化工原理實(shí)驗(yàn)離心泵實(shí)驗(yàn)

化工原理實(shí)驗(yàn)離心泵實(shí)驗(yàn)課件第1頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)二離心泵實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧⒉僮饕c(diǎn)二、可測(cè)定項(xiàng)目

七、數(shù)據(jù)處理三、實(shí)驗(yàn)任務(wù)

八、報(bào)告要求四、實(shí)驗(yàn)原理九、方案設(shè)計(jì)五、實(shí)驗(yàn)流程十、化工管道泵福州大學(xué)化工原理實(shí)驗(yàn)室第2頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月離心泵是應(yīng)用最廣泛的液體輸送機(jī)械。其泵的主要性能包括流量、揚(yáng)程、軸功率、有效功率、效率、轉(zhuǎn)速等。每臺(tái)泵都有自己的特性曲線，而泵使用時(shí)，又總是安裝于某一特定的管路之中，因此管路也有管路特性曲線。掌握離心泵的工作原理、主要性能參數(shù)、特性曲線的測(cè)定及應(yīng)用，離心泵工作點(diǎn)的選擇，流量調(diào)節(jié)等都是每個(gè)學(xué)習(xí)化工原理的學(xué)生必須掌握的內(nèi)容。第3頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉離心泵的構(gòu)造和操作。2.學(xué)會(huì)離心泵特性曲線測(cè)定方法。3.學(xué)會(huì)管路特性曲線測(cè)定方法。4.掌握單泵、串聯(lián)泵、并聯(lián)泵的實(shí)驗(yàn)操作原理和實(shí)驗(yàn)組織方法。5.掌握在工程實(shí)際應(yīng)用中如何根據(jù)管路性質(zhì)選擇離心泵組合方式。

6.正確掌握用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。第4頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、實(shí)驗(yàn)可測(cè)定項(xiàng)目單泵實(shí)驗(yàn)雙泵串聯(lián)揚(yáng)程曲線的測(cè)定雙泵并聯(lián)揚(yáng)程曲線的測(cè)定離心泵特性曲線的測(cè)定管道特性曲線的測(cè)定不同轉(zhuǎn)速下的H-Q曲線測(cè)定雙泵實(shí)驗(yàn)第5頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、實(shí)驗(yàn)任務(wù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)（1）離心泵流量調(diào)節(jié)方式與能耗分析

1-3組同學(xué)可選擇此項(xiàng)任務(wù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)（2）離心泵工作點(diǎn)的確定與調(diào)節(jié)

4-6組同學(xué)可選擇此項(xiàng)任務(wù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)（3）離心泵串、并聯(lián)組合操作特性研究

7-8組同學(xué)可選擇此項(xiàng)任務(wù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)的具體要求請(qǐng)參閱實(shí)驗(yàn)教材。第6頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1、離心泵特性曲線測(cè)定的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)。

2、離心泵性能與轉(zhuǎn)速的近似比例定律影響離心泵效率的研究。

3、離心泵的工作點(diǎn)確定與流量調(diào)節(jié)機(jī)理的研究。

4、離心泵優(yōu)化組合操作的研究。

5、高、低阻管路對(duì)離心泵組合操作影響的研究。也可以從下列任務(wù)中自選一個(gè)，或根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備所能提供的測(cè)試項(xiàng)目，自行擬定研究方向。三、實(shí)驗(yàn)任務(wù)第7頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月離心泵的特性方程是從理論上對(duì)離心泵中液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行研究后，得出的離心泵壓頭與流量的關(guān)系。離心泵的性能受到泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、葉輪形式和轉(zhuǎn)速的影響。故在實(shí)際工作中，其內(nèi)部流動(dòng)的規(guī)律比較復(fù)雜，實(shí)際壓頭要小于理論壓頭。因此，離心泵的揚(yáng)程尚不能從理論上作出精確計(jì)算，需要實(shí)驗(yàn)測(cè)定。四、實(shí)驗(yàn)原理第8頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、實(shí)驗(yàn)原理

在一定轉(zhuǎn)速下，泵的揚(yáng)程、功率、效率與其流量之間的關(guān)系，即為特性曲線。（1）揚(yáng)程：泵的揚(yáng)程可由進(jìn)、出口間的能量衡算求得：其中：為離心泵出口的壓力[m]為離心泵進(jìn)口的壓力[m]

