低比转速离心泵的水力模型设计最全word资料.docx
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低比转速离心泵的水力模型设计最全word资料
离心泵特性曲线的测定
云南民族大学化学实验教学中心王红斌
一、实验目的
通过实验了解离心泵的构造、安装流程和正常的操作过程,掌握离心泵各项主要特性及其相互关系,进而加深对离心泵的性能和操作原理的理解。
学习流量计校正和离心泵的选泵、安装泵的方法。
二、实验重点
学习离心泵的工作原理和离心泵特性曲线的测定方法,掌握离心泵的选泵、安装泵的方法。
三、实验难点
流体力学原理即流体静力学、流体动力学的应用。
四、实验安排:
1、实验预习,提交预习报告;
2、在计算机模拟实验室进行计算机模拟,掌握实验的原理、安装流程和正常
的操作过程,掌握离心泵各项主要特性及其相互关系,进而加深对离心泵的性能和操作原理的理解。
掌握实验进行中的注意事项;
3、实验讲解提问:
通过互动方式帮助学生更好地达到实验目的和要求;
4、学生实验操作;
5、实验总结;
6、学生提交实验报告。
五、实验提问:
1、实验装置上流体静力学的具体应用在哪些方面?
2、实验装置上流体动力学的具体应用在哪些方面?
3、离心泵启动前若没有灌泵,会发生什么现象?
气缚现象。
4、离心泵的主要部件是叶轮和泵壳,叶轮主要增加流体的动能和静压能。
泵壳是一个转能装置,进一步把流体的动能转为静压能。
5、在离心泵中的平衡孔的作用是_______、_______、_______;导轮的作用
是______________,它也是一个_______装置。
6、离心泵的铭牌上标注有离心泵的流量、扬程、功率和效率等主要性能参
数。
7、扬程:
又叫压头,是单位重量的流体流经泵后所后的得能量,或理解为
将1kg得流体升举H高度所做得功。
8、离心泵在一定转速下有一个效率最高点,称为设计点,离心泵得工作范
围为最高效率的92%之内。
9、离心泵的安装高度超过允许的安装高度时,离心泵会发生汽蚀现象。
10、离心泵调节流量的方法有:
调出口阀,调转速,调叶片,主要是调出
口阀。
11、离心泵关闭时,先关闭出口阀目的是（防止液体倒流而引起叶轮倒
转,开启时关闭出口阀的目的是（减少启动电流,保护电机。
附件:
实验讲义
离心泵特性曲线的测定
一、实验目的
在化工厂或实验室中,经常需要各种输送机械用来输送流体。
根据不同使用场
合和操作要求,选择各种型式的流体输送机械。
离心泵是其中最为常用的一类液
体输送机械。
离心泵的特性由厂家通过实验直接测定,并提供给用户在选择和使
用泵时参考。
本实验采用单级单吸离心泵装置,实验测定在一定转速下泵的特性曲线。
通过实
验了解离心泵的构造、安装流程和正常的操作过程,掌握离心泵各项主要特性及
其相互关系,进而加深对离心泵的性能和操作原理的理解。
二、实验原理
离心泵主要特性参数有流量、扬程、功率和效率。
这些参数不仅表征泵的性能,
也是选择和正确使用泵的主要依据。
1.泵的流量
泵的流量即泵的送液能力,是指单位时间内泵所排出的液体体积。
泵的流量可直
接由一定时间t内排出液体的体积V或质量m来测定。
（（2smtmV1smtVV13s13s−−⋅ρ=⋅=
