泵实验报告成稿.docx
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泵实验报告成稿
泵性能实验报告
姓名：
杨康
学号：
03009325
组员：
焦健、俞骏吉、张振宇
日期：
2012-6-3
东南大学能源与环境学院
1.平台概述
泵性能实验台的系统示意图如图1所示，是个集泵性能实验、液体流量计标定、沿程与局部流动阻力实验、水－水换热器性能实验于一体的综合实验平台，目前泵性能实验部分已基本完成。
图1实验平台系统图
与泵性能实验相关的主要组成如下：
（1）进水箱－进水箱布置在泵的吸入口侧，主要由箱体、泵的进水管道接口、回水管阀（k15）、水箱进水管阀（k11）、水箱排水管阀（k12）、大小水箱联络管阀（k14），水箱内部件（配水部件、阻旋部件、浮球进水阀、电加热元件）等组成。
（2）泵－包括四台实验泵，依次称为＃1、＃2、＃3、＃4泵，均为离心式，＃1、＃2泵型号相同，＃2～3泵的型号分别为CFL40－200、CFL65－160、CFW80－125。
（3）管道与管件－每台泵进、出口均有其对应管道，＃1泵出口对应＃1测量管线（DN15）、＃2泵出口对应＃2测量管线（DN25）、＃3泵出口对应＃3测量管线（DN50）、＃4泵出口对应＃4测量管线（DN80），＃1、2泵出水可通过切换管道和阀门（k13、k23）向＃3测量管线（DN50）输送，从而可以进行＃1、2泵并联的性能实验。
上述四根测量管道在末端联箱汇总，通过＃5测量管线（DN100）回至水箱。
各台泵出口均有调节阀门k1～k4，各条测量管线出口均有调节阀门k5～k8，阀门k9、k10是用于切换水流进/出电子磅秤的阀门，电子磅秤以及水箱暂未完成。
（4）测量表计－各台泵均配置进口压力、出口压力、转速、电功率测点以及相关表计，每条测量管道均配置两台流量表，沿着流程的第一台流量表为精度较高的电磁流量计（q10～q50）、第二台流量表为涡街流量计（或其它型式流量计，q11～q51），泵性能实验可只利用其中之一。
（5）电气控制柜－主要包括总电源开关、总电源电压、各台泵的启/停控制开关、变速调节变频调节器（带频率、电流显示）。
（6）参数监视柜－主要包括泵性能参数（转速、电功率、进/出口压力、流量等）的显示表计以及计算机等。
2.实验目的
（1）帮助学生建立对泵及其基础理论知识的感性认识；
（2）熟悉离心泵的运行操作；
（3）掌握泵主要性能参数的测量，泵性能参数的修正，性能曲线的绘制等；
（4）为将来使用泵、进行泵性能研究打下良好的实践基础。
3.主要内容
（1）泵的一般性能实验－包括在电机工频（50HZ）状态下，泵的流量、扬程、功率、效率、转速的测量、计算与修正，绘制额定转速下的扬程性能曲线、功率性能曲线、效率性能曲线。
（2）泵变速性能实验－通过调节各台泵的变频器，控制泵在不同转速下运行，测试各台泵在不同转速下的性能曲线，绘制泵的通用性能曲线，验证相似定律特例－比例定律的准确性。
（3）管路特性实验－测试各泵调节阀门在一定开度下的总管路特性，绘制相应的管路特性曲线。
（4）泵并联性能实验－测试＃1、2泵并联运行时的性能，绘制泵并联运行性能曲线。
注：
由于实验平台尚未完全竣工，部分仪表、设备的调试没有结束，暂只能利用＃3、＃4泵进行上述
（1）、
（2）两项内容。
4.实验前的检查与准备
以下检查与准备由实验指导教师负责进行，实验学生未经同意不得擅自进行操作。
（1）盘动各实验泵（＃3、＃4）的转轴，转轴应比较灵活转动，如卡涩严重或转动中存在碰摩声响，应对泵进行检查，必要时进行检修，排除故障。
（2）总电源通电，各实验泵通电，各实验泵变频调节器通电（变频器频率、电流指示在0状态），检查各开关、表计初始状态是否正确。
（3）稍微调节实验泵变频器旋钮，使泵发生转动，检查转动是否正常，转向是否正确，检查正常后将变频器频率调整至0。
（4）检查各阀门操作是否灵活、阀门行程是否正常，如卡涩严重或阀门行程与原始值有较大差异，应对阀门进行检查，必要时进行检修，排除故障。
（5）将各阀门调整至实验前的初始状态，即各实验泵出口阀门（k3、k4）全开，各测量管线末端阀门（k5～k8）全开，回水总管上的阀门（k9、k15）全开，水箱联络门k14全开，其它风门全部关闭。
（6）开启水箱进水阀门k11（在墙角水池边），让水箱、水泵进水，水箱内有浮球阀，水箱充满后，会自动停止进水。
（7）检查泵进口管路法兰、螺纹接口等处是否漏水，如存在漏水应拧紧连接螺栓或螺纹。
（8）对实验学生进行分组，每台泵的实验可由2～3人完成，其中1名学生负责调节（调节泵出口阀门、变频器频率），1～2名学生负责实验数据的监视与记录。
5.实验工况
为了满足上述“实验内容”的需要，建议按表1中的实验工况顺序进行，如想做超出表1中的工况，应事先做好相关准备，并把实验工况的内容、过程等向实验指导教师汇报，在征得同意后方可进行。
注：
＃3、＃4泵的实验工况相同，且同时进行，一台泵的某个工况如未完成，另一台泵不可进行调整，避免相互干扰。
表1实验工况安排
工况
序号
电机
频率
出口阀门
状态
工况
序号
电机
频率
出口阀门
状态
工况
序号
电机
频率
出口阀门
状态
工况1
