实验五  离心泵特性曲线实验

一、实验目的

1、了解离心泵的结构组成及特性，掌握理性泵的操作方法；

2、观察离心泵的气体现象；

3、熟悉离心泵操作方法和特性曲线的应用；

4、掌握离心泵特性曲线的测定方法、表示方法，加深对离心泵性能的了解；

5、测定离心泵在一定转速下的特性曲线：N-Q、H-Q、η-Q曲线。

二、实验装置

本实验用离心泵进行实验，

其装置如图1所示，离心泵用

三相电动机带动，水从水池吸入，

经整个管线返回水池。在吸入管

进口处装有阀，以便启动前灌满水；

在泵的吸入口和出口分别装有真空

表和压力表，以测量离心泵的进出

口处压力；泵的出口管路装有孔板

流量计用做流量测量，并装有阀门

以调节流量。

 

   

三、实验原理

   在离心泵进出口管装设真空表和压力表，在相应的两截面列出机械能衡算方程式（以单位重量液体为衡算基准）：

               （1）

    由于在测试离心泵特性曲线时，直管段摩擦损失很小，其损失归入离心泵的效率，所以上式（1）的能量损失H_f=0。令：

               （2）

所以式（1）变为：

                      （3）

式中：H₁－泵入口真空表读数，换算为mH₂O表示；

      H₂－泵出口压力表读数，换算为mH₂O表示；

      h₀－压力表与真空表测压孔之间的垂直距离，m；

      u₁－吸入管内水的流速，m／s；

      u₂－排出管内水的流速，m／s；

      g－重力加速度，9．8lm／s²。

由式（3）计算出扬程，此即为离心泵给单位重量流体提供的能量，由于体积流量可由涡轮流量计测得，因此流体获得的有效功率N_e为：

Ne = Q·H·ρ·g                           （4）

    根据离心泵效率的定义及有效功率表达式（5），有：

                                 （5）

式中：Q－流量，m³／s；

      H－压头，m；

      ρ－被输送液体密度，kg／m³；

      N－泵的轴功率，kW。   

试验过程中，各参数的测定方法如下：

1、流量Q

采用孔板流量计读数。

本实验流量Q与压差计读数R之间关系可用下式表示

                         （6）

2、扬程H

    根据所测到的压力、流量等，由（3）式计算。

3．轴功率N（即泵输入功率）

   从电机功率表上直接读出电机功率N_e（_e＝95％），再转换成为轴功率N：N＝N_e×_e。

四、实验操作

1、先熟悉实验设备的操作过程和掌握仪表的使用方法；

2、打开灌水阀向离心泵充水，直到灌满水为止；

3、关闭离心泵的出口阀；

4、启动离心泵，待泵运转正常后逐渐开大出口阀直到全开为上，观察流量（U型压差计水银柱高度变化大小）的变化，以及电机功率、真空表、压力表的读数的变化；

5、开始记录数据：将出口阀关闭，此时流量为零，记录电机的功率以及真空表、压力表的读数；

6、将流量（汞柱差）为零至最大之间合理分成10-12份，依次加大出口阀门的开度，亦即从小到大，分10-12次将阀门开到最大，记录每一次阀门开度改变后U型压差计水银柱高度差（用（6）式计算流量）、电机功率、真空表、压力表的读数；

7、然后，反过来从最大流量逐步减小到零为止，同样读取并记录10-12组数据；

8、关闭出口阀后，停泵；

9、测量水温和记录操作时的有关数据。

五、实验注意事项

1、相关参数：泵进出水管内径24mm；压力表与真空表之间距离为 20cm；

2、试验过程中注意安全，防止碰坏指示剂水银柱，离高速旋转的轴远一些；

3、试验结束后，切断电源。

六、实验记录及数据处理

图2 离心泵特性曲线示意图

三条曲线如下

七、思考题

1、离心泵的主要部件及其功能？

答：主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置。叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能(主要增加静压能)。泵壳作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。轴封装置作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内。

2、为什么要先灌泵？

答：离心泵是靠叶轮旋转产生的离心力把水排出,泵内的水排出后形成真空负压,又把水吸入泵内,周而复始进行工作。在管道内形不成真空而且离心泵精度低的情况下，需要把内部空气排除，所以使用前要先灌引水。

3、离心泵开启前为什么要关出口阀？

答：水泵开启时关闭出水闸门我觉得是为了防止管网内水流方向突然变化，对管网设备造成冲击，损害设备，同时关闭出水阀门开机可以减少水泵开机时的负荷。

我厂要求水泵停机前必须将出水阀门关闭2/3再停机，然后关闭出水闸门；开机要求先将闸门开启1/3，待上水后在全部开展出水闸门。

4、离心泵流量的调节方式有那些？工业生产上常采用哪种方式进行流量调节？

答：(1)在离心泵出口管路上装一调节阀，改变阀门开度，即改变管路特性曲线He=A+BQe2中之B值，阀门开大，工作点远离纵轴；阀门关小，工作点靠近纵轴。这种调节方法的优点是，操作简便、灵活。其缺点是，阀门关小时，管路中阻力增大，能量损失增大，从而使泵不能在最高效率区域内工作，是不经济的。用改变阀门开度的方法来调节流量多用在流量调节幅度不大、而经常需要调节的场合。(2)改变泵的转速，即改变泵的特性曲线。(3)车削叶轮外径也改变泵的特性曲线。采用以上两种方法均可改变泵的我曲线。用这些方法调节流量在一定范围内可保证泵在高效率区内工作，能量利用较经济，但不方便，流量调节范围也不大，故应用不广泛。

5、什么是离心泵的气蚀现象、气缚现象，怎样解决？

答：液体在一定温度下,降低压力至该温度下的汽化压力时,液体便产生汽泡,把这种产生气泡的现象称为汽蚀。要使泵在不发生气蚀现象的情况下正常工作，必须保证泵的安装高度不超过允许安装高度。

气缚现象是由于，在泵工作条件下有产生，或者存在不冷凝性的气体。解决的办法，一则是：增加背压，一则是放空、排气。

第二篇：离心泵特性曲线测定

深圳大学实验报告

   

    课程名称： ­      化学工程基础实验                

实验项目名称：      离心泵的特性曲线测定            

              

学院：      化学与化工学院                  

        

        专业：      化学（师范）                      

        

        指导教师：              

            

    报告人：         学号：         班级：            

      

    实验时间：    20##-5-                                               

     

实验报告提交时间：     20##-5-                      

教务处制