水泵实验.docx
《水泵实验.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水泵实验.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
水泵实验
水泵与水泵站实验指导书
编写人:
惠远峰谷风陈立波张立东
目录
绪论-3-
一、实验课的性质与任务-3-
二、实验须知-3-
实验一离心泵的拆装-4-
1．拆装要点-4-
2．简介-4-
3．离心泵的结构-4-
4．离心泵的工作原理-5-
5．离心泵拆装-5-
6．离心泵的检查-7-
7．离心泵的安装-9-
8.思考题-10-
实验二离心泵启停车与Q-H特性曲线实验-11-
1．实验目的-11-
2.实验过程-11-
4．实验装置与流程-13-
5．实验步骤-13-
6．实验数据记录-13-
6．实验结果-14-
7．思考题-14-
实验三离心泵特性曲线测定实验-16-
1．实验目的-16-
2．基本原理-16-
3．实验步骤-17-
4．实验数据记录-18-
5．实验结果-18-
6．思考题-19-
绪论
一、实验课的性质与任务
《水泵与水泵站》实验教学是附属于《水泵与水泵站》课程的实验教学，其任务是为配合课堂理论教学，培养学生的基本实验能力，加深对理论知识的理解，对水泵的基本构造、基本性能和水泵的运行工况，有一个更全面、更系统的认识、了解和掌握。
为今后泵站工程的规划、设计、施工及运行管理打下坚实的基础。
二、实验须知
1.实验前必须预习
预习时，应仔细阅读实验指导书及有关的教材资料，明确实验的目的、要求和有关的实验原理，了解操作步骤和有关的仪器设备，做到心中有数。
2.严肃认真的进行实验
到实验室后，必须保持安静，不得谈笑喧哗，不准碰动与本实验无关的设备。
实验时，应按实验书的要求，全神贯注地按步骤进行操作，并注意多观察流体运动现象，多思考分析问题，及时记录实验原始数据。
3.保持良好的科学作风
实验时，应尊重原始数据，不得任意更改；实验后，应进行必要的检查和补充，经指导教师同意后，方可离开实验室；应及时整理实验数据，绘制所要求的关系曲线，认真编写实验报告。
4.遵守规章制度
实验时，必须遵守实验室的各项规章制度，严格遵守操作规程；如发生事故或损坏设备，应立即报告指导教师，查清责任，按学校有关规定处理。
实验一离心泵的拆装
1．拆装要点
1能够正确的选取和使用拆装工具。
2拆卸程序是否正确。
3装工艺是否合理,是否符合技术规范。
4能够正确的对主要零部件进行外部检查。
2．简介
离心泵是一种叶片式泵，它依靠叶轮的高速回转使液体获得能量，产生吸、排，从而达到输送液体的目的。
离心泵基本构造及原理大同小异，现以单级离心泵为例加以介绍。
3．离心泵的结构
如图1所示，离心泵主要由叶轮、泵壳、叶片、泵盖、泵轴、轴承等组成。
图１离心泵的结构
1— 泵体,2—泵盖,3—叶轮，4—轴，5—密封环，6—叶轮螺母，
7—轴套，8—填料压盖，9—填料环，10—填料，11—悬架轴承部件
4．离心泵的工作原理
泵工作时,泵中的液体在叶片的带动下随叶轮一起回转,液体自叶轮进口向叶轮外周甩出,在此过程中液体的动能和压力能都得到增加,其中前者增加更大,当液体流入涡壳后,因涡壳的截面积的逐渐增大,液体的动能大部分在这里转化成了压力能,然后沿排出管排出,与此同时,在叶轮中心形成一定的真空,液体在液面大气压力的作用下,沿吸入管不断地进入叶轮。
5．离心泵拆装
1．拆装应注意事项
⑴对一些重要部件拆卸前应做好记号,以备装复时定位。
⑵拆卸的零部件应妥善安放,以防失落。
⑶对各接合面和易于碰伤的地方,应采取必要的保护措施。
2．拆装步骤
⑴关闭泵浦的吸,排截止阀;
⑵将电动机的接线脱开,在联轴节处做好记号,拆除固定电动机的螺栓,然后将电动机卸下。
⑶拆下泵浦、吸、排管。
⑷把水泵入口短节卸下,拆掉吸入端端盖。
⑸使用专用工具拆卸离心泵叶轮,用专用扳手拆下叶轮前的反扣螺母及止动垫圈（一般反扣螺母是左旋螺纹）取下止动垫圈,叶轮即可从轴上取下,如取不下来,可利用叶轮平衡孔上的丝牙用专用工具将叶轮从轴上取下,具体方法是:
