离心泵串并联实验讲义.docx
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离心泵串并联实验讲义
离心泵串并联实验
实验文档
一、实验目的
（1）增进对离心泵并、串联运行工况及其特点的感性认识。
（2）绘制单泵的工作曲线和两泵并、串联总特性曲线。
二、实验原理
在实际生产中，有时单台泵无法满足生产要求，需要几点组合运行。
组合方式可以有串联和并联两种方式。
下面讨论的内容限于多台性能相同的泵的组合操作。
基本思路是：
多台泵无论怎样组合，都可以看作是一台泵，因而需要找出组合泵的特性曲线。
（1）泵的并联工作
当用单泵不能满足工作需要的流量时，可采用两台泵（或两台以上）的并联工作方式，如图所示。
离心泵I和泵II并联后，在同一扬程（压头）下，其流量Q并是这两台泵的流量之和，Q并=QI+QⅡ。
并联后的系统特性曲线，就是在各相同扬程下，将两台泵特性曲线
和
上的对应的流量相加，得到并联后的各相应合成流量Q并，最后绘出
曲线如图所示。
图中两根虚线为两台泵各自的特性曲线
和
；实线为并联后的总特性曲线
，根据以上所述，在
曲线上任一点M，其相应的流量QM是对应具有相同扬程的两台泵相应流量QA和QB之和，即QM=QA+QB。
图泵的并联工作
图两台性能曲线相同的泵的并联特性曲线
上面所述的是两台性能不同的泵的并联。
在工程实际中，普遍遇到的情况是用同型号、同性能泵的并联，如图所示。
和
特性曲线相同，在图上彼此重合，并联后的总特性曲线为
。
本实验台就是两台相同性能的泵的并联。
进行教学实验时，可以分别测绘出单台泵I和泵II工作时的特性曲线
和
，把它们合成为两台泵并联的总性能曲线
。
再将两台泵并联运行，测出并联工况下的某些实际工作点与总性能曲线上相应点相比较。
（2）泵的串联工作
当单台泵工作不能提供所需要的压头（扬程）时，可用两台泵（或两台上）的串联方式工作。
离心泵串联后，通过每台泵的流量Q是相同的，而合成压头是两台泵的压头之和。
串联后的系统总特性曲线，是在同一流量下把两台泵对应扬程叠加起来就可得出泵串联的相应合成压头，从而可绘制出串联系统的总特性曲线
如图所示。
串联特性曲线
上的任一点M的压头HM，为对应于相同流量QM的两台单泵I和II的压头HA和HB之和，即HM=HA+HB。
教学实验时，可以分别测绘出单台泵泵I和泵II的特性曲线
和
，并将它们合成为两台泵串联的总性能曲线
，再将两台泵串联运行，测出串联工况下的某些实际工作点与总性能曲线的相应点相比较。
图两台泵的串联的特性曲线
三、计算方法和公式：
（1）泵的扬程用下式计算：
He=H出口压力表-H进口压力+H0+（u出2-u入2）/2g
式中：
H出口压力——泵出口处压力（米）
H真空表——泵入口真空度（米）
H0——压力表和真空表测压口之间的垂直距离（米）
u出——泵出口处液体流速（立方米/秒）
u入——泵入口处液体流速（立方米/秒）
g——重力加速度
四、实验装置与流程
（1）实验装置（天大提供）
泵的最小频率：
1900转/分
泵的最大频率：
2900转/分
泵的额定扬程：
50米
泵的电机效率：
90%
泵的进口管内径：
41毫米
泵的出口管内径：
41毫米
两测压口间垂直距离：
0.3米
（2）实验流程
串并联实验装置流程图
五、实验步骤
先到参数设置画面进行泵的参数设置：
主要是选泵和调节泵的转速。
然后再进行实验。
（1）单台泵I特性曲线
的测定。
①关闭泵出口阀V2，开启泵的进水阀门V1；
②接通电源，启动泵Ⅰ；
