離心泵綜合實(shí)驗(yàn)

1、離心泵綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱離心泵綜合實(shí)驗(yàn)一、所涉及的課程及知識(shí)點(diǎn)：工程流體力學(xué)、輸油管道設(shè)計(jì)與管理二、實(shí)驗(yàn)要求1、掌握離心泵特性曲線（HQ曲線，NQ曲線，Q曲線）的測(cè)定方法。2、通過(guò)泵氣蝕的產(chǎn)生，分析泵產(chǎn)生泵氣蝕機(jī)理，學(xué)會(huì)確定氣蝕余量的臨界值。3、了解離心泵的串并聯(lián)運(yùn)行工況及其特點(diǎn)，繪制泵的串并聯(lián)運(yùn)行曲線。4、學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理分析方法。三、實(shí)驗(yàn)裝置和原理圖1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)圖實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖所示，主要有泵、泵、計(jì)量水箱、儲(chǔ)水箱、壓力表、真空壓力表、文丘里流量計(jì)、U型壓差計(jì)、管道及閥門(mén)組成。在測(cè)定泵的特性曲線時(shí)，利用各閥門(mén)的開(kāi)啟和調(diào)節(jié)形成泵單泵工作回路，在不同流量下測(cè)定一組相應(yīng)的壓力表、真空表和流

2、量的讀數(shù)以及電流電壓的計(jì)數(shù)。即可讀出一組泵的流量Q，揚(yáng)程H，輸入功率N等數(shù)據(jù)，最后可以繪出泵的HQ、NQ、Q等特性曲線。在進(jìn)行泵汽蝕實(shí)驗(yàn)時(shí)利用相應(yīng)的閥門(mén)開(kāi)啟和調(diào)節(jié)，開(kāi)成泵的單泵工作回路，并使儲(chǔ)水罐由于水的抽出而產(chǎn)生真空，從而使泵的進(jìn)口壓力減小，直到發(fā)生氣蝕。在進(jìn)行泵的串并聯(lián)實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用相應(yīng)閥門(mén)的開(kāi)啟和調(diào)節(jié)形成兩個(gè)泵的串并聯(lián)回路，測(cè)定串聯(lián)和并聯(lián)的運(yùn)行特性。水泵氣蝕余量h是水泵設(shè)計(jì)和使用的重要基本參數(shù)，氣蝕實(shí)驗(yàn)是確定h的唯一可靠方法，進(jìn)行水泵氣蝕實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們將泵放在一定工作條件下（即固定的H、Q、），而在較大范圍內(nèi)改變泵的進(jìn)口壓力，本實(shí)驗(yàn)裝置是靠改變水箱內(nèi)的真空度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于被試泵在轉(zhuǎn)速和流量為

3、定值時(shí)泵h是不變的，但當(dāng)進(jìn)口壓力下降到一定程度時(shí)，泵的性能既開(kāi)始下降，理論上講，當(dāng)流量曲線跌落至12%時(shí)，泵就進(jìn)入了氣蝕的臨界狀態(tài)，即h=p/r,測(cè)定該工況下的h，也就間接的確定了水泵在該流量下的氣蝕余量。既式中：Ps實(shí)驗(yàn)條件下泵吸入口處的液面壓強(qiáng)水泵進(jìn)口處的平均流速Pb汽化壓力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件下的水溫查表當(dāng)單臺(tái)泵不能滿(mǎn)足需要流量時(shí)，可采用2臺(tái)泵（或兩臺(tái)以上）并聯(lián)運(yùn)行方式，離心泵、并聯(lián)后揚(yáng)程不變，而流量Q是這兩臺(tái)流量之和，Q并=Q1+Q2，并聯(lián)后的系統(tǒng)特性曲線同，是在不同揚(yáng)程下，用計(jì)量水箱測(cè)得流量Q并，繪出Q并-H并曲線。H并可由壓力表真空表讀出。當(dāng)單臺(tái)泵工作不以提供所需揚(yáng)程時(shí)，可采用2臺(tái)泵（或

4、兩臺(tái)以上）串聯(lián)方式運(yùn)行，離心泵串聯(lián)后，通過(guò)每臺(tái)泵的流量是相同的，而合成壓頭是兩臺(tái)泵的壓頭之和，串聯(lián)后的系統(tǒng)特性曲線，是通過(guò)閥門(mén)調(diào)節(jié)得到Q串及H串，從而繪出Q串-H串曲線。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、泵的特性實(shí)驗(yàn)：HQ曲線和NQ曲線（1）關(guān)閉閥門(mén)1、2、3、4、5，向計(jì)量水箱加水至閥7上部溢水為止。然后關(guān)閉閥7。（2）保留計(jì)量水箱內(nèi)有少量水，防止泵抽不上水。啟動(dòng)泵，由于閥1關(guān)閉，此時(shí)流量為0，為空載狀態(tài)。測(cè)讀真空表、真空壓力表、電壓表、電流表的讀數(shù)。（3）略開(kāi)閥門(mén)1至一定開(kāi)度，水泵開(kāi)始給水，再測(cè)讀壓力表、真空壓力表、以及電壓表、電源表數(shù)、流量數(shù)、（關(guān)閉閥門(mén)6，計(jì)量秒及升數(shù)）。（4）逐步開(kāi)大閥門(mén)1，改變泵的流