50Hz
全开
工况7
40Hz
全开
工况13
30Hz
全开
工况2
逐渐关小
工况8
逐渐关小
工况14
逐渐关小
工况3
工况9
工况15
工况4
工况10
工况16
工况5
工况11
工况17
工况6
全关
工况12
全关
工况18
全关
6.实验过程与步骤
以下过程在征得指导教师同意后由实验学生进行，如发现问题实验学生应首先及时通报指导教师。
（1）听实验指导教师讲解，熟悉实验现场、设备、表计（重点是实验泵、变频器调节器、调节阀门、参数显示表计）等，记录所实验泵及其电机的铭牌参数。
（2）将＃3、＃4泵的变频器调节旋钮缓慢、顺时针旋转（不可快速旋转到底），使电动机电源频率逐渐增大到50Hz，此时两台泵将以最大出力泵送水流，使泵出口管路、回水管路等快速排气、充水。
一段时间后，当听到水箱有较大水声时，表明水流开始大量回至水箱，再稳定2分钟左右，开始进行工况1测试，各工况参数记录在“实验原始数据记录表格”中。
（3）工况1结束后，将工况1的流量分为5等份，并在“实验原始数据记录表格”中登记后续实验工况（工况2～6）的预调流量。
（4）逐渐关小泵出口阀门k3、k4至流量达到工况2的预调流量左右（与预调流量的偏差控制在1m3/h以下），稳定1～2分钟后，进行工况2参数记录。
（5）如此顺序地进行工况3、工况4、工况5、工况6测试。
在流量调节过程中应注意：
由于泵出口调节阀门k3、k4的线性度较差，流量越小的工况（如工况5），其流量越难以调整到位。
工况6是零流量工况，不应长时间在此状态下运行，工况6结束后，逐渐开启k3、k4阀门至全开。
（6）将变频器调整至40Hz，顺序进行工况7～工况12，调节与测试过程同上。
（7）将变频器调整至30Hz，顺序进行工况13～工况18，调节与测试过程同上。
（8）工况18结束后，则将变频器调整至0Hz，本组次的实验结束，实验数据请指导教师审核。
（9）当天全部实验结束后，最后一组学生应协作指导教师整理实验现场与设备，关断所有电源、水箱放水、关好实验室门窗等。
7.实验原始数据记录表格
实验日期：
2012-6-3实验开始时间：
9:
00实验结束时间：
11:
00
实验泵的序号：
#3本泵同组实验学生：
杨康焦健俞骏吉张振宇
本泵流量调节学生：
俞骏吉杨康本泵参数记录学生：
焦健张振宇
泵铭牌参数：
05165-061扬程：
32m流量：
50m3/h吸程：
7m功率：
7.5kW转速：
2900r/min编号：
071369泵进口/出口直径：
65/50mm
电机铭牌参数：
Y213252-27.5kW2900r/min15A06405
工况序号
工况1
工况2
工况3
工况4
工况5
工况6
电机频率
Hz
50
实测流量
m3/h
34.9794
32.8408
24.1462
14.0058
6.86736
-0.03012
34.9292
32.8408
24.1562
14.0359
6.89748
-0.03012
34.9593
32.8107
24.1663
14.0259
6.88744
-0.03012
34.9492
32.7906
24.1663
14.0158
6.86736
-0.03012
进口压力
kPa
-2.67
5
2.66
897
0.97
0.4
-2.68
-2.67
-0.005
-2.53
0.89
0.39
-2.66
-10.397
-2.67
-2.54
0.89
0.37
-2.67
2.66
2.66
43
87
0.43
出口压力
MPa
42
0.23
0.289
0.328
0.348
0.367
5.67
0.228
0.289
0.328
0.346
0.366
1.2
0.23
0.289
0.329
0.346
0.366
0.21
0.228
75
43
0.348
0.366
电机转速
r/min
2935
2936
2943
2956
2960
2964
2935
2936
2944
2955
2960
2964
2935
2936
2944
2955
2960
2963
2934
2935
2943
2955
2960
2963
电机输入功率
kW
8.65
7.91
7.721
6.909
5.642
5.173
7.91
7.721
7.721
5.628
5.123
5.173
7.91
7.721
7.721
5.607
5.173
4.767
7.91
7.721
6.909
5.642
5.173
4.767
工况序号
工况7
工况8
工况9
工况10
工况11
工况12
电机频率
Hz
40
阀门开度
\
10
8
6
4
2
0
实测流量
m3/h
28.4634
26.857
19.588
11.5058
5.69268
-0.03012
28.4433
26.9273
19.6182
11.5159
5.68264
-0.03012
28.4534
26.9474
19.6182
11.536
5.68264
-0.03012
28.3128
26.9474
19.5479
11.5159
5.69268
-0.03012
进口压力
kPa
-2.67
-2.65
-2.07
0.73