③稍稍打开阀门V2，调节其流量，待真空表P1和压力P2稳定，记下压力表和真空表的读数和孔板流量计的流量，由此测得一个工况下的H和Q。
④开大阀门V2的开度，重复③的步骤，测得十组数据。
⑤依次关闭出水阀V2，关闭泵Ⅰ的电源，关闭泵进水阀V1。
（2）单台泵II特性曲线
的测定。
①关闭泵出口阀V4，开启泵的进水阀门V3；
②接通电源，启动泵II；
③稍稍打开阀门V4，调节其流量，待真空表P3和压力P4稳定，记下压力表和真空表的读数和孔板流量计的流量，由此测得一个工况下的H和Q。
④开大阀门V4的开度，重复③的步骤，测得十组数据。
⑤依次关闭出水阀V4，关闭泵II的电源，关闭泵进水阀V2。
（3）两台泵并联工况下特性曲线
的测定。
①并闭阀门V2、V4和V5，开启阀门V1和V3。
②接通电源，起动泵Ⅰ和泵Ⅱ。
③打开阀门V2和V4，调节其流量，使压力表P2和P4都指示在某一相同的压力，此时，记下孔板流量计的相应流量，由此测得一个工况下的H并和Q并。
④按上述的③的方法，再测试出几个不同并联工况下的H并和Q并，即改变H并，，测出相应的Q并。
⑤依次关闭泵Ⅰ出口阀V2、泵Ⅰ电源和进水阀V1；再依次关闭泵Ⅱ出口阀V4、泵Ⅱ电源和进水阀V3。
（4）两台泵串联工况下特性曲线
的测定。
①关闭阀门V2、V4和V5，开启阀门V1和V3；
②接通电源，首先启动泵II，待其运行正常后，打开串联阀门V5，再启动泵I，待泵I又运行正常后，关闭V3，最后打开泵II的出口阀门V4；
③调节阀门V4到一定开度，即调到某一扬程H串和流量Q串的工况，在此工况下测读压力表P1和P4的扬程值，并测得孔板流量计的流量，计算出Q串。
④按上述③的方法，再测试出几个不同串联工况下的H串和Q串。
⑤依次关闭泵Ⅱ出口阀V4，泵Ⅱ电源，串联阀V5，泵I电源，泵I进水阀V1。
六、注意事项：
（1）先开进水阀，再打开泵，否则会发生气缚现象；
（2）当出口阀全开的情况下启动泵，可能会发生烧泵事故。
七、报告要求：
实验数据记录和处理
次序
1
2
3
4
5
6
7
8
泵I
H（m）
Q（m3/h）
泵II
H（m）
Q（m3/h）
并联
H（m）
Q（m3/h）
串联
H（m）
Q（m3/h）
将实验中所测得的数据H、Q记入记录表中，并以Q为横座标，H为纵座标，由实验数据在座标系中绘出一系列实验点，再将这些点光滑地分别连成单泵I和II的
和
特性曲线，再分别合成为并联和串联的总特性曲线
和
如图所示。
最后，再把并联和串联工况下实际测出的一些工作点在合成的总特性曲线周围标出，以示比较。
图实验结果的Q-H图
实验数据记录和处理：
（1）单台泵I特性曲线
的测定。
泵一的真空表读数（Mpa，表压）；
泵一的压力表读数（Mpa，表压）；
泵一的真空表（m，绝压）；
泵一的压力表（m，绝压）；
泵一的压头（m）；
总管路的流量（m3/h）；
（2）单台泵II特性曲线
的测定。
泵二的真空表读数（Mpa，表压）；
泵二的压力表读数（Mpa，表压）；
泵二的真空表（m，绝压）；
泵二的压力表（m，绝压）；
泵二的压头（m）；
总管路的流量（m3/h）；
（3）两台泵并联工况下特性曲线
的测定。
泵一的真空表读数（Mpa，表压）；
泵一的压力表读数（Mpa，表压）；
泵一的真空表（m，绝压）；
泵一的压力表（m，绝压）；
泵二的真空表读数（Mpa，表压）；
泵二的压力表读数（Mpa，表压）；
泵二的真空表（m，绝压）；
泵二的压力表（m，绝压）；
两泵并联的压头（m）；
总管路的流量（m3/h）；
（4）两台泵串联工况下特性曲线
的测定。
泵一的真空表读数（Mpa，表压）；
泵一的真空表（m，绝压）；
泵二的压力表读数（Mpa，表压）；