或即若泵的输送系统中安装有经过标定的流量计时,泵的流量也可由流量计测定。
当
系统中装有孔板流量计时,流量大小由压差计显示,流量Vs与倒置U形管压差
计读数R之间存在如下关系:
（3smgR2SCV1300s−⋅⋅=
式中C0——孔板流量系数;
S0——孔板的税孔面积,m2;
2.泵的扬程
泵的扬程即总压头,表示单位重是液体从泵中所获得的机械能。
若以泵的压出管路中装有压力表处为B截面,以吸入管路中装有真空表处为A截
面,并在此两截面之间列机械能衡算式,则可得出泵扬程He的计算公式:
（42220g
uugppHHABBB−+−+=ρ式中pB——由压力表测得的表压强,Pa;
pA——由真空表测得的真空度,Pa;
H0——A、B两个截面之间的垂直距离,m;
uA——A截面处的液体流速,m·s-1;
uB——B截面处的液体流速,m·s-1。
3.泵的功率
在单位时间内,液体从泵中实际所获得的功,即为泵的有效功率。
若测得泵
的流量为
Vsm3·s-1,扬程为He,m,被输送液体的密度为ρ,kg·m-3,则泵的有效功率可按
下式计
算:
Ne=VsHeρgW（5
泵轴所作的实际功率不可能全部为被输送液体所获得,其中部分消耗于泵内
的各种
能量损失。
电动机所消耗的功率又大于泵轴所作出的实际功率。
电机所消耗的功
率可直
接由输入电压U和电流I测得,即
N=UIW（6
4.泵的总效率
泵的总效率可由测得的泵有效功率和电机实际消耗功率计算得出,即
图3-1离心泵特性曲线
（7N
Ne=η这时得到的泵的总效率除了泵的效率外,还包括传动效率和电机的效率。
5.泵的特性曲线
上述各项泵的特性参数并不是孤立的,而是相互制约的。
因此,为了准确全
面地表征
离心泵的性能,需在一定转速下,将实验测得的各项参数即:
He、N、与Vs之间
的变化关
系标绘成一组曲线。
这组关系曲线称为离心泵特性曲线,如图3-1所示。
离心泵
特性曲线对
离心泵的操作性能得到完整的概念,并由此可确定泵的最适宜操作状况。
通常,离心泵在恒定转速下运转,因此泵的特性曲线是在一定转速下测得的。
若改变
了转速,泵的特性曲线也将随之而异。
泵的流量Vs,、扬程He和有效功率Ne与转速n之间,大致存在如下比例关系:
（8nnNN;nnHH;nnVV3
''ee2''ee''ss
⎟⎠
⎞⎜⎝⎛=⎟⎠⎞⎜⎝⎛==三、实验装置
本实验装置主体设备为一台单级单吸离心水泵。
为了便于观察,泵亮端盖用透明材料
制成。
电动机直接连接半敞式叶轮。
离心泵与循环水槽、分水槽和各种测量仪表构成一个
测试系统。
实验装置及其流程如图3-2所示。
图3-2离心泵实验仪流程图
1.循环水槽;
2.底阀;
3.离心泵;
4.真空表;
5.注水槽;
6.压力表;
7.调节阀;
8.孔板流量计
9.分流槽;10.电流表;11.调压变压器;
12.电压表;13.倒置U形管压差计.
泵将循环水槽中的水,通过汲入导管汲入泵体。
在汲入导管上端装有真空表,下端装有底阀（单向阀。
底阀的作用是当注水槽向泵体内注水时,防止水的漏出。
水由泵的出口进入压出导管。
压出导管沿程装有压力表、调节阀和孔板流量计。
由压出导管流出的水,用转向弯管送入分流槽。
分流槽分为二格,其中一格的水可流出用以计量,另一格的水可流回循环水槽。
根据实验内容不同可用转向弯管
进行切换.