-0.38
23
-2.67
43
-2.1
0.73
-0.32
-2.66
-2.67
-2.67
233
0.74
0.4
-2.66
-2.67
-2.66
-2.03
545
0.39
出口压力
MPa
0.44
0.141
0.179
0.203
0.215
0.232
0.13
0.141
1.3
0.204
0.215
43
0.131
5.66
0.181
0.202
0.215
0.232
1.45
1.54
0.18
0.203
0.216
0.232
电机转速
r/min
2353
2359
2360
2369
2372
2371
2354
2354
2362
2374
2374
2370
2360
2358
2366
2370
2377
2374
2359
2355
2363
2370
2371
2371
电机输入功率
kW
4.256
4.236
3.199
2.954
2.821
3．45
4.256
4.236
3.199
3.192
2.954
2.772
4.256
4.236
3.808
3.199
2.954
2.786
4.31
4.256
3.808
3.199
2.954
2.821
工况序号
工况13
工况14
工况15
工况16
工况17
工况18
电机频率
Hz
30
阀门开度
\
10
8
6
4
2
0
实测流量
m3/h
19.6182
18.6142
13.7448
8.09224
3.99592
-0.03012
19.6081
18.6443
13.7749
8.04204
3.99592
-0.03012
19.6081
18.6443
13.7347
8.032
3.99592
-0.03012
19.568
18.6644
13.7648
8.032
3.99592
-0.03012
进口压力
kPa
-2.67
32
-2.41
-1.16
0.53
0.19
2.61
-2.65
-2.42
-1.23
0.59
9
3.62
-2.67
2.3
-1.21
0.61
-0.24
1.31
-2.66
-2.14
5.1
2.14
3.45
出口压力
MPa
0.076
0.079
0.095
0.105
0.113
0.127
0.076
0.081
0.094
0.106
0.114
0.126
0.076
0.079
0.095
0.107
432
0.127
0.075
0.08
0.095
0.105
0.112
0.127
电机转速
r/min
1774
1772
1777
1781
1781
1783
1774
1772
1772
1780
1780
1780
1770
1772
1775
1777
1781
1779
1771
1773
1777
1775
1782
1780
电机输入功率
kW
443
1.967
1.968
1.568
1.477
1.414
1.995
1.953
1.81
1.568
1.484
1.414
1.995
1.974
1.799
1.561
1.47
1.407
1.991
1.968
1.8
1.568
1.477
1.428
8.实验数据处理
（1）对各实验参数的数据进行预处理，抛弃误差较大的读数，计算平均值。
工况序号
工况1
工况2
工况3
工况4
工况5
工况6
电机频率
Hz
50
预调流量
m3/h
实测流量
m3/h
34.9794
32.8408
24.1462
14.0058
6.86736
-0.03012
34.9292
32.8408
24.1562
14.0359
6.89748
-0.03012
34.9593
32.8107
24.1663
14.0259
6.88744
-0.03012
34.9492
32.7906
24.1663
14.0158
6.86736
-0.03012
流量平均值
m3/h
34.95428
32.82073
24.15875
14.02085
6.87991
-0.03012
进口压力
kPa
-2.67
2.66
0.97
0.4
-2.68
-2.67
-0.005
-2.53
0.89
0.39
-2.66
-10.397
-2.67
-2.54
0.89
0.37
-2.67
2.66
2.66
0.43
进口压力平均值
kPa
-2.67
-3.469
0.881667
-2.535
0.916667
0.3975
出口压力
MPa
0.23
0.289
0.328
0.348
0.367
0.228
0.289
0.328
0.346
0.366
0.23
0.289
0.329
0.346
0.366
0.21
0.228
0.348
0.366
出口压力平均值
MPa
0.21
0.229
0.289
0.328333
0.347
0.36625
扬程H
m
21.68774
23.70681
29.38184
33.74142
35.29302
37.30905
有效功率
kW
2.064924
2.119389
1.933494
1.288626
0.661395
-0.00306
轴功率
kW
7.5145
7.379838