将专用工具的两根螺钉拧入叶轮上有丝牙的平衡孔中,丝杆顶正轴端中心,慢慢转动手柄,将叶轮从泵轴上拉出。
如果叶轮锈于轴上而拉不动,可在健连接外刷上少量煤油,稍等片刻,即可拉出叶轮,取下叶轮平键。
⑹使用三爪拉马（图2）拆卸滚动轴承,先拆下轴承箱上前后两只轴承盖,然后用一木块垫在联轴器端轴头上,用紫铜棒轻轻敲打木块,就可把泵轴连同轴承一起拆下。
从轴上取下轴承时要注意不能损伤轴承，一般用专用工具拉马的拉勾钩住滚动轴承内圈,丝杆。
⑺使用拉马拆卸联轴节,具体方法是:
将轴固定好,先拆下固定联轴节的锁紧帽,再用专用工具拉马的拉勾钩住联轴节,而其丝杆顶正泵轴中心,慢慢转动手柄,即可将联轴节在钩拉过程中,可用铜锤或铜棒轻击联轴节,如果拆不下来,可用棉纱蘸上煤油,沿着联轴器四周燃烧,使其均匀热膨胀,这样便会容易拆下，但为了防止轴与联轴器一起受热膨胀,应用温布把泵轴包好。
离心泵拆卸完毕后,应用轻柴油或煤油将拆卸的零部件清洗干净,按顺序放好,以备检查和测量。
图2三爪拉马
6．离心泵的检查
1．叶轮的检查
叶轮遇有下列缺陷之一时,应予换新。
⑴表面出现较深的裂纹或开式叶轮的叶瓣断裂。
⑵表面因腐蚀而出现较多的砂眼或穿孔。
⑶轮壁因腐蚀而显著变薄,影响了机械强度。
⑷叶轮进口处有较严重的磨损而又难以修复。
⑸叶轮已经变形。
一般情况,铜质叶轮穿孔不多时,可用黄铜补焊。
叶轮进口处的划痕或偏磨现象不太严重时,可用砂布打磨,在厚度允许的情况下,也可光车。
2．泵壳的检查
泵壳在工作中,往往因机械应力或热应力的作用出现裂纹。
检查时可用手锤轻轻敲泵壳，如出现破哑声,则表明泵壳已有裂纹,必要时可用放大镜查找。
裂纹找到后,可先在裂纹处浇以煤油,擦干表面,并涂上一层白粉,然后用手锤轻敲泵壳,使裂纹内的煤油因受振动而渗出,浸湿白粉,从而显示出一条清晰的黑线，借此可判明裂纹的走向和长度。
如果裂纹出现在承受压力的地方,则应进行补焊,也可用环氧树脂修补,如裂纹出现在不受压力和不起密封作用的地方,即可在裂纹两端各钻一个3MM的小圆孔,以消除局部应力集中,防止裂纹继续扩大,如果泵壳已无修补的价值,应予以换新。
另外也可以在平板上检查泵轴弯曲量。
检查时,在平板上放置好两块V型铁,将泵轴两置于其上,将百分表架放在平板上,装好百分表，将百分表顶针顶在泵轴中间的外圆柱面上,用手慢慢转动泵轴,并观察百分表指针的变化量，记录最大值和最小值,并在相应的位置上做上标记。
上述测量实际上是测量的轴的径向跳动量,一般轴的径向跳动量，中间不超过0.05MM,两端不超过0.02MM，否则应校直。
校直最简易的方法是捻打，捻打时应将泵轴放在硬木或垫有铜皮的铁块上,凸面朝上,用铜锤捻打,并随时进行测量。
另一方法是用手摇螺旋压力机来校直，具体方法是:
在平台上放置好两块V型铁,将泵轴置于其上,同样将弯曲的凸面朝上,然后将校直机的钩头钩住泵轴,丝杠顶住泵轴弯曲部位的凸面,各相应的位置上应垫好铜片,缓慢而连续地转动手柄,旋以一定的压力,直至完全校直为止。
转子的测量与泵轴的测量方法相同，一般叶轮密封环处的径向跳动不超过0.03MM,轴套不超过0.04MM,两轴颈不超过0.02MM。
3．轴承的检查
对于滚动轴承,检查时发现松动,转动不灵活等缺陷或运行时间已达到运行周期则应换新。
滚动轴承其常见故障有:
滚子和滚道严重磨损,表面腐蚀等。
一般来说轴承磨损严重,其运转时噪声较大,主要是因磨损后其径向和轴向间隙变大所致。
一般轴承的内径为30-50MM时,径向间隙不大于0.035-0.045MM。
滚动轴承径向间隙的测量方法为:
将轴承平放于板上,磁性百分表架置于平板上,装好百分表,然后将百分表顶针顶在轴承外圆柱面上（径向），一只手固定轴承内圈,另一只手推动轴承的外圈,观察百分表指针的变化量,其最大值与最小值之差即为轴承的径向间隙。
滚动轴承轴向间隙的测量方法为:
在平板上放好两高度相同的垫块,将轴承外圈放在垫板上,使内圈悬空,然后将磁性表座置于平板上,装好百分表,将百分表顶于内圈上平面,然后一只手压住外圈,另一只手托起内圈.观察百分表指针的变化量,其最大值与最小值之差即为轴承的轴向间隙。
轴承的间隙超过要求时,应换新.