為兩測(cè)壓口間的垂直距離[m]1、離心泵特性曲線的測(cè)定第9頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）功率:四、實(shí)驗(yàn)原理

－電機(jī)效率，取0.9；－聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)裝置的效率，取1.0；

（3）效率：第10頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在實(shí)驗(yàn)報(bào)告和考試中，圖上缺少任何一小部分，都將被扣分。第11頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、實(shí)驗(yàn)原理離心泵的特性曲線只是泵本身的特性，與管路情況無關(guān)。而離心泵的實(shí)際工作情況是由泵的特性和管路本身的特性共同決定的。因此，本實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)目的就是學(xué)會(huì)管路特性曲線的測(cè)定。管路特性曲線方程:式中：由管路兩端實(shí)際條件決定。由管路情況決定，當(dāng)液體處于高度湍動(dòng)時(shí)，為常數(shù)。2、管路特性曲線的測(cè)定:第12頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、實(shí)驗(yàn)原理離心泵使用時(shí)總是安裝于某一特定的管路中，它提供了液體在管路中流動(dòng)所需的機(jī)械能量。若把離心泵的特性曲線與管路特性曲線標(biāo)繪于同一坐標(biāo)中，如圖所示，兩曲線交點(diǎn)P即為離心泵在管路中的工作點(diǎn)。P1—單泵特性曲線2—管路特性曲線P3、離心泵工作點(diǎn)的確定:12CP第13頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、實(shí)驗(yàn)原理4、不同轉(zhuǎn)速下的H-Q曲線的測(cè)定：離心泵特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下測(cè)定的，當(dāng)轉(zhuǎn)速n變化時(shí)，其Q、H、N也隨之發(fā)生變化。第14頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、實(shí)驗(yàn)原理在同一管路上兩臺(tái)型號(hào)相同的離心泵串聯(lián)操作。圖中:1—單泵特性曲線2—串聯(lián)泵特性曲線3—管路特性曲線2135、離心泵的串聯(lián):第15頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、實(shí)驗(yàn)原理在同一管路上兩臺(tái)型號(hào)相同的離心泵并聯(lián)操作。圖中:1—單泵特性曲線2—并聯(lián)泵特性曲線3—管路特性曲線3216、離心泵的并聯(lián):第16頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、實(shí)驗(yàn)原理相同H時(shí)，并聯(lián)的流量為單泵的兩倍；并聯(lián)以后管路中的Q與H均可增加，但流量Q達(dá)不到單泵的兩倍。串聯(lián)并聯(lián)單泵相同Q時(shí)，串聯(lián)的揚(yáng)程為單泵的兩倍；串聯(lián)以后管路中的Q與H均可增加，但揚(yáng)程H達(dá)不到單泵的兩倍。7、泵串、并聯(lián)的特點(diǎn)：第17頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、實(shí)驗(yàn)流程—單泵實(shí)驗(yàn)流程第18頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、實(shí)驗(yàn)流程—

雙泵串聯(lián)實(shí)驗(yàn)流程第19頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、實(shí)驗(yàn)流程—

雙泵并聯(lián)實(shí)驗(yàn)流程第20頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六、實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)1．檢查水箱內(nèi)的水位是否合適，出口閥是否已關(guān)閉，然后按下“離心泵”按鈕，開啟離心泵。

2．測(cè)定離心泵特性曲線時(shí)，通過改變出口調(diào)節(jié)閥開度來調(diào)節(jié)流量，在恒定轉(zhuǎn)速下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)取10組數(shù)據(jù)。最大流量和最小流量必須要測(cè)。