四、实验方法
在离心泵性能测定前,按下列步骤进行启动操作:
（1充水。
打开注水槽下的阀门,将水港灌入不泵内。
在灌水过程中,需打开调节阀,将泵内空气排除。
当从透明端盖中观察到泵内已灌满水后,将注水阀门关闭。
（2启动。
启动前,先确认泵出口调节阀关闭,变压器调回零点,然后合闸接通电源。
缓慢调节变压器至额定电压（220V,泵即随之启动。
（3运行。
泵启动后,叶轮旋转无振动和噪声,电压表、电流表、压力表和真空表指示
稳定,则表明运行已经正常,即可投入实验。
实验时,逐渐分步调节泵出口调节阀。
每调定一次阀的开启度,待状况稳定后,即可进行以下测量:
将出水转向弯头由分水槽的回流格拨向排水格同时,用秒表计取时间,用容器接取一定水量。
用称量或量取体积的方法测定水的体积流率。
（这时要接好循环水槽的自来水源
（2从压强表和真空表上读取压强和真空度的数值。
（3记取孔板流量计的压差计读数。
（4从电压表和电流表上读取电压和电流值。
在泵的全部流量范围内,可分成8—10组数据进行测量。
实验完毕,应先将泵出口调节阀关闭,再将调压变压器调回零点,最后再切断电源。
五、实验数据记录及整理
1.基本参数
（1离心泵
流量:
Vs=
扬程:
He=
功率:
N=
转速:
n=
（2管道
吸入导管内径:
d1=mm
压出导管内径:
d2=mm
A、B两截面间垂直距离:
H0=mm
（3孔板流量计
锐孔直径d0=mm
导管内径:
d1=mm
2·实验数据
将实测得的数据,可参考下表进行记录。
实验序号
水的温度,T/℃
水的密度,ρ/kg·m-3
水柱压差计读数,
R/mm水的质量，m/kg接水时间，t/s表压强，pB/Pa真空度，pA/Pa电压，U/V电流，I/A3．实验结果整理
（1）参考下表将实验数据进行整理：
实验序号流量，Vs/m3·s-1扬程,He/m有效功率Ne/W实际消耗功率N/W总的效率η/-[1][2][3][4][5]列出上表中各项计算公式。
（2）将实验数据标绘成孔板流量计的流量标定曲线，并求取孔板流量计的孔流系数。
（3）将实验数据整理结果标绘成离心泵的特性曲线。
2离心泵性能特性曲线的测定
2.1实验目的
（1）了解离心泵结构与特性，学会离心泵的操作；
（2）测定恒定转速下离心泵的流量（V）与有效扬程（He）、轴功率（Na）、及总效率（η）之间的曲线关系。
（3）掌握离心泵流量调节的方法（阀门、转速和泵组合方式）和涡轮流量传感器及智能流量积算仪的工作原理和使用方法。
2.2实验原理
流体经过离心泵后流体的机械能会获得增值。
离心泵的特性曲线实质上是流体流经离心泵时机械能按一定规律变化的宏观表现形式，其内容是表达在一定转速n下离心泵的流量V与其扬程He、轴功率Na和效率
之间的定量关系，这些函数关系目前还无法分别用数学模型进行表达，只能通过实验测定的方法才能得到。
2.2.1离心泵流量V的测量
实验时,采用涡轮流量计测量流体在管道内的流量,用智能流量积算仪直接显示出流体流量V的数值,其单位为m3/h.
