí)驗(yàn)采用渦輪流量計(jì)測(cè)量離心泵的流量，渦輪流量計(jì)顯示的是瞬時(shí)流量值，單位是L/s。2、泵的壓頭H測(cè)定離心泵的壓頭是指泵對(duì)單位重量流體所提供的有效能量，單位為m。取離心泵進(jìn)口真空表和出口壓力表處為1、2兩截面，列機(jī)械能衡算方程：+ H =+h （4-1）由于兩截面間的管子較短，通常忽略阻力損失h，速度平方差也很小，故也可忽略，則有： m若兩測(cè)壓表在同一水平處，上式變?yōu)椋?=Ho+H1(表值)+H2 m (4-2)式中：H1、H2分別為泵的進(jìn)、出口真空度和表壓對(duì)應(yīng)的壓頭，mP1、P2分別為泵的進(jìn)、出口真空度和表壓，Pa離心泵輸送液體的密度

3、，kg/m3 u1、u2分別為泵的進(jìn)、出口的流速，m/s z1、z2分別為真空表、壓力表的安裝高度，m g重力加速度，m/s23.軸功率N的測(cè)量與計(jì)算 (W) （4-3）式中，為電功率表顯示值，k代表電機(jī)傳動(dòng)效率，可取k=0.954.效率的計(jì)算泵的效率是泵的有效功率Ne與軸功率N的比值。有效功率Ne是單位時(shí)間內(nèi)流體經(jīng)過(guò)泵時(shí)所獲得的實(shí)際功率，軸功率N是單位時(shí)間內(nèi)泵軸從電機(jī)得到的功，兩者差異反映了水力損失、容積損失和機(jī)械損失的大小。泵的有效功率Ne可用下式計(jì)算：Ne=HQg （4-4）故泵效率為 = （4-5）或者因Ne= （4-6） 所以= （4-7）式中：Q泵的流量，/s; H泵的壓頭，m；

4、水的密度，kg/5.轉(zhuǎn)速改變時(shí)各參數(shù)的換算泵的特性曲線是在定轉(zhuǎn)速下的實(shí)驗(yàn)測(cè)定所得。但是，實(shí)際上感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)矩改變時(shí)，其轉(zhuǎn)速會(huì)有變化，這樣隨著流量Q的變化，多個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速n將有所差異，因此在繪制特性曲線之前，須將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)換算為某一定轉(zhuǎn)速下（可取離心泵的額定轉(zhuǎn)速2900rpm）的數(shù)據(jù)。換算關(guān)系如下：流量 （4-8） 揚(yáng)程 （4-9）軸功率 （4-10）效率 （4-11）三. 實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)（一）實(shí)驗(yàn)步驟1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備（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(guò)灌泵漏斗給離心泵灌水，排出泵內(nèi)氣體。2開(kāi)始實(shí)驗(yàn)（1）首先將粗糙管和局部阻力管閥門關(guān)閉，選擇光滑管。再進(jìn)行儀表自檢

5、情況，打開(kāi)泵進(jìn)口閥，關(guān)閉泵出口閥，試開(kāi)離心泵，檢查電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)聲音是否正常，離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)的方向是否正確。（2）開(kāi)啟離心泵，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，打開(kāi)出口閥。（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)儀表逐漸改變出口流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，使泵出口流量從1 m3 /h逐漸增大到5m3 /h，每次增加0.5m3 /h。在每一個(gè)流量下，待系統(tǒng)穩(wěn)定流動(dòng)3分鐘后，讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)。離心泵特性實(shí)驗(yàn)主要需獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：流量Q、泵進(jìn)口壓力p1,泵出口壓力p2，電機(jī)功率N電、泵轉(zhuǎn)速n，及流體溫度t。（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，先關(guān)閉光滑管出口流量調(diào)節(jié)閥，再停泵。然后記錄下離心泵的型號(hào)，額定流量、額定轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程和功率等。（二）注意事項(xiàng)：（1）一般每次實(shí)驗(yàn)

6、前，均需對(duì)泵進(jìn)行灌泵操作，以防止離心泵氣縛。同時(shí)注意定期對(duì)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(guò)程中，勿觸碰泵主軸部分，因其高速轉(zhuǎn)動(dòng)，可能會(huì)纏繞并傷害身體接觸部位。（3）不要在出口閥關(guān)閉狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間使泵運(yùn)轉(zhuǎn)，一般不超過(guò)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)處理1 繪制原始數(shù)據(jù)記錄表格和數(shù)據(jù)整理表格，可參照表4-1和表4-2的格式。表4-1 離心泵特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄表實(shí)驗(yàn)日期：2012.04.20 實(shí)驗(yàn)人員：陳金蓮 學(xué)號(hào)：201030620103裝置號(hào)：01離心泵型號(hào)=MS60/0.55SSB，額定流量=60L/min，額定揚(yáng)程=19.5m額定功率=0.5