泵二的压力表（m，绝压）；
两泵串联的压头（m）；
总管路的流量（m3/h）；
基本数据：
泵的进口管内径：
41毫米；
泵的出口管内径：
41毫米；
两侧压口间垂直距离：
0.3米；
水温：
25摄氏度。
思考题
1.离心泵调节流量方法中经济性最差的是（）调节。
A节流B回流C变速D视具体情况而定
答案：
a
2．当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为（）
A.气体的粘度太小B.气体的密度太小
C.气体比液体更容易起漩涡D.气体破坏了液体的连续性
答案：
b
3.两台不同大小的泵串联运行,串联工作点的扬程为H串,若去掉其中一台,由单台泵运行时,工作点扬程分别为H大或H小,则串联与单台运行间的扬程关系为（）
A.H串=H大+H小B.H串>H大+H小
C.H大答案：
c
4．采用离心泵串并联可改变工作点,对于管路特性曲线较平坦的低阻管路,采用（）组合可获得较高的流量和压头;而对于高阻管路,采用（）组合较好;对于（ΔZ+ΔP/ρ）值高于单台泵所能提供最大压头的特定管路,则采用（）组合方式.
A．串联B.并联
答案：
b，a，a
5.从你所测定的特性曲线中分析,你认为以下哪项措施可以最有效的增加该泵的流量范围？
（）
A.增加管路直径B.增大出口阀开度
C．增大泵的转速D.减小泵的转速
答案：
c
6.以下哪项设备本实验没有使用？
（）
A．真空表B.压力表
C.孔板流量计D.u型压差计
答案：
d
7．以下哪种方法能改变离心泵的特性曲线？
（）
A．改变泵的转速
B．改变出口阀的开度
C．改变入口阀的开度
D．改变泵输入管路的粗细
答案：
a
8.离心泵启动和关闭之前,为何要关闭出口阀？
（）
A．否则容易发生气缚；
B．否则容易发生气蚀；
C．否则容易因为功率过大，引起烧泵；
D．否则容易引起倒吸。
答案：
c
9.离心泵的液体是由以下哪种方式流入流出的？
（）
A．径向流入，轴向流出；
B．轴向流入，径向流出；
C．轴向流入，轴向流出；
D．径向流入，径向流出。
答案：
b
10．以下哪项不属于离心泵的优点？
（）
A．结构简单,易操作；
B．流量大,流量均匀；
C．泵送的液体粘度范围广；
D．有自吸能力。
答案：
d
11．随流量增大，泵的压力表及真空表的数据有什么变化规律？
（）
A．压力表读数增大，真空表读数增大；
B．压力表读数减小，真空表读数减小；
C．压力表读数减小，真空表读数增大；
D．压力表读数增大，真空表读数减小。
12.某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，那一个是真正的原因_______。
A.水温太高B.真空计坏了C.吸入管路堵塞D.排出管路堵塞
答案d
13.用一输送系统将江水送到敞口高位槽。
设管内为完全湍流，试分析随着江中水位的下降（设泵仍能正常工作），而其他条件不变，泵的压头H______,系统的输送能力______。
A.增大B.减小C.不变D.先增大，后减小
答案：
b，b
强化系统界面
离心泵设备：
离心泵设备是本实验的核心设备，将起外观细化，如下图所示：
离心泵串并联实验台：
可参考下图现场设备：
以及模拟图：
阀门：
通用的开关阀和旋拧阀（流量调节阀）即可。
仪表：
压力表：
（表压）量程从0kpa—500kpa。
真空压力表：
（表压）量程从-100kpa—500kpa。
孔板流量计：
正面图：
侧面图：
插入管路中：
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