3．測(cè)定管路特性曲線時(shí)，應(yīng)將流量調(diào)節(jié)閥固定在某一開度，（若測(cè)低阻管，將閥門打開80%，高阻管將閥門打開20%）通過改變離心泵的頻率來改變流量，測(cè)取7組數(shù)據(jù)。（一）操作要點(diǎn)第21頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）注意事項(xiàng)六、實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)4．進(jìn)行雙泵的串聯(lián)與并聯(lián)的實(shí)驗(yàn)時(shí)（只有1＃和3＃設(shè)備可以進(jìn)行泵的串、并聯(lián)實(shí)驗(yàn)），其方法與測(cè)量單泵的特性曲線相似，只是流程上有所差異。1.開泵、停泵都應(yīng)當(dāng)在流量調(diào)節(jié)閥關(guān)閉的情況下進(jìn)行。（為什么？）2.變頻儀的最大輸出頻率不要超過50Hz，最小不要低于25Hz，以免損壞離心泵和電機(jī)。建議7個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)分布為：50、45、40、36、32、29和27Hz。3.應(yīng)緩慢打開流量調(diào)節(jié)閥,以免傳感器進(jìn)水而損壞。第22頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理?yè)P(yáng)程：泵安裝在水箱液面以下，對(duì)它的讀數(shù)是否有影響？流量：軸功率：取0.9取1.0泵效率：第23頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理密度：可查表或按下式計(jì)算管路特性曲線方程:

本實(shí)驗(yàn)的

C值很小，為什么？第24頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng)1、將計(jì)算示例放在附錄部分。2、每種計(jì)算類型只要處理其中一組數(shù)據(jù)，也就是說揚(yáng)程、流量、軸功率、有效功率、效率等每種都只要計(jì)算其中一組即可。3、在開始計(jì)算之前，要說明“以什么表的第某組數(shù)據(jù)為例”，然后寫出原始數(shù)據(jù)。每一計(jì)算過程都應(yīng)包括：公式、數(shù)據(jù)代入、答案和單位。4、同組同學(xué)應(yīng)取不同組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。否則按計(jì)算雷同扣分。第25頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng)5、本實(shí)驗(yàn)離心泵安裝在液面以下，如下圖所示。實(shí)驗(yàn)前為校正儀表，通常將真空表的讀數(shù)調(diào)零，因此，在計(jì)算揚(yáng)程時(shí)，應(yīng)考慮被調(diào)零引起的誤差，所以揚(yáng)程按下式計(jì)算：(請(qǐng)自行分析為什么要減去h？)第26頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng)6、若要回歸離心泵特性曲線和管路特性曲線的方程，可以使用最小二乘法，設(shè)對(duì)于管路特性曲線，由于已知C值，當(dāng)液體處于高度湍動(dòng)時(shí)，D為常數(shù)，因此也可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)出的一系列He和Q值，來計(jì)算D值，但要注意Q值和D值的單位要統(tǒng)一。第27頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng)7、在實(shí)驗(yàn)任務(wù)(3)中有一實(shí)例計(jì)算“……總長(zhǎng)為10m（或100m）（均包括局部阻力在內(nèi)）……”。要求同一組同學(xué)中，應(yīng)當(dāng)有一半同學(xué)計(jì)算10m的，另一半計(jì)算100m的，這樣可以進(jìn)行比較。

在計(jì)算管路特性曲線時(shí)，λ可取0.02，流速可按下式計(jì)算：第28頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告按小論文格式撰寫。實(shí)驗(yàn)報(bào)告總的要求同流體阻力實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中至少要有三張圖:單泵和雙泵實(shí)驗(yàn)流程圖、泵特性曲線圖、組合圖（單泵、串聯(lián)泵、并聯(lián)泵、高阻管和低阻管的H－Q曲線圖）。結(jié)果討論時(shí)應(yīng)盡量用自己上述的三張圖，自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖不夠說明問題時(shí)，可以引用其他資料的圖。裝訂順序?yàn)椋悍饷?、任?wù)書、論文、附錄，實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄表。裝訂位置在左側(cè)。第29頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月九、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的格式實(shí)驗(yàn)名稱：離心泵實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)小組成員：方案設(shè)計(jì)時(shí)間：一.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)思路二.實(shí)驗(yàn)所需儀器、設(shè)備三.實(shí)驗(yàn)應(yīng)測(cè)試的參數(shù)四.實(shí)驗(yàn)步驟五.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)要測(cè)哪些參數(shù)，為什么？（用公式表達(dá)）原始數(shù)據(jù)記錄表（應(yīng)包括符號(hào)和單位）每組一份，在實(shí)驗(yàn)前交給實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教