2.2.2离心泵扬程H的测定与计算
在离心泵的进口1截面至离心泵的出口2截面间列机械能守恒方程:
（2-1）
当离心泵的进、出管管径相同，且压力表和真空表的安装高度差可忽略不计时，由式（2-1）可导出离心泵扬程的计算公式：
（2-2）
由式（2-2）可知，只要分别测出压力表和真空表的数值
和
，就可计算出泵的扬程He（m）。
2.2.3离心泵轴功率
的计算
本实验主要采用马达天平测量泵轴转矩M的方法来计算泵的轴功率，计算公式如下：
（2-3）
由式（2-3）可知，只要测出测功臂上所加砝码重量P（Kg
（W）。
离心泵效率的计算
效率
数值大小是流体经过离心泵时的水力损失
、容积损失
和机械损失
三者共同作用的结果。
泵的效率计算公式如下：
（2-4）
2.2.5离心泵的比例定律
平均或标准转速下的流量
平均或标准转速下的扬程
（2-5）
平均或标准转速下的轴功率
比例定律式（2-5）适用的条件是泵的转速变化只能在
内，且转速变化前后泵的效率相等，即
。
在实验转速变化范围内，上述条件能满足。
2.3实验流程与装置
离心泵性能特性曲线测定系统装置工艺控制流程图和离心泵性能特性曲线测定实验仪控柜面板图如图2-1和图2-2所示：
图2-1离心泵性能特性曲线测定系统装置工艺控制流程图
图2-2离心泵性能特性曲线测定实验仪控柜面板图
离心泵正常工作时，水由底阀
进入离心泵的叶轮，水获得机械能后离开泵壳，经出口阀
、旁路
或出口阀
、电动调节阀
流入出水管，途经涡轮流量计
，水最后流入循环水箱。
2.4操作步骤
1.灌泵.首先给离心泵灌泵。
轻轻打开真空表旁的自来水水阀，注意千万不能开大，否则会损坏真空表。
当泵壳上的塑料管放空管有水溢出时，说明泵壳内充满了水，关闭自来水水阀。
2.开启电源.依次打开总电源开关、仪表电源开关，水泵电源放在“直接”位置，此时水泵停止按钮“红灯”亮。
“转速测量仪”显示值、“温度压力巡检仪”显示值、“智能流量积算仪”显示值都为零。
3.启动离心泵.按水泵启动按钮绿键，打开电动调节阀电源，按“流量自动调节仪”的向上键∧至100，表示电动调节阀处于最大流量，待“智能流量积算仪”、“温度压力巡检仪”、“转速测量仪”显示值稳定后，记录下转速n、水温t、压力表读数P2表、真空表读数P1表、流量读数V；同时在马达天平上添加砝码使测功臂尖头与固定准星对齐，记录下砝码的总千克数P。
然后按向下键∨，依次降低电动调节阀的流量，分别记录下相应的有关实验数据，真至真空表的显示的数据为零，不再调节电动调节阀的流量，按水泵停止按钮红键，关闭电动调节阀电源、水泵电源、仪表电源，总电源仍处于开启状态。
4.启动计算机，进入化工原理实验软件库，处理实验数据，如三条性能曲线规律性不好，须重做实验。
2.5实验报告
1.在同一张坐标纸上描绘一定转速下的H～V、N～V、η～V曲线
2.分析实验结果，判断泵较为适宜的工作范围。
探讨计量收费与改善水力工况
[05-12-2611:
40:
00] 佚名 编辑：
studa9ngns
一、前言
集中供热从福利到商品的转变是我国经济体制改革和实行社会主义市场经济的必然结果。
供热公司从事业性质向企业实体转变已是大势所趋，有的供热公司正在转变，有的供热公司已经完成这个转变而成为面向市场、自负盈亏、自我发展的企业或股份公司。
既然是企业，经营的应是商品；在发展市场经济的今天，供热公司就应该和电力公司、自来水公司、煤气公司一样，以热计量方式向用户收费，是节约能源的重要措施。
而且按热计量收费的条件日趋成熟。
在市场经济中，企业为了获得更多的利润，就得技术进步、降低成本、自我发展；改善供热系统水力工况是有效途径，并已有些行之有效的方法。
本文将就这两点问题谈几点看法，供参考。
二、热计量收费方案设想和试验
供热作为商品进入市场，能够像电力、煤气、自来水供应千万户一样按计量收费是理所应当的，这一天迟早要到来。