4.检查叶轮密封环间隙是否合适
测量叶轮密封环间隙:
通过测量叶轮口外圆和密封环内圆上下、左右两个位置的直径,分别取平均值,其差值的一半为其间隙，如间隙太大时必须进行修复，方法是:
先把叶轮入口外径光车,然后配一个合适的密封环镶嵌在入口泵盖上。
7．离心泵的安装
离心泵零部件检查后经过合理的修理或更换后即可以进行装配。
1.整个转子除叶轮外,其余全部在检修间正式组装完毕，这包括轴套、滚动轴承、定位套、联轴器侧轴承端盖、小套、联轴器及螺母等。
2.转子从联轴器侧穿入泵内,注意填料压盖不要忘记装,轴承端盖上紧后,必须保证:
⑴轴承端盖应压住滚动轴承外圈。
⑵轴承端盖对外圈的压紧力不要过大,轴承的轴向间隙不能消失。
用压铅法测量此项压紧力时,可在零对零基础上放出0.1-0.2MM,然后用手盘动转子,应灵活轻便。
⑶把叶轮及其键、螺母等装在轴上,装上泵盖,盘动转子,看叶轮与密封环是否出现相应磨擦现象。
⑷轴封的装配.该泵采用填料密封,打开填料压盖,切取与轴外周长等长度的盘根数根（其根数依说明书或依泵原旧填料的根数），然后一根一根的压入,压入时每根接口应180错开,最后装上压盖,但不拧紧螺丝,等到泵工作时,再慢慢拧紧螺丝，直到不漏为止。
⑸将泵吊入泵座并将其固定,装妥进、排管。
⑹电机装复,用千分表和塞尺对联轴节进行校正。
8.思考题
1、离心泵的密封装置一般有那几类？
如何正确更换填料密封中的盘根？
2、离心泵防内漏是靠什么起作用的？
拆装过程中应注意那些问题？
3、心泵机组装配过程中是如何校中的？
实验二离心泵启停车与Q-H特性曲线实验
1．实验目的
（1）了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵启停车过程；
（2）测定在一定转数下离心泵的Q-H特性曲线；
2.实验过程
离心泵的运行可分为三个步骤，即启动、运行、停止。
（1）启动
启动前应做好如下准备工作：
（1）检查水泵设备的完好情况。
（2）轴承充油、油位正常、油质合格
（3）将离心泵的进口阀门全部打开。
（4）泵内注水或真空泵引水（倒灌除外）打开放气阀排气。
（5）检查轴封漏水情况，填料密封以少许滴水为宜。
（6）电机旋转方向正确。
以上准备工作完成后，便可启动电机，待转速正常后，检查压力、电流并注意有无振动和噪音。
一切正常后，逐步开启出口阀，调整到所需工况，注意关阀空转的时间不宜超过3分钟。
（2）运行
运行期间，主要是巡回检查，检查的内容有四个方面：
1、轴承的检查
（1）轴承温度不超过75℃。
（2）轴承室不能进水、进杂质，油质不能乳化或变黑。
（3）滚动轴承稀油润滑时，油面应不低于油标中心线。
（4）是否有异音，滚动轴承损坏时一般会出现异常声音。
2、真空表、压力表、电流表读书是否正常
（1）真空表指针不能摆动过大，过大可能使泵入口发生汽化，另外真空表读书也不能过高，过高可能是入口阀堵塞，卡住或吸水池水位降低等。
（2）出口压力表读书过低，可能是密封环、导叶套严重磨损。
定、转子间隙过大，或者是出口阀开启太大，流量大、扬程低。
（3）电流表读书过大，可能是流量大，或者是定、转子之间产生摩擦。
3、泵机组是否产生较大的振动，造成振动的原因有：
（1）水泵和电机轴心线不对中。
（2）水泵或电机底脚螺栓松动，或者基础不牢。
（3）转子质量不平衡。
（4）泵在小流量运行，产生径向力、回流、气蚀。
4、密封工作是否正常
（1）K形动力密封正常运行时不会有滴漏。
（2）有冷却水装置的，要检查水流是否正常。
（3）停泵
离心泵停泵应先关闭出口阀，以防逆止阀失灵致使出水管压力水倒灌进泵内，引起叶轮反转，造成泵损坏。
3．基本原理
离心泵H～Q特性曲线。
（1）流量Q（m3/h）
本装置采用压差流量计测定。
（2）扬程（压头）H（m）
分别取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2截面，列柏努利方程得：
因两截面间的管长很短，通常可忽略阻力损失项Hf，流速的平方差也很小故可忽略，则：
式中ρ：
流体密度，kg/m3；
p1、p2：
分别为泵进、出口的压强，Pa；
u1、u2：
分别为泵进、出口的流速，m/s；
z1、z2：
分别为真空表、压力表的安装高度，m。