5、量（一般改變46次）在每一流量下測(cè)讀上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。測(cè)得相應(yīng)不同流量下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)同，從而可以繪出泵的特性曲線。根據(jù)：式中：P1壓力表讀數(shù)，MPa P2真空表讀數(shù)，MPa，以米為單位，1MPa=100m 水的容重N/m Z 壓力表至真空表接出點(diǎn)位置差，即表的相對(duì)高度（以米為單位）。 1、2進(jìn)出口流速，一般進(jìn)出口管徑相同，所以：1=2，即流量Q1由計(jì)量水箱實(shí)際測(cè)驗(yàn)出：式中：V以m3計(jì)。t：s。則Q=m3/s。水泵電機(jī)軸功率由下式計(jì)算：式中： I 電流表讀數(shù)（A） U 電壓表讀數(shù)（V） cos 功率因數(shù)，取0.77 電機(jī)效率，取0.65從Q=0開(kāi)始，得到不同的流量Q值，對(duì)應(yīng)不同的揚(yáng)程H，將這些點(diǎn)光滑的

6、連接起來(lái)，即為水泵的HQ曲線。根據(jù)不同流量時(shí)速的功率N，繪制NQ曲線。Q曲線（效率、流量曲線）泵的效率為泵的有效功率和軸功率之比。由公式：即可得出該流量下的效率。效率曲線可在HQ和NQ曲線基礎(chǔ)上任取一個(gè)Q值，可由HQ和NQ曲線上找到一個(gè)N和H值。任意取若干個(gè)Q和N值，可算出若干值，圓滑連接這些點(diǎn)，可以得到Q曲線，即該泵的效率曲線。2、泵氣蝕實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟（1）將計(jì)量水箱水放入儲(chǔ)水罐，關(guān)閉閥門(mén)2、3、4、5、7，打開(kāi)閥1、6。（2）啟動(dòng)泵，調(diào)節(jié)閥門(mén)1使流量不變。（3）在此流量下，將閥門(mén)6由開(kāi)啟向關(guān)閉方向逐步調(diào)節(jié)，使儲(chǔ)水箱內(nèi)的真空度逐步增大，使真空表和壓力表讀數(shù)產(chǎn)生變化。繼續(xù)調(diào)節(jié)閥門(mén)6，直至壓力表的

7、指針急劇下降為止（即發(fā)生氣蝕）。（4）將閥門(mén)1調(diào)至另一開(kāi)度，重復(fù)上述步驟，可觀察出在不同流量下h也不同。3、泵的并聯(lián)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟（1）打開(kāi)閥4、5，關(guān)閉閥3、7。（2）啟動(dòng)泵和泵，運(yùn)行正常后，打開(kāi)閥1、2。（3）調(diào)節(jié)閥1和2，使兩壓力表的揚(yáng)程一致，且與單泵運(yùn)行時(shí)間相同。（4）用關(guān)閉閥6用計(jì)量水箱進(jìn)行流量Q的測(cè)量。4、泵的串聯(lián)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)步驟（1）打開(kāi)閥2、3、5、，關(guān)閉閥1、4、7、6。（2）接通電源，首先啟動(dòng)泵，運(yùn)行正常后，再啟動(dòng)泵。（3）調(diào)節(jié)閥2、3，使流量與單臺(tái)泵運(yùn)行時(shí)相同。（4）在壓力表上進(jìn)行揚(yáng)程H1和H2讀數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，填入表格，進(jìn)行整理計(jì)算，并分別繪出H1-Q曲線，H2-Q曲

8、線，-Q曲線由此寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。五、注意事項(xiàng)在接電運(yùn)轉(zhuǎn)前，必須做好下列準(zhǔn)備工作：1仔細(xì)檢查各閥門(mén)、接頭和表頭等有無(wú)松動(dòng)，如有松動(dòng)，應(yīng)加以緊固；2用橡膠管將文丘里的測(cè)壓口與壓差計(jì)相連接；3將測(cè)力矩力臂用限位裝置鎖??；4將水箱注滿(mǎn)水，并使泵內(nèi)全部充滿(mǎn)水。完成上述安裝工作以后，即可接電試運(yùn)轉(zhuǎn)。啟動(dòng)水泵，觀察有無(wú)漏水現(xiàn)象，如漏水，應(yīng)設(shè)法處理。5試驗(yàn)臺(tái)應(yīng)很好的接地，以保安全！六、思考題1. 當(dāng)改變流量調(diào)節(jié)閥開(kāi)度時(shí)，壓力表和真空表的讀數(shù)按什么規(guī)律變化？ 答：當(dāng)流量調(diào)節(jié)閥開(kāi)度增大時(shí)，壓力表讀數(shù)減小，真空表讀數(shù)增大。2. 試分析氣縛現(xiàn)象與氣蝕現(xiàn)象的區(qū)別。 答：“氣蝕”現(xiàn)象是離心泵設(shè)計(jì)不足或運(yùn)行工況偏離設(shè)計(jì)產(chǎn)生的一種不正常狀況。葉輪進(jìn)口處的壓力與輸送介質(zhì)的飽和蒸汽壓相同時(shí)，液體介質(zhì)就會(huì)發(fā)生氣化，體積驟然膨脹，就會(huì)擾亂葉輪進(jìn)口處液體的流動(dòng)。氣泡隨液體進(jìn)入葉輪被壓縮，高壓使氣泡突然凝結(jié)消失，周?chē)囊后w會(huì)以極大的速度補(bǔ)充原來(lái)的氣泡空間，從而產(chǎn)生很大的局部壓力，這種壓力不斷的沖擊葉輪表面，就會(huì)使葉輪很快損壞?！皻馕g”發(fā)生時(shí)，泵體震動(dòng)，響聲加大，泵的流量、壓力明顯下降。解決方法是選擇足夠的氣蝕余量。及時(shí)改變不正常的運(yùn)行工況，如冷卻介質(zhì)，改變?nèi)肟趬毫Φ取?“氣縛”現(xiàn)象是指泵啟動(dòng)時(shí)泵體內(nèi)存有氣體，由于氣體的密度比液體的小得多，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力很小，葉輪中心形成的負(fù)壓很