计量收费是节约能源的重要措施，有些供热公司已研究和试验如何改造已有用户系统适应计量收费的要求，和如何实际出发提出计量收费是节约能源的重要措施，有些供热公司已在研究和试验如何改造已有用户系统适应计量收费的要求，和如何从实际出发提出计量收费方案。
新建设的供热系统更应充分考虑这一问题以适应将来发展的需要。
1．计量收费方案设想：
在烟台500热力网示范工程项目中为适应将来计量收费的需要，准备选择试点进行研究。
初步设想有如下方案可供选择：
（1）用户引入点安装热量计，每组散热器入口安装温控阀；用户可按照自己的要求调节各房间的温度，实施节能用热，即人在和人不在（办公楼的上班和下班时间，住宅的平日在家和节假日外出，……）时可调整温度，以节约耗热量减少热费。
这最能刺激用户节能意识，达到节能效果，是一种最完善的热计量收费方式。
其采暖系统应采用双管式。
新设计最好能采用这种方案，但对于多用户的多层和高层住宅建筑将会带来系统布置的困难、管道的增加和造价的提高。
（2）用户引入口安装热量计和温控阀：
温控阀安装在引入管上，用户可通过改变设置在特定位置的温度传感器的温度值来调节房间的温度，也可实施节能用热，以节约耗热量减少热费，刺激用户节能意思，达到节能效果。
这是一种较完善的热计量收费方式。
采暖系统应采用双管式。
与1方案不同点仅是不能实现各房间的独立调节，不能做到各房间区别对待。
由于温控器比1方案少，造价略低些，但问题却大同小异。
（3）一组用户（例如一个门栋）引入口安装热量计，各用户散热器入口安装温控阀和热水表：
根据通过的水量分摊用热量交付热费。
用户可自由调节房间的温度，实施节能用热，减少通过水量减少热费。
采暖系统应是双管式。
这对原来是双管式的系统改造较方便并能实现收费基本合理。
但如果用户散热器面积设计悬殊会出现用户之间的温差差别过大而导致收费不合理。
因此，必须规定用户不得自行加大散热器。
（4）一组用户（例如一个门栋）引入口安装热量计，各用户散热器入口安装水表：
用户根据通过的水量分摊用热量交付热费。
采暖系统应是双管式。
系统及各用户入口在统一调整后锁定。
这是一种在保证供暖效果前提下按计量收费方式。
其优点与第3方案相似，但用户无法主动调节。
（5）一组用户（例如一个门栋）引入口安装热量计，各散热器入口安装温控阀、表面安装热量分配器；用户根据分配器记录数据按比例分摊用热量交付热费。
采暖系统应是双管式或带跨越管单管式。
用户可自由调节房间的温度，实施节能用热。
这对原来是顺序单管式来说是一种改造方便且收费比较合理的方式。
（6）一组用户（例如一个门栋）引入口安装热量计，各散热器面安装热量分配器，用户根据分配器数据按比例分摊用热量交付热费。
系统在统一调整后锁定。
这也是一种在保护供暖效果前提下按热量收费方式。
为保证采暖效果能调到一致，原系统是顺序单管式的最好改为带跨越管单管式。
缺点是用户无法主动调节。
对旧住宅建筑来说它是一种改造费用较少而收费相对比较合理的方式。
（7）一组用户（例如一个门栋）引入口安装热量计：
用户根据建筑面积（或使用面积）分摊用热量交付热费。
系统在统一调整合格后锁定。
这也是一种在保证供暖效果前提下按热量的收费方式。
其缺点是用户无法主动节能，且按面积分摊不如按通过水量或分配器分摊合理。
采暖系统可采用带跨越管单管式，也可不作如何改动而保留现状（目前采用较多顺序单管式）。
对旧住宅建筑来说它是一种改造方便、改造费用少且比纯按面积收费合理，即简单又可行的方式。
（8）一群用户（例如一个热力站或一栋楼）引入口安装热量计，一组用户（一栋楼或一个门栋）用户引入口安装水表：
一组用户先根据通过的水量分摊总热量、各用户再按面积分摊交付热费。
系统在统一调整合格后锁定。
这也是一种在保证供暖效果前提下按热量收费方式。
