流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）一实验指导书离心泵特性曲线测定实验指导书第1页共6页
流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）——实验指导书 第 1 页 共 6页 离心泵特性曲线测定 实验指导书
流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）一实验指导书离心泵特性曲线测定一、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.了解电动调节阀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程H轴功率N及效率n与泵的流量Q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，不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定。1.扬程H的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面，列机械能衡算方程：5+++H=5+$+袋+2h,(1-1)pg2gpg2g由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项h，，速度平方差也很小故可忽略，则有H=(22 -2)+P -pipg=H。+H(表值)+H(1-2)式中：H。=22-2，表示泵出口和进口间的位差，m；和p——流体密度，kg/m3；g——重力加速度m/s2;PI、P2——分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa;H、Hz——分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头，m；ui、u2—一分别为泵进、出口的流速，m/s;Z、Z2——分别为真空表、压力表的安装高度，m。由上式可知，只要直接读出真空表和压力表上的数值，及两表的安装高度差，就可计算出泵的扬程。2.轴功率N的测量与计算第2页共6页
流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）——实验指导书 第 2 页 共 6页 离心泵特性曲线测定 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.了解电动调节阀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 Q 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，不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定。 1．扬程 H 的测定与计算 取离心泵进口真空表和出口压力表处为 1、2 两截面，列机械能衡算方程： h f （1－1） g u g p H z g u g p z + + + = + + + Σ 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 ρ ρ 由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项Σh f ，速度平方差也很小故可忽略，则有 H = ( g p p z z ρ 2 1 2 1 ) − − + = H 0 + H1 (表值）+ H 2 （1－2） 式中： H 0 = z 2 − z 1 ，表示泵出口和进口间的位差，m；和 ρ——流体密度，kg/m3 ； g——重力加速度 m/s 2； p1、p2——分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa； H1、H2——分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头，m； u1、u2——分别为泵进、出口的流速，m/s； z1、z2——分别为真空表、压力表的安装高度，m。 由上式可知，只要直接读出真空表和压力表上的数值，及两表的安装高度差，就可计算出泵的 扬程。 2．轴功率 N 的测量与计算
流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）实验指导书N=Nxk(W)(1—3)其中，N电为电功率表显示值，k代表电机传动效率，可取k0.95。3.效率n的计算泵的效率n是泵的有效功率Ne与轴功率N的比值。有效功率Ne是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功，轴功率N是单位时间内泵轴从电机得到的功，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：(14)Ne=HOpgHOpg×100%故泵效率为(1-5)n=N4.转速改变时的换算泵的特性曲线是在定转速下的实验测定所得。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Q的变化，多个实验点的转速n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某一定转速n下（可取离心泵的额定转速）的数据。换算关系如下：0=0流量(1-6)nH=H扬程(1-7)n1N"= N("轴功率(18)nn'-OHps- Hps -n效率(1-9)NN三、实验装置与流程离心泵特性曲线测定装置流程图如下：第3页共6页