7、5kw，泵進(jìn)出口測(cè)壓點(diǎn)高度差H0 =0.1m，流體溫度t=23.2實(shí)驗(yàn)次數(shù)流量(m3 /h)泵進(jìn)口壓力P1 kPa泵出口壓力P2 kPa壓降 kPa電機(jī)功率N電kW泵轉(zhuǎn)速r/m11.00-5.3218.80.330.483286021.50-5.5214.50.730.507286032.00-5.8192.71.260.545286042.49-6.3181.91.940.569286053.00-6.8169.12.690.593284063.50-7.4159.83.570.614284074.00-8.2151.44.530.616284084.50-9.1134.85.590.635

8、284094.86-9.9117.36.300.642284010表4-2 離心泵特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理表離心泵特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)值換算到n=2900時(shí)的值流量(m3 /h)揚(yáng)程H(m)軸功率N(kw)轉(zhuǎn)速n(r/min)Q'(m3/hr)H'(m)N'(kw)泵效率1122.8370.4588528601.01398623.480.47837313.50%21.522.4490.4816528601.52097923.0810.50214318.90%3220.2550.51775284602.02797220.8260.53977921.24%42.4

9、919.2040.540528602.52482519.7450.56354924.02%5317.9490.5633528403.0633818.7150.59981525.95%63.517.0610.583328403.57394417.790.62105628%7416.2850.585228404.08450716.980.62307930.00%84.514.6840.6032528404.5950715.3110.64223129%94.8612.980.609928404.96267613.5340.64937828%五實(shí)驗(yàn)圖如下：【最佳工作范圍】由圖 2900r/min下-Q

10、 可見(jiàn)，離心泵效率曲線在流量大概為3.504.05m3 /h范圍內(nèi)為向上趨向，而在4.05m3 /h之后趨向?yàn)橄蛳拢纱丝傻?，流量?.05m3 /h，離心泵的效率最高。六 思考題1、試從所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析離心泵在啟動(dòng)時(shí)為什么要關(guān)閉出口閥？答：關(guān)閉出口閥是為了讓泵能正常運(yùn)行起來(lái)。因?yàn)?，離心泵在啟動(dòng)前是沒(méi)有水的，而在其啟動(dòng)后，揚(yáng)程會(huì)很低，流量卻很大，使離心泵的功率也很大，容易超載，使泵的電機(jī)及線路損壞。2、啟動(dòng)離心泵之前為什么要引水灌泵？如果灌泵后依然啟動(dòng)不起來(lái)，你認(rèn)為可能的原因是什么？答：?jiǎn)?dòng)離心泵之前要引水灌泵是為了避免氣縛現(xiàn)象的發(fā)生。如果發(fā)生氣縛現(xiàn)象，會(huì)使離心泵無(wú)法輸出液體。如果，引水灌泵后

11、仍然無(wú)法啟動(dòng)，那就有可能離心泵壞了。3、為什么用泵的出口閥調(diào)節(jié)流量？這種方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)？是否還有其他方法調(diào)節(jié)流量？答：在固定的轉(zhuǎn)速下?lián)P程是固定的的情況下，離心泵可以通過(guò)調(diào)節(jié)出口閥就是調(diào)節(jié)導(dǎo)流面積來(lái)改變流量，這個(gè)方法比較簡(jiǎn)單可行，但是，同時(shí)較為消耗能量。我們也可以使用變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量，又能減少能量，節(jié)約用電。4、離心泵泵啟動(dòng)后，出口閥如果不開(kāi)，壓力表讀數(shù)是否會(huì)不斷上升？為什么？答：是。因?yàn)殡x心泵的進(jìn)口和出口是有間隙的，達(dá)到一定壓力后，水只在出口和進(jìn)口處循環(huán)，所以壓力會(huì)上升到一定程度就不再上升并保持在這個(gè)壓力上。5、正常工作的離心泵，在其進(jìn)口管路上安裝閥門是否合理？為什么？答：合理。如果裝上底閥，當(dāng)泵停下來(lái)時(shí)，吸水管的水可以保留下來(lái)，避免水漏光而重新灌水