7.1421
5.649175
5.013863
4.7215
泵效率
1
0.274792
0.287186
0.270718
0.228109
0.131913
-0.00065
电机转速
r/min
2935
2936
2943
2956
2960
2964
2935
2936
2944
2955
2960
2964
2935
2936
2944
2955
2960
2963
2934
2935
2943
2955
2960
2963
电机平均转速
r/min
2934.75
2935.75
2943.5
2955.25
2960
2963.5
电机输入功率
kW
7.91
7.721
6.909
5.642
5.173
7.91
7.721
7.721
5.628
5.123
5.173
7.91
7.721
7.721
5.607
5.173
4.767
7.91
7.721
6.909
5.642
5.173
4.767
电机输入功率平均值
kW
7.91
7.76825
7.518
5.9465
5.27775
4.97
平均转速
r/min
2948.792
2944.958
2944.958
2944.958
2944.958
2944.958
扬程H修正值
m
21.89577
23.85576
29.41096
33.50681
34.93523
36.84364
轴功率修正值
kW
7.622879
7.449496
7.152718
5.590359
4.937813
4.633429
流量修正值
m3/h
35.12152
32.92367
24.17072
13.97202
6.844948
-0.02993
工况序号
工况7
工况8
工况9
工况10
工况11
工况12
电机频率
Hz
40
阀门开度
\
10
8
6
4
2
0
实测流量
m3/h
28.4634
26.857
19.588
11.5058
5.69268
-0.03012
28.4433
26.9273
19.6182
11.5159
5.68264
-0.03012
28.4534
26.9474
19.6182
11.536
5.68264
-0.03012
28.3128
26.9474
19.5479
11.5159
5.69268
-0.03012
流量平均值
m3/h
28.41823
26.91978
19.59308
11.5184
5.68766
-0.03012
进口压力
kPa
-2.67
-2.65
-2.07
0.73
-0.38
-2.67
-2.1
0.73
-0.32
-2.66
-2.67
-2.67
0.74
0.4
-2.66
-2.67
-2.66
-2.03
0.39
进口压力平均值
kPa
-2.66333
-2.67
-2.66
-2.06667
0.733333
0.0225
出口压力
MPa
0.141
0.179
0.203
0.215
0.232
0.13
0.141
0.204
0.215
0.131
0.181
0.202
0.215
0.232
0.18
0.203
0.216
0.232
出口压力平均值
MPa
0.1305
0.141
0.18
0.203
0.21525
0.232
扬程H
m
13.57978
14.65123
18.62737
20.91237
21.87606
23.65669
有效功率
kW
1.051185
1.074323
0.994131
0.656122
0.338916
-0.00194
轴功率
kW
4.056025
4.02895
3.328325
2.9792
2.774713
2.65335
泵效率
1
0.259166
0.266651
0.298688
0.220234
0.122145
-0.00073
电机转速
r/min
2353
2359
2360
2369
2372
2371
2354
2354
2362
2374
2374
2370
2360
2358
2366
2370
2377
2374
2359
2355
2363
2370
2371
2371
电机平均转速
r/min
2356.5
2356.5
2362.75
2370.75
2373.5
2371.5
电机输入功率
kW
4.256
4.236
3.199
2.954
2.821
4.256
4.236
3.199
3.192
2.954
2.772
4.256
4.236
3.808
3.199
2.954
2.786
4.31
4.256
3.808
3.199
2.954
2.821
电机输入功率平均值
kW
4.2695
4.241
3.5035
3.136
2.92075
2.793
平均转速
r/min
2365.25
2365.542
2365.542
2365.542
2365.542
2365.542
扬程H修正值
m
13.68082
14.76388
18.67142
20.82059
21.72961
23.53
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