离心泵特性曲线的测定.docx
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离心泵特性曲线的测定
离心泵特性曲线的测定
实验二离心泵特性曲线的测定
一、实验目的
1、熟悉离心泵的操作,了解离心泵的结构和特性;
2、测定一定转速下的离心泵特性曲线;
3、测定不同转速下的管路特性曲线。
二、实验原理
1、离心泵的特性曲线
离心泵是最常用的一种液体输送设备。
它的主要特性参数包括流量Q、扬程H、轴功率N及效率η。
在一定的转速下,H、N及η均随实际流量Q的变化而变化。
通过实验测定出H~Q、N~Q及η~Q之间的关系,并以曲线表示之,即为泵的特性曲线。
特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用离心泵的重要依据。
测定泵特性曲线的具体方法为:
测得不同流量下泵的入口真空度和出口压强,在泵的吸入口和压出口之间列柏努利方程
上式中
是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力,与柏努力方程中其它项比较,
值很小,故可忽略。
于是上式变为:
将测得的
和
的值以及计算所得的
代入上式即可求得H的值。
功率表测得的功率为电动机的输入功率。
由于泵由电动机直接带动,传动效率可视为1,所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。
即:
泵的轴功率N=电动机的输出功率,KW
电动机的输出功率=电动机的输入功率×电动机的效率。
泵的轴功率=功率表的读数×电动机效率,KW。
的测定:
式中:
—泵的效率;
N—泵的轴功率,KW
Ne—泵的有效功率KW
H—泵的有效功率,KW
Q—泵的流量,m3/s
—水的密度,kg/m3
2、管路特性曲线
当离心泵安装在特定的管路系统中工作时,实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关,还与管路特性有关。
对一定的管路系统列伯努利方程,可导出:
操作条件一定时,K和B均为常数。
本实验通过改变转速来改变泵的特性曲线,从而得出管路特性曲线。
具体测定时,固定阀门某一开度不变,改变泵的转速,测出各转速下的流量、泵的入口真空度、出口压力及电机的输入功率,即可求出管路特性。
三、实验装置
1.设备参数:
(1)离心泵:
流量Q=4m3/h,扬程H=8m,轴功率N=168w
(2)真空表测压位置管内径d1=0.025m
(3)压强表测压位置管内径d2=0.025m
(4)真空表与压强表测压口之间的垂直距离h0=0.25m
(5)实验管路d=0.040m
(6)电机效率为60%
2.流量测量
采用涡轮流量计测量流量
3.功率测量
功率表:
型号PS-139精度1.0级
4.泵吸入口真空度的测量
真空表:
表盘真径-100mm测量范围-0.1-0MPa精度1.5级
5.泵出口压力的测量
压力表:
表盘直径-100mm测量范围0-0.25MPa精度1.5级
2、实验设备流程图
流程示意图见图一。
1-水箱;2-泵入口表阀;3-离心泵;4-泵入口压力传感器;5-泵出口表阀;6-泵入口真空表;7-泵出口压力表;8-泵出口压力传感器;9-智能流量调节阀;10-涡轮流量计;11-水箱排水阀;12-手动流量调节阀;
水泵3将水槽内的水输送到实验系统,用智能流量调节阀9(手动流量调节阀12)调节流量,流体经涡轮流量计10计量后,流回储水槽。
仪表柜示意图二
四、实验方法与步骤
实验前准备:
1.向储水槽内注入水(条件允许的情况下最好用蒸馏水)。
2.检查智能流量调节阀9(手动流量调节阀12),压力表7及真空表6的开关是否关闭(应关闭)。
3.启动实验装置总电源。
手动实验方法及步骤:
1、用变频调速器上∧、∨及<键设定频率50HZ后,按泵开关启动离心泵,按调频器上run键,将手动调节阀12全开。
待系统内流体稳定,打开压力表和真空表的开关,方可测取数据。
2、测取数据的顺行可从最大流量至0,或反之。
一般测10~20组数据。
3、每次在稳定的条件下同时记录:
流量、压力表、真空表、功率表的读数及流体温度。
4、将流量定在8-9mL/min之间,用变频调速器上∧、∨及<键设定频率,从大到小,测定系列数据。
每次在稳定的条件下同时记录:
流量、压力表、真空表、功率表的读数及流体温度。
5、实验结束,关闭流量调节阀,停泵,切断电源。
五、使用实验设备注意事项
1.该装置电路采用五线三相制配电,实验设备应良好地接地。
2.使用变频调速器时一定注意FWD指示灯亮,切忌按FWDREV键REV指示灯亮,电机反转。
3.启动离心泵前,关闭压力表和真空表的开关,以免损坏压强表。
