1、(完整版)离心泵特性曲线测定实验课件一、实验目的 1.1.了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用；了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用；2.2.掌握离心泵特性曲线测定方法；掌握离心泵特性曲线测定方法；3.3.了解电动调节阀的工作原理和使用方法。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，其特性曲线是指在恒定转速下泵的要依据之一，其特性曲线是指在恒定转速下泵的扬程扬程H H、轴功率轴功率N N及及效率效率与与泵的流量泵的流量Q Q之间的关系之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。曲线，它
2、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。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取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面，两截面，列机械能衡算方程：列机械能衡算方程：由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项，动能差也很小故可忽略，则有 式中：式中：，表示泵出口和进口间的位差，表示泵出口和进口间的位差，m m；流体密度，流体密度，kg/mkg/m3 3 ；g g 重力加速度，重力加速度，9.81 m/s9.81 m/s2
3、 2；p p1 1、p p2 2分别为泵进、出口的压力，分别为泵进、出口的压力，PaPa；H H1 1、H H2 2分别为泵进、出口的真空度和表压对应的分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头，压头，m m；u u1 1、u u2 2分别为泵进、出口的流速，分别为泵进、出口的流速，m/sm/s；z z1 1、z z2 2分别为真空表、压力表的安装高度，分别为真空表、压力表的安装高度，m m。由上式可知，只要直接读出真空表和压力表上的数值，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。及两表的安装高度差，就可计算出泵的扬程。120zzH2轴功率N的测量与
4、计算 其中，其中，电机功率，电机功率，W W；电机传动效率，可取电机传动效率，可取 。kNN电电N95.0kk3效率的计算泵的效率泵的效率是泵的是泵的有效功率有效功率NeNe与与轴功率轴功率N N的比值。的比值。有有效功率效功率NeNe是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功，是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功，轴轴功率功率N N是单位时间内泵轴从电机得到的功，两者差异反映了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。水力损失、容积损失和机械损失的大小。泵的有效功率泵的有效功率NeNe可用下式计算：可用下式计算：故泵效率为故泵效率为!gHQNe%100N
5、gHQ4转速改变时的换算泵的特性曲线是泵在定转速下的实验测定所得。但是，泵的特性曲线是泵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，这样随着流量随着流量Q Q的变化，多个实验点的转速的变化，多个实验点的转速n n将有所差异，因此将有所差异，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在绘制特性曲线之前，须将实测数据换算为某一定转速n n（可取离心泵的额定转速（可取离心泵的额定转速2900rpm2900rpm）下的数据。换算关系如）下的数据。换算关系如下：下：流量流量 扬程扬程轴功率轴功率 效率效率 nn
6、QQ2)(nnHH3)(nnNNNgQHNgHQ三、实验装置与流程离心泵特性曲线测定装置流程图如下：离心泵特性曲线测定装置流程图如下：1 1 水箱水箱 2 离心泵离心泵 3 电机电机 4 底阀底阀 5 小槽小槽 6 灌水阀灌水阀7 7 泵排气阀泵排气阀 8 泵进口真空表泵进口真空表 9 泵出口压力表泵出口压力表 10 测温点测温点11 11 流量调节阀流量调节阀 12 12、13 13 阀阀 14 14 旁路阀旁路阀四、实验步骤及注意事项（一）实验步骤：（一）实验步骤：1.确认管路所有阀门处于关闭状态。确认管路所有阀门处于关闭状态。2.清洗水箱，并加装实验用水。清洗水箱，并加装实验用水。3.灌
7、泵：小槽中加满水，开启灌水阀灌泵：小槽中加满水，开启灌水阀6向离心泵灌水，向离心泵灌水，之后开启泵排气阀之后开启泵排气阀7排出泵内气体，待泵内空气排完后排出泵内气体，待泵内空气排完后关闭排气阀关闭排气阀7、灌水阀、灌水阀6。4.打开控制面板上总电源，选择离心泵实验，打开仪表打开控制面板上总电源，选择离心泵实验，打开仪表开关。检查电源和信号线是否与控制柜连接正确，检查开关。检查电源和信号线是否与控制柜连接正确，检查仪表自检情况。仪表自检情况。5.启动离心泵，检查电机和离心泵是否正常运转。启动离心泵，检查电机和离心泵是否正常运转。6.开启泵后管路上阀门进行实验。实验时，逐渐打开调节阀以增开启泵后管
8、路上阀门进行实验。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：流量实验部分，主要获取实验参数为：流量Q、泵进口压力、泵进口压力p1、泵出口、泵出口压力压力p2、电机功率、泵转速、电机功率、泵转速n和流体温度和流体温度t）7.测取测取10组左右数据后，可以停泵（需先关泵出口阀、再关泵），组左右数据后，可以停泵（需先关泵出口阀、再关泵），关闭仪表开关、总电源，同时记录下设备的相关数据（如离心泵型关闭仪表开关、总电源，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
9、功率，两测压点间高度差号、额定流量、扬程和功率，两测压点间高度差H0等）。等）。（二）注意事项：（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。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。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。绕并伤害身体接触部位。五、数据处理（1）记录实验原始数据如下表）记录实验原始数据如下表1：实验日期：实验日期：_实验人员：实验人员：_ 学
10、号：学号：_同组人员：同组人员：_装置号：装置号：_离心泵型号：离心泵型号：_额定流量：额定流量：_额定扬程：额定扬程：_额定功率：额定功率：_泵进出口测压点高度差泵进出口测压点高度差H0：_流体温度流体温度t：_表1 实验原始数据记录表 （2）根据原理部分的公式，按比例定律校核转速后，计算各流量下的泵扬）根据原理部分的公式，按比例定律校核转速后，计算各流量下的泵扬程、轴功率和效率，列表。计算示例：以序号程、轴功率和效率，列表。计算示例：以序号 为例为例六、实验结果及分析报告1分别绘制一定转速下的分别绘制一定转速下的HQ、NQ、Q曲线。曲线。2分析实验结果，判断泵最为适宜的工作范围。分析实验结
11、果，判断泵最为适宜的工作范围。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？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，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？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？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？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？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试分析，用清水泵输送密度为1200 kg/3的盐水，在相同流量下你的盐水，在相同流量下你认为泵的压力是否变化？轴功率是否变化？认为泵的压力是否变化？轴功率是否变化？
