离心泵性能测定实验

装置说明书

天津大学化工基础实验中心

20##．06

一、实验目的:

1.熟悉离心泵的结构、性能及特点，练习并掌握其操作方法。

2.掌握离心泵特性曲线和管路特性曲线的测定方法、表示方法，加深对离心泵性能的了解。

二、实验内容：

1.熟悉离心泵的结构与操作方法。

2.测定某型号离心泵在一定转速下的特性曲线。

3.测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。

三、实验原理：

1.离心泵特性曲线测定：

离心泵是最常见的液体输送设备。在一定的型号和转速下，离心泵的扬程H、轴功率N及效率η均随流量Q而改变。通常通过实验测出H—Q、N—Q及η—Q 关系，并用曲线表示之，称为特性曲线。特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。泵特性曲线的具体测定方法如下：

(1) H 的测定：

在泵的吸入口和排出5之间列柏努利方程

           （1）

           （2）

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：

                 （3）

将测得的和的值以及计算所得的代入上式，即可求得H。

(2) N 测定：

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

电动机输出功率=电动机输入功率×电动机效率。

泵的轴功率=功率表读数×电动机效率，Kw。

     (3)  测定：                                       （4）

                   （5）

式中：—泵的效率；          N—泵的轴功率，Kw；

Ne-泵的有效功率Kw；    H—泵的扬程，m；

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，也就是说，在液体输送过程中，泵和管路二者相互制约的。

管路特性曲线是指流体流经管路系统的流量与所需压头之间的关系。若将泵的特性曲线与管路特性曲线在同一坐标图上，两曲线交点即为泵的在该管路的工作点。因此，如同通过改变阀门开度来改变管路特性曲线，求出泵的特性曲线一样，可通过改变泵转速来改变泵的特性曲线，从而得出管路特性曲线。泵的压头H计算同上。

四、实验装置基本情况：

1.实验设备主要技术参数：

离心泵：型号WB70/055   电机效率为60%   实验管路d=0.042m

真空表测压位置管内径d_入=0.036m

压强表测压位置管内径d_出=0.042m

真空表与压强表测压口之间垂直距离h₀=0.265m

流量测量：涡轮流量计 型号LWY—40C 量程0—20m³/h 数字仪表显示；

功率测量：功率表    型号PS-139    精度1.0级   数字仪表显示；

泵入口真空度测量：真空表表盘真径100mm   测量范围-0.1-0MPa； 

泵出口压力的测量： 压力表表盘直径100mm  测量范围0-0.25MPa ；

（6）温度计：Pt100   数字仪表显示。

2.离心泵性能测定流程示意图见图一、仪表面板示意图见图二：

图一 离心泵性能测定流程示意图

1-水箱；2-泵入口真空表控制阀；3-离心泵；4-流量调节阀；5-泵出口压力表控制阀；6-泵入口真空表；7-泵出口压力表；8-涡轮流量计；9-灌泵入口； 10-灌水控制阀门；11-排水阀；12-底阀

图二  设备面板示意图

五、实验操作方法：

1.离心泵性能测定实验：

①向水箱1内注入蒸馏水,检查流量调节阀4、压力表7及真空表6的控制阀门5和2是否关闭。

②启动实验装置总电源，由于本设备是有一定安装高度的，因此要运行必须要灌泵才能启动泵，从灌水口9灌水直至水满为止。

③按变频器的RUN键启动离心泵，测取数据的顺序可从最大流量开始逐渐减小流量至0或反之。一般测取10-20组数据。通过改变阀门4的开度测定数据。

④测定数据时，一定要在系统稳定条件下进行记录，分别读取流量计、压力表、真空表、功率表及流体温度等数据并记录。

⑤实验结束时，关闭流量调节阀门4，停泵，切断电源。

2.管路特性实验：

①首先关闭离心泵的出口阀4、真空表和压力表控制阀2、5。

②启动离心泵，调节阀们4到一定开度记录数据（流量、入口真空度和出口压力）。改变变频器的频率记录以上数据（参照数据表）。

③实验结束关闭流量调节阀4，停离心泵。

六、实验操作注意事项：

1.该装置电路采用五线三相制配电，实验设备应良好接地。

2.使用变频调速器时一定注意FWD指示灯是亮的，切忌按FWD REV键，REV指示灯亮时电机将反转。

3.启动离心泵之前，一定要关闭压力表和真空表的控制开关5和2， 以免离心泵启动时对压力表和真空表造成损害。

七、实验数据处理：

附数据处理过程举例(以表1中第1组数据为例)