由上式可知，由真空表和压力表上的读数及两表的安装高度差，就可算出泵的扬程。
4．实验装置与流程
见实验室装置
5．实验步骤
（1）熟悉流程及所有仪表，特别是功率表，一定要注意使用方法，用手转动连轴器，看运动是否灵活；
（2）打开加水阀及出水阀从漏斗处加水，到满为止，然后关闭两阀；
（3）上述工作准备好后，经教师同意后方可接通电源，开动按钮注意运转状况，如发现不正常应立即停车；
（4）慢慢开启出口阀，排除管路中气体，再闭阀，观察压力表读数是否稳定正常；
（5）观察压差计状态；
（6）如上述状态不对，需进行调解；
（7）用出口阀调节流量，从0到最大范围，测取6-8组数据。
6．实验数据记录
实验日期：
同组实验人员：
泵型号：
额定流量：
额定扬程：
额定功率：
额定转速：
泵进出口测压点高度差：
水温：
序号
流量Q
m3/h
泵进口压力mmHg
泵出口压力mmHg
水银柱液面高差（mm）
泵转速n
r/m
1
2
3
4
5
6
7
8
6．实验结果
用表列出一定转速下泵的Q、H值，并给出计算示例，绘制泵的H～Q曲线（注明转速）。
7．思考题
（1）试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？
（2）离心泵启动前为何要引水灌泵？
如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原因是什么？
实验三离心泵特性曲线测定实验
1．实验目的
（1）了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用；
（2）测定离心泵的特性曲线；
（3）了解电动调节阀的工作原理和使用方法。
2．基本原理
离心泵N～Q、η～Q特性曲线。
（1）流量Q（m3/h）
本装置采用压差流量计测定。
（2）扬程（压头）H（m）
分别取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2截面，列柏努利方程得：
因两截面间的管长很短，通常可忽略阻力损失项Hf，流速的平方差也很小故可忽略，则：
式中ρ：
流体密度，kg/m3；
p1、p2：
分别为泵进、出口的压强，Pa；
u1、u2：
分别为泵进、出口的流速，m/s；
z1、z2：
分别为真空表、压力表的安装高度，m。
由上式可知，由真空表和压力表上的读数及两表的安装高度差，就可算出泵的扬程。
（3）轴功率N（W）
其中，N电为功率表显示值（电机功率），
代表电机效率，可取
。
（4）效率η（％）
泵的效率η是泵的有效功率与轴功率的比值。
反映泵的水力损失、容积损失和机械损失的大小。
泵的有效功率Ne可用下式计算：
故泵的效率为
（5）泵转速改变时的换算
泵的特性曲线是在定转速下的实验测定所得。
但是，实际上感应电动机在转矩改变时，其转速会有变化，这样随着流量Q的变化，多个实验点的转速n将有所差异，因此在绘制特性曲线之前，须将实测数据换算为某一定转速n下（可取离心泵的额定转速）的数据。
换算关系如下：
流量
扬程
轴功率
效率
3．实验步骤
（1）熟悉流程及所有仪表，特别是功率表，一定要注意使用方法，用手转动连轴器，看运动是否灵活；
（2）打开加水阀及出水阀从漏斗处加水，到满为止，然后关闭两阀；
（3）上述工作准备好后，经教师同意后方可接通电源，开动按钮注意运转状况，如发现不正常应立即停车；
（4）慢慢开启出口阀，排除管路中气体，再闭阀，观察压力表读数是否稳定正常；
（5）观察压差计状态；
（6）如上述状态不对，需进行调解；
（7）用出口阀调节流量，从0到最大范围，测取6-8组数据。
4．实验数据记录
实验日期：
同组实验人员：
泵型号：
额定流量：
额定扬程：
额定功率：
额定转速：
泵进出口测压点高度差：
水温：
序号
流量Q
m3/h
泵进口压力mmHg
泵出口压力mmHg
水银柱液面高差（mm）
泵电机功率N电kW
泵转速n
r/m
1
2
3
4
5
6
7
8
5．实验结果
用表列出一定转速下泵的Q、N、η值，并给出计算示例，绘制泵的N～Q、η～Q曲线（注明转速）。
6．思考题
（1）为什么用泵的出口阀门调节流量？
这种方法有什么优、缺点？
是否还有其他方法调节流量？
升级会员 