其优点是采暖系统可不做任何改动，缺点是用户无法主动节能，通过二次摊不如一次分摊合理。
这种方案简单，改造费用最少，但收费的合理性差，仅可作为旧建筑收费改革的过渡方式。
以上几种方案设想将通过试验比较后再行从优选择。
据了解，在国外计量收费的方案也不是统一的，或计量到引入口并采用适当方法（包括分配器记录，水量记录和面积计量等）分摊。
至今仍有一些供热先进的还采用一定范围的面积分摊收费。
因此，计量收费方案必须根据和地方的财力、体制改革程度、用户的承受力、改造条件和节能潜力等多种因素综合择优选择。
有必要通过试点研究。
2．建筑试验点；
去年，在建设部城建司的指导下，美国霍尼韦尔公司与烟台市合作已在烟台市民生小区建立示范点进行计量收费的实验研究：
单管式系统试验：
选择八栋楼（每楼一个门栋，六层）。
其中，六栋改造为上述的第5方案，并在改善系统工况上选择三个不同的设置：
①引入口设置压差调节器，在立管上、下设置垂直平衡阀；②在引入口不设置压差调节器，而立管不设置垂直平衡阀；③在引入口不设置压差调节器，而仅在立管上、下设置垂直平衡阀，二栋只在引入口加装热量计作对比试验。
双管式系统试验：
选择四栋楼（每楼一个门栋，七层）。
其中，二栋改造为上述的第3方案，为改善采暖系统工况，还在引入口设置压差调节器，在立管上、下设置垂直平衡阀；二栋只在引入口加装热量计作对比试验。
系统中所用的设备厂家是：
数字式热量表，热分配器是德国Techem公司产品：
温控阀，立管平衡并，压差调节阀是德国MNG公司产品。
具体安排说见表2-1
试验方案设备配置表达式表2-1
方案代号
NO.
楼房号
热入口装
总热量表
热入口装
压差控制
系统立管装
平衡阀
散热器装
温控阀
散热器装
热分配器
散热器装
热水表
建筑面积
平方米
备注
S1
中兴23
有
有
有
有
有
865.4
S1
中兴24
有
有
有
有
有
865.4
S2
中兴20
有
有
有
有
865.4
S2
中兴21
有
有
有
有
865.4
S3
东兴9
有
有
有
有
865.4
S3
东兴12
有
有
有
有
865.4
S4
东兴8
有
865.4
S4
东兴11
有
865.4
D1
东兴26
有
有
有
有
有
有
742.0
D1
东兴29
有
有
有
有
有
有
742.0
D2
东兴28
有
742.0
D2
东兴27
有
742.0
说明:
☆压差控制采用自力式压差控制阀。
☆温控阀安装在每组散热器入口，双管系统用直通式，单管系统用三通式。
☆热水表安装在每组散热器出口。
☆热分配器安装在散热器平面中部。
☆只安装总热量表的楼号为对比用的楼房。
[05-12-2611:
40:
00] 佚名 编辑：
studa9ngns
3．试验数据及分析：
（1）热量累计记录数据：
试验点通过97～98年冬季的运行，其1997年12月31日至1998年3月16日的热量记录数据见表2-2。
热量累计记录数据表达式表2-2
方案代号NO.
楼房号
1997年12月31日
1998年1月15日
1998年1月31日
1998年2月16日
1998年3月1日
1998年3月16日
记录期耗热
总计MWH
单位面积耗热量
S1
中兴23
8.80
17.45
28.38
37.52
42.72
49.21
40.41
24.63
S1
中兴24
8.39
17.64
28.69
38.20
43.84
50.05
41.66
25.39
S2
中兴20
9.35
17.24
28.63
38.24
43.30
49.49
40.14
24.46
S2
中兴21
9.03
16.75
26.82
35.25
39.94
45.92
36.89
22.48
S3
东兴9
6.72
17.21
28.18
37.45
42.52
48.74
40.02
24.39
S3
东兴12
10.53
升级会员 