离心泵性能测定实验数据记录
序号
1
2
3
4
5
6
7
水温0C
26
26.3
26.6
26.8
27
27.1
27.2
ρkg/m3
996.7
996.7
996.7
996.7
996.5
996.5
996.5
序号
8
9
10
11
12
13
14
15
水温0C
27.2
27.2
27.5
27.8
28
28.1
28.3
28.4
ρkg/m3
996.5
996.5
996.5
996.5
996.2
996.2
996.2
996.2
表1离心泵性能测定实验数据记录
水温:
27.40C水的密度:
996.5kg/m3
序
号
入口压力P1
出口压力P2
电机功率
流量Q
压头H
泵轴功率N
泵有效功率Ne
η
(MPa)
(MPa)
(KW)
(m3/h)
(m)
(KW)
(KW)
(%)
1
-26.2
52.0
0.76
9.60
8.2535
0.456
0.2152
47.193
2
-23.9
65.8
0.75
9.08
9.4305
0.450
0.2326
51.682
3
-21.4
78.4
0.75
8.58
10.4641
0.450
0.2438
54.189
4
-19.2
89.0
0.74
8.08
11.3239
0.444
0.2485
55.970
5
-16.7
101.5
0.73
7.55
12.3473
0.438
0.2531
57.795
6
-14.7
111.7
0.71
7.05
13.1866
0.426
0.2524
59.259
7
-12.7
120.9
0.70
6.58
13.9235
0.420
0.2488
59.233
8
-10.8
130.8
0.68
6.08
14.7422
0.408
0.2434
59.655
9
-9.2
138.6
0.66
5.60
15.3768
0.396
0.2338
59.048
10
-7.6
147.8
0.64
5.09
16.1546
0.384
0.2233
58.147
11
-6.2
155.6
0.62
4.59
16.8096
0.372
0.2095
56.321
12
-4.8
162.6
0.59
4.07
17.3828
0.354
0.1921
54.253
13
-3.7
169.4
0.57
3.57
17.9661
0.342
0.1741
50.911
14
-2.7
175.2
0.54
3.07
18.4574
0.324
0.1538
47.476
15
-1.9
181.4
0.51
2.56
19.0101
0.306
0.1321
43.173
表2管路特性曲线测定实验数据记录
水温:
290C水的密度:
996.0kg/m3
序号
电机频率
电机功率
入口压力P1
出口压力P2
流量Q
压头H
Hz
KW
(MPa)
(MPa)
(m3/h)
(m)
1
50
0.79
-20.7
80.3
8.48
10.3370
2
47
0.70
-18.9
72.1
7.99
9.3135
3
44
0.55
-16.6
63.0
7.50
8.1468
4
41
0.46
-14.4
54.8
7.02
7.0824
5
38
0.38
-12.5
47.1
6.53
6.0998
6
35
0.30
-10.7
39.7
6.02
5.1582
7
32
0.23
-8.9
32.6
5.52
4.2474
8
29
0.19
-7.3
26.9
5.01
3.5002
9
26
0.14
-5.9
20.9
4.50
2.7429
10
23
0.12
-4.6
15.6
3.98
2.0674
11
20
0.10
-3.5
11.2
3.44
1.5045
12
17
0.07
-2.4
7.5
2.90
1.0132
13
14
0.05
-1.6
4.5
2.35
0.6243
14
11
0.04
-0.8
2.2
1.76
0.3070
15
8
0.01
-0.3
0.4
1.14
0.0716
实验分析
一.
离心泵的特性曲线
根据实验数据做出H—Q曲线,N—Q曲线,η—Q曲线,如右图。
由图可知离心泵的扬程H随着流量Q的增大而减小;在一定的流量范围内,离心泵的轴功率N随着流量Q的增大而增大;离心泵的效率η与流量Q呈二次函数关系,效率η先随着流量Q的增大而提高,并在流量Q=6.2m3/h时达到最大,之后增大流量Q效率η减小。
适宜操作区为Q=5.0~7.5m3/h,此时离心泵的效率在一个最大的范围。
二.管路特性曲线
由实验数据做出He—Q曲线,由图可知:
离心泵的实际扬程He与流量Q呈二次函数关系,He=K+BQ2,(K,B均为常数),流量Q越大,实际扬程He越大。