離心泵特性曲線的測定

離心泵特性曲線的測定（CEA-F05）一、實驗目的在化工廠或實驗室中，經(jīng)常需要各種輸送機械用來輸送流體。根據(jù)不同使用場合和操作要求，選擇各種型式的流體輸送機械。離心泵是其中最為常用的一類液體輸送機械。離心泵的特性由廠家通過實驗直接測定，并提供給用戶在選擇和使用泵時參考。本實驗采用單級單吸離心泵裝置，實驗測定在一定轉速下泵的特性曲線。通過實驗了解離心系的構造、安裝流程和正常的操作過程，掌握離心泵各項主要特性及其相互關系，進而加深對離心泵的性能和操作原理的理解。二、實驗原理離心泵主要特性參數(shù)有流量、揚程、功率和效率。這些參數(shù)不僅表征泵的性能，也是選擇和正確使用泵的主要依據(jù)。1.泵的流量泵的流量即泵的送液能力，是指單位時間內(nèi)泵所排出的液體體積。泵的流量可直接由一定時間t內(nèi)排出液體的體積V或質量m來測定。若泵的輸送系統(tǒng)中安裝有經(jīng)過標定的流量計時，泵的流量也可由流量計測定。當系統(tǒng)中裝有孔板流量計時，流量大小由壓差計顯示，流量Vs與倒置U形管壓差計讀數(shù)R之間存在如下關系:式中C0——孔板流量系數(shù)；S0——孔板的稅孔面積，m2；2．泵的揚程泵的揚程即總壓頭，表示單位重是液體從泵中所獲得的機械能。若以泵的壓出管路中裝有壓力表處為B截面，以吸入管路中裝有真空表處為A截面，并在此兩截面之間列機械能衡算式，則可得出泵揚程He的計算公式：式中pB——由壓力表測得的表壓強，Pa；pA——由真空表測得的真空度，Pa；H0——A、B兩個截面之間的垂直距離，m；uA——A截面處的液體流速，m·s-1；uB——B截面處的液體流速，m·s-1。3.泵的功率在單位時間內(nèi)，液體從泵中實際所獲得的功，即為泵的有效功率。若測得泵的流量為Vsm3·s-1，揚程為He，m，被輸送液體的密度為ρ，kg·m-3，則泵的有效功率可按下式計算：Ne=VsHeρgW(5)泵軸所作的實際功率不可能全部為被輸送液體所獲得，其中部分消耗于泵內(nèi)的各種能量損失。電動機所消耗的功率又大于泵軸所作出的實際功率。電機所消耗的功率可直

接由輸入電壓U和電流I測得，即N=UIW（6）4．泵的總效率泵的總效率可由測得的泵有效功率和電機實際消耗功率計算得出，即圖3-1離心泵特性曲線這時得到的泵的總效率除了泵的效率外，還包括傳動效率和電機的效率。5．泵的特性曲線上述各項泵的特性參數(shù)并不是孤立的，而是相互制約的。因此，為了準確全面地表征離心泵的性能，需在一定轉速下，將實驗測得的各項參數(shù)即：He、N、與Vs之間的變化關系標繪成一組曲線。這組關系曲線稱為離心泵特性曲線，如圖3-1所示。離心泵特性曲線對離心泵的操作性能得到完整的概念，并由此可確定泵的最適宜操作狀況。通常，離心泵在恒定轉速下運轉，因此泵的特性曲線是在一定轉速下測得的。若改變了轉速，泵的特性曲線也將隨之而異。泵的流量Vs，、揚程He和有效功率Ne與轉速n之間，大致存在如下比例關系：三、實驗裝置本實驗裝置主體設備為一臺單級單吸離心水泵。為了便于觀察，泵亮端蓋用透明材料制成。電動機直接連接半敞式葉輪。離心泵與循環(huán)水槽、分水槽和各種測量儀表構成一個測試系統(tǒng)。實驗裝置及其流程如圖3-2所示。圖3-2離心泵實驗儀流程圖1.循環(huán)水槽；2.底閥；3.離心泵；4.真空表；5.注水槽；6.壓力表；7.調節(jié)閥；8.孔板流量計9.分流槽；10.電流表；11.調壓變壓器；12.電壓表；13.倒置U形管壓差計．泵將循環(huán)水槽中的水，通過汲入導管汲入泵體。在汲入導管上端裝有真空表，下端裝有底閥（單向閥）。底閥的作用是當注水槽向泵體內(nèi)注水時，防止水的漏出。水由泵的出口進入壓出導管。壓出導管沿程裝有壓力表、調節(jié)閥和孔板流量計。由壓出導管流出的水，用轉向彎管送入分流槽。分流槽分為二格，其中一格的水可流出用以計量，另一格的水可流回循環(huán)水槽。根據(jù)實驗內(nèi)容不同可用轉向彎管進行切換．四、實驗方法在離心泵性能測定前，按下列步驟進行啟動操作：⑴充水。打開注水槽下的閥門，將水港灌入不泵內(nèi)。在灌水過程中，需打開調節(jié)閥，將泵內(nèi)空氣排除。當從透明端蓋中觀察到泵內(nèi)已灌滿水后，將注水閥門關閉。⑵啟動。啟動前，先確認泵出口調節(jié)閥關閉，變壓器調回零點，然后合閘接通電源。緩慢調節(jié)變壓器至額定電壓（220V），泵即隨之啟動。⑶運行。泵啟動后，葉輪旋轉無振動和噪聲，電壓表、電流表、壓力表和真空表指示穩(wěn)定，則表明運行已經(jīng)正常，即可投入實驗。實驗時，逐漸分步調節(jié)泵出口調節(jié)閥。每調定一次閥的開啟度，待狀況穩(wěn)定后，即可進行以下測量：⑴將出水轉向彎頭由分水槽的回流格撥向排水格同時，用秒表計取時間，用容器接取一定水量。用稱量或量取體積的方法測定水的體積流率。（這時要接好循環(huán)水槽的自來水源）⑵從壓強表和真空表上讀取壓強和真空度的數(shù)值。⑶記取孔板流量計的壓差計讀數(shù)。⑷從電壓表和電流表上讀取電壓和電流值。在泵的全部流量范圍內(nèi)，可分成8—10組數(shù)據(jù)進行測量。實驗完畢，應先將泵出口調節(jié)閥關閉，再將調壓變壓器調回零點，最后再切斷電源。五