涡轮流量计读数：9.00 m³/h    泵入口压力表读数：-0.052Mpa

压力表读数：0.025Mpa   功率表读数：0.75 Kw

 ∴==2.46（m/s）

 ∴==1.81（m/s）

8.00（m）

  

管路特性计算方法相同。

3.数据表格及图形：

表一 离心泵性能测定数据记录表

表二 离心泵管路特性数据表

图三 离心泵性能-管路特性曲线

第二篇：离心泵特性测定实验装置实验指导书(第一、二组)

（第一组）离心泵特性测定实验装置

实验指导书

实验一  离心泵性能测定实验装置

一、实验目的

1. 了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用；

2. 掌握离心泵特性曲线测定方法。

3．了解压力传感器、涡轮流量计等的工作原理和使用方法。

二、基本原理

离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H、轴功率N及效率η与泵的流量V之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内部流动情况复杂，不能用数学方法计算这一特性曲线，只能依靠实验测定。

1．扬程H的测定与计算

在泵进、出口取截面列伯努利方程：

式中：p₁,p₂——分别为泵进、出口的压强 N/m²      ρ——流体密度 kg/m³

u₁,u₂——分别为泵进、出口的流量m/s  g——重力加速度 m/s²

当泵进、出口管径一样，且压力表和真空表安装在同一高度，上式简化为：

由上式可知：只要直接读出真空表和压力表上的数值，就可以计算出泵的扬程。

2．轴功率N的测量与计算

N=0.7W

式中，N—泵的轴功率，W

W—电机功率，W,由功率表读出。

3．效率η的计算

泵的效率η是泵的有效功率Ne与轴功率N的比值。有效功率Ne是单位时间内流体自泵得到的功，轴功率N是单位时间内泵从电机得到的功，两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。

泵的有效功率Ne可用下式计算：

Ne=HVρg

故

η=Ne/N=HVρg/N

4．转速改变时的换算

泵的特性曲线是在指定转速下的数据，就是说在某一特性曲线上的一切实验点，其转速都是相同的。但是，实际上感应电动机在转矩改变时，其转速会有变化，这样随着流量的变化，多个实验点的转速将有所差异，因此在绘制特性曲线之前，须将实测数据换算为平均转速下的数据。换算关系如下：

流量         

扬程         

轴功率      

效率        

三、实验装置与流程

离心泵性能特性曲线测定系统装置工艺控制流程图如图1-1：

图1-1  实验装置流程图

四、实验步骤及注意事项

（一）实验步骤：

1．实验之前需要对离心泵进行灌泵，打开排水阀，打开灌水阀，往灌水口里灌水，灯排水口有水时，时，完成灌泵工作。

2．当一切准备就绪后，打开仪表电源，开启仪表。

3．水泵的启动：按下离心泵启动按钮，启动离心泵，这时离心泵启动按钮绿灯亮，开始进行离心泵实验。

4．改变闸阀1的开度调节流量，从7往流量小的方向做实验，每次改变2m³/h的流量，做到0 m³/h的流量时完成实验，记录每个流量下的实验数据。

5.实验完毕，关闭泵的出口阀，按下仪表柜上的“水泵停止按钮”，停止水泵的运转。最后关闭仪表台上的电源开关和控制柜的总电源。

（二）实验注意事项：

1．启动泵前一定要对泵进行灌水。

2．开启泵时要检查泵的正反转问题，泵严禁在反转情况下运转。

3．注意检查各阀门的正确位置。

五、实验数据

六、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。

七、思考题

1.   试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？

2.   启动离心泵之前为什么要引水灌泵？如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原因是什么？

3.   为什么用泵的出口阀门调节流量？这种方法有什么优缺点？是否还有其他方法调节流量？