流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）——实验指导书 第 3 页 共 6页 N = N电 × k （W） （1－3） 其中，N 电为电功率表显示值，k 代表电机传动效率，可取 k＝0.95 。 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 是单位时间内流体经过泵时所获 得的实际功，轴功率 N 是单位时间内泵轴从电机得到的功，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 = HQρg （1－4） 故泵效率为 = ×100% （1－5） N HQρg η 4．转速改变时的换算 泵的特性曲线是在定转速下的实验测定所得。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 Q 的变化，多个实验点的转速 n 将有所差异，因此在绘制特性曲线之前，须将 实测数据换算为某一定转速 n′下（可取离心泵的额定转速）的数据。换算关系如下： 流量 （1－6） n n Q Q ′ '= 扬程 （1－7） 2 ( ) n n H H ′ ′ = 轴功率 （1－8） 3 ( ) n n N N ′ ′ = 效率 η （1－9） ρ ρ η = = ′ ′ ′ = N QH g N Q'H g 三、实验装置与流程 三、实验装置与流程 三、实验装置与流程 三、实验装置与流程 离心泵特性曲线测定装置流程图如下：
实验指导书流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）店凉体温度0.0c流体流量0.00m3/h高心系出口乐力离心系进口压力0.0XPa0.0KPs0灌水阀功率表助率0.00km图1实验装置流程示意图四、实验步骤及注意事项（一）实验步骤：1.清洗水箱，并加装实验用水。给离心泵灌水，排出泵内气体。2.检查电源和信号线是否与控制柜连接正确，检查各阀门开度和仪表自检情况，试开状态下检查电机和离心泵是否正常运转。3.实验时，逐渐打开调节阀以增大流量，待各仪表读数显示稳定后，读取相应数据。（离心泵特性实验部分，主要获取实验参数为：流量Q、泵进口压力PI、泵出口压力P2、电机功率N电、泵转速n，及流体温度t和两测压点间高度差Ho。）4.测取10组左右数据后，可以停泵，同时记录下设备的相关数据（如离心泵型号，额定流量、扬程和功率等）。（二）注意事项：1.一般每次实验前，均需对泵进行灌泵操作，以防止离心泵气缚。同时注意定期对泵进行保养，防止叶轮被固体颗粒损坏。2.泵运转过程中，勿触碰泵主轴部分，因其高速转动，可能会缠绕并伤害身体接触部位。第4页共6页
流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）——实验指导书 第 4 页 共 6页 图 1 实验装置流程示意图 四、实验步骤及注意事项 四、实验步骤及注意事项 四、实验步骤及注意事项 四、实验步骤及注意事项 （一）实验步骤： 1.清洗水箱，并加装实验用水。给离心泵灌水，排出泵内气体。 2.检查电源和信号线是否与控制柜连接正确，检查各阀门开度和仪表自检情况，试开状态下检查 电机和离心泵是否正常运转。 3.实验时，逐渐打开调节阀以增大流量，待各仪表读数显示稳定后，读取相应数据。（离心泵特性 实验部分，主要获取实验参数为：流量 Q、泵进口压力 p1、泵出口压力 p2、电机功率 N 电、泵 转速 n，及流体温度 t 和两测压点间高度差 H0。） 4.测取 10 组左右数据后，可以停泵，同时记录下设备的相关数据（如离心泵型号，额定流量、 扬程和功率等）。 （二）注意事项： 1.一般每次实验前，均需对泵进行灌泵操作，以防止离心泵气缚。同时注意定期对泵进行保养， 防止叶轮被固体颗粒损坏。 2.泵运转过程中，勿触碰泵主轴部分，因其高速转动，可能会缠绕并伤害身体接触部位
实验指导书流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）五、数据处理（1）记录实验原始数据如下表1：学号：实验日期：实验人员：装置号：离心泵型号=，额定流量=，额定扬程=，额定功率二，流体温度t=泵进出口测压点高度差Ho=流量Q泵进口压力pi泵出口压力P2电机功率N电泵转速n实验次数kwm3/hkPakPar/m（2）根据原理部分的公式，按比例定律校合转速后，计算各流量下的泵扬程、轴功率和效率，如表2：扬程H轴功率N泵效率n流量Q实验次数kw%m=/hm六、实验报告1.分别绘制一定转速下的H～Q、NQ、n～Q曲线2.分析实验结果，判断泵最为适宜的工作范围。第5页共6页
流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）——实验指导书 第 5 页 共 6页 五、数据处理 （1）记录实验原始数据如下表 1： 实验日期： 实验人员： 学号： 装置号： 离心泵型号＝ ，额定流量＝ ，额定扬程＝ ，额定功率＝ 泵进出口测压点高度差 H0= ，流体温度 t＝ （2）根据原理部分的公式，按比例定律校合转速后，计算各流量下的泵扬程、轴功率和效率，如表 2： 六、实验报告 1．分别绘制一定转速下的 H～Q、N～Q、η～Q 曲线 2．分析实验结果，判断泵最为适宜的工作范围。 实验次数 流量 Q m3 /h 泵进口压力 p1 kPa 泵出口压力 p2 kPa 电机功率 N 电 kW 泵转速 n r/m 实验次数 流量 Q m3 /h 扬程 H m 轴功率 N kW 泵效率η %
流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）一实验指导书七、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？4.泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？为什么？5.正常工作的离心泵，在其进口管路上安装阀门是否合理？为什么？6.试分析，用清水泵输送密度为1200Kg/m的盐水，在相同流量下你认为泵的压力是否变化？轴功率是否变化？第6页共6页
流体力学综合实验装置（离心泵特性部分）——实验指导书 第 6 页 共 6页 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？ 4. 泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？为什么？ 5. 正常工作的离心泵，在其进口管路上安装阀门是否合理？为什么？ 6. 试分析，用清水泵输送密度为 1200Kg/ｍ 的盐水，在相同流量下你认为泵的压力是否变化？ 3 轴功率是否变化？