离心泵综合实验.docx

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离心泵综合实验

实验教学大纲

离心泵综合实验

一、所涉及的课程及知识点：

《工程流体力学》、《输油管道设计与管理》

二、实验要求

1、掌握离心泵特性曲线（H－Q曲线，N－Q曲线，η－Q曲线）的测定方法。

2、通过泵气蚀的产生，分析泵产生泵气蚀机理，学会确定气蚀余量的临界值。

3、了解离心泵的串并联运行工况及其特点，绘制泵的串并联运行曲线。

4、学会对实验结果的处理分析方法。

三、实验装置和原理

Pb—汽化压力，根据实验条件下的水温查表

当单台泵不能满足需要流量时，可采用2台泵（或两台以上）并联运行方式，离心泵Ⅰ、Ⅱ并联后扬程不变，而流量Q是这两台流量之和，Q并=Q1+Q2，并联后的系统特性曲线同，是在不同扬程下，用计量水箱测得流量Q并，绘出Q并-H并曲线。

H并可由压力表真空表读出。

当单台泵工作不以提供所需扬程时，可采用2台泵（或两台以上）串联方式运行，离心泵串联后，通过每台泵的流量是相同的，而合成压头是两台泵的压头之和，串联后的系统特性曲线，是通过阀门调节得到Q串及H串，从而绘出Q串-H串曲线。

四、实验步骤

1、泵的特性实验：

H－Q曲线和N－Q曲线

（1）关闭阀门1、2、3、4、5，向计量水箱加水至阀7上部溢水为止。

然后关闭阀7。

（2）保留计量水箱内有少量水，防止泵抽不上水。

启动泵Ⅰ，由于阀1关闭，此时流量为0，为空载状态。

测读真空表、真空压力表、电压表、电流表的读数。

（3）略开阀门1至一定开度，水泵开始给水，再测读压力表、真空压力表、以及电压表、电源表数、流量数、（关闭阀门6，计量秒及升数）。

（4）逐步开大阀门1，改变泵的流量（一般改变4－6次）在每一流量下测读上述实验数据。

测得相应不同流量下的实验数据同，从而可以绘出泵的特性曲线。

根据：

式中：

P1—压力表读数，MPa

P2—真空表读数，MPa，以米为单位，1MPa=100m

—水的容重N/m³

Z—压力表至真空表接出点位置差，即表的相对高度（以米为单位）。

1、

2—进出口流速，一般进出口管径相同，所以：

2，

即

流量Q1由计量水箱实际测验出：

式中：

V以m3计。

t：

s。

则Q=m3/s。

水泵电机轴功率由下式计算：

式中：

I—电流表读数（A）

U—电压表读数（V）

cos

—功率因数，取0.77

—电机效率，取0.65

从Q=0开始，得到不同的流量Q值，对应不同的扬程H，将这些点光滑的连接起来，即为水泵的H－Q曲线。

根据不同流量时速的功率N，绘制N－Q曲线。

η－Q曲线（效率、流量曲线）

泵的效率为泵的有效功率和轴功率之比。

由公式：

即可得出该流量下的效率。

效率η曲线可在H－Q和N－Q曲线基础上任取一个Q值，可由H－Q和N－Q曲线上找到一个N和H值。

任意取若干个Q和N值，可算出若干η值，圆滑连接这些点，可以得到η－Q曲线，即该泵的效率曲线。

2、泵气蚀实验

实验步骤

（1）将计量水箱水放入储水罐，关闭阀门2、3、4、5、7，打开阀1、6。

（2）启动泵Ⅰ，调节阀门1使流量不变。

（3）在此流量下，将阀门6由开启向关闭方向逐步调节，使储水箱内的真空度逐步增大，使真空表和压力表读数产生变化。

继续调节阀门6，直至压力表的指针急剧下降为止（即发生气蚀）。

（4）将阀门1调至另一开度，重复上述步骤，可观察出在不同流量下△h也不同。

3、泵的并联实验

实验步骤

（1）打开阀4、5，关闭阀3、7。

（2）启动泵Ⅰ和泵Ⅱ，运行正常后，打开阀1、2。

（3）调节阀1和2，使两压力表的扬程一致，且与单泵运行时间相同。

（4）用关闭阀6用计量水箱进行流量Q的测量。

4、泵的串联运行

实验步骤

（1）打开阀2、3、5、，关闭阀1、4、7、6。

（2）接通电源，首先启动泵Ⅰ，运行正常后，再启动泵Ⅱ。

（3）调节阀2、3，使流量与单台泵运行时相同。

（4）在压力表上进行扬程H1和H2读数。

根据实验，记录数据，填入表格，进行整理计算，并分别绘出H1-Q曲线，H2-Q曲线，η-Q曲线由此写出实验报告。

五、注意事项

在接电运转前，必须做好下列准备工作：

1．仔细检查各阀门、接头和表头等有无松动，如有松动，应加以紧固；

2．用橡胶管将文丘里的测压口与压差计相连接；

3．将测力矩力臂用限位装置锁住；

4．将水箱注满水，并使泵内全部充满水。

完成上述安装工作以后，即可接电试运转。

启动水泵，观察有无漏水现象，如漏水，应设法处理。

5．试验台应很好的接地，以保安全！

六、思考题

1.当改变流量调节阀开度时，压力表和真空表的读数按什么规律变化？

答：

当流量调节阀开度增大时，压力表读数减小，真空表读数增大。

2.试分析气缚现象与气蚀现象的区别。

答：

“气蚀”现象是离心泵设计不足或运行工况偏离设计产生的一种不正常状况。

叶轮进口处的压力与输送介质的饱和蒸汽压相同时，液体介质就会发生气化，体积骤然膨胀，就会扰乱叶轮进口处液体的流动。

气泡随液体进入叶轮被压缩，高压使气泡突然凝结消失，周围的液体会以极大的速度补充原来的气泡空间，从而产生很大的局部压力，这种压力不断的冲击叶轮表面，就会使叶轮很快损坏。

“气蚀”发生时，泵体震动，响声加大，泵的流量、压力明显下降。

解决方法是

①选择足够的气蚀余量。

②及时改变不正常的运行工况，如冷却介质，改变入口压力等。

“气缚”现象是指泵启动时泵体内存有气体，由于气体的密度比液体的小得多，叶轮转动时产生的离心力很小，叶轮中心形成的负压很小，不足以将液体引入叶轮中心，也就不能输送介质。

解决方法是用灌泵等方法将气体赶出来。

表1实验数据表

序号

水流量q/m3•s-1

真空表压p2/mH2O

压力表压p1/mH2O

电机功率P/kW

水温度t/℃

扬程H/mH2O

轴功率Pa/kW

效率η

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