离心泵特性测定实验报告行业资料国内外标准规范_机械制造-机械理论及资料.pdf

离心泵特性测定实验报告 姓名：刘开宇 学号：1410400g08 班级：14食品 2 班 实验日期：2016.10.10 学校：湖北工业大学 实验成绩：批改教师：、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。、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:由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项 hf，速度平方差也很小故可忽略，则有 式中：Ho Z2 Z1，表示泵出口和进口间的位差，m;和 P-流体密度，kg/m;g-重力加速度 m/s2;P1、P2 分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa;比、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、压力表的安装冋度，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。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。P1 g 2 Ui 2g Z2 2 P2 U2 g 2g hf(1 1)H(Z2 zi)P2 Pi g H o H1(表值)H2(1 2)2.轴功率 N 的测量与计算 N N 电 k(W)(1 3)离心泵结构与特性熟悉离心泵的使用掌握离心泵特性曲线测定方法了解电动调节阀的工作原理和使用方法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轴功率及效率与泵的流量性关系曲线只能依靠实验测定扬程的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为两截面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速度平方也很小故可忽略则有表值式中表示泵出口和进口间的位和流体密度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就可计算出泵的扬程分别为真空表压力表的安装冋度轴功率的测量与计算其中电为电功率表显示值代表电机传动效率可取电效率的计算泵的效率是泵的有效功率与泵的有效功率 Ne 可用下式计算：Ne HQ g（1 4）故泵效率为 HQ g 100%（1 5）N 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 2900rpm）的数据。换算关系如下：流量 n Q Q-n(1 6)扬程 H H(n)2 n(1 7)轴功率 N N()3 n(1 8)效率 QH g QH g N N(1 9)三、实验装置与流程 离心泵特性曲线测定装置流程图如下:离心泵结构与特性熟悉离心泵的使用掌握离心泵特性曲线测定方法了解电动调节阀的工作原理和使用方法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轴功率及效率与泵的流量性关系曲线只能依靠实验测定扬程的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为两截面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速度平方也很小故可忽略则有表值式中表示泵出口和进口间的位和流体密度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就可计算出泵的扬程分别为真空表压力表的安装冋度轴功率的测量与计算其中电为电功率表显示值代表电机传动效率可取电效率的计算泵的效率是泵的有效功率与 图 1 实验装置流程示意图 四、实验步骤及注意事项 1.实验步骤：(1)清洗水箱，并加装实验用水。通过灌泵漏斗给离心泵灌水，排出泵内气体。(2)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。开启离心泵之前先将出 口阀关闭，当泵达到额定转速后方可逐步打开出口阀。(3)实验时，逐渐打开出口流量调节闸阀增大流量，待各仪表读数显示稳定后，读取相应数据。离心泵特性 实验主要获取实验数据为：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(Ho=0.1m)。(4)改变出口流量调节闸阀的开度，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、额定转速、扬程和功率等)，停泵前先将出口流量调节闸阀关闭。2.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1水箱；-灌泵漏斗;8泵进口压力表；9 温度计;2 离心泵;6 出口流量调节闸阀;离心泵结构与特性熟悉离心泵的使用掌握离心泵特性曲线测定方法了解电动调节阀的工作原理和使用方法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轴功率及效率与泵的流量性关系曲线只能依靠实验测定扬程的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为两截面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速度平方也很小故可忽略则有表值式中表示泵出口和进口间的位和流体密度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就可计算出泵的扬程分别为真空表压力表的安装冋度轴功率的测量与计算其中电为电功率表显示值代表电机传动效率可取电效率的计算泵的效率是泵的有效功率与坏。离心泵结构与特性熟悉离心泵的使用掌握离心泵特性曲线测定方法了解电动调节阀的工作原理和使用方法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轴功率及效率与泵的流量性关系曲线只能依靠实验测定扬程的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为两截面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速度平方也很小故可忽略则有表值式中表示泵出口和进口间的位和流体密度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就可计算出泵的扬程分别为真空表压力表的安装冋度轴功率的测量与计算其中电为电功率表显示值代表电机传动效率可取电效率的计算泵的效率是泵的有效功率与(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。(3)不要在出口流量调节闸阀关闭状态下长时间使泵运转，一般不超过三分钟，否则泵中液体循环温度升 高，易生气泡，使泵抽空。五、数据处理(1)记录实验原始数据如下表 1：实验日期：2016.10.10 实验人员：刘开宇 _ 学号：1410400g08 装置号：_ 离心泵型号=MS60/0.55，额定流量=60L/min，额定扬程=19.5,额定功率=0.55kW 泵进出口测压点高度差 H=0.1m，流体温度 t=30C 序号 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/min 1 6-10 135 0.750 2880 2 5.6-8 151 0.730 2880 3 5.2-7.9 165 0.723 2880 4 4.8-7 178 0.700 2880 5 4.4-6.1 189 0.686 2900 6 4-5.9 198 0.669 2900 7 3.6-5 206 0.645 2900 8 3.2-4.5 214 0.615 2900 9 2.8-4 221 0.583 2920 10 2-3.5 231 0.522 2940 11 1.2-3 238 0.468 2940 12 0.6-3 243 0.438 2940 (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 序号 流量 Q m3/h 扬程 H m 轴功率 N kW 泵效率n%1 6.27 16.34 0.814 32.44 2 5.85 17.91 0.792 34.09 3 5.43 19.47 0.784 34.74 4 5.02 20.82 0.759 35.42 5 4.63 22.26 0.760 34.93 6 4.21 23.26 0.741 34.03 7 3.79 24.06 0.714 32.86 8 3.37 24.91 0.680 31.72 9 2.97 26.01 0.659 30.15 10 2.13 27.47 0.602 25.06 2：离心泵结构与特性熟悉离心泵的使用掌握离心泵特性曲线测定方法了解电动调节阀的工作原理和使用方法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轴功率及效率与泵的流量性关系曲线只能依靠实验测定扬程的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为两截面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速度平方也很小故可忽略则有表值式中表示泵出口和进口间的位和流体密度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就可计算出泵的扬程分别为真空表压力表的安装冋度轴功率的测量与计算其中电为电功率表显示值代表电机传动效率可取电效率的计算泵的效率是泵的有效功率与11 1.28 28.23 0.540 17.23 12 0.64 28.81 0.505 9.40 六、实验报告 1.分别绘制一定转速下的 HQ、NQ、nQ 曲线 Q/m3/h 0.64 1.28 2.13 2.97 3.37 3.79 4.21 4.63 5.02 5.43 5.85 6.27 扬程/m 28.81 28.2 27.47 26.01 24.91 24.06 23.26 22.3 20.8 19.47 17.9 16.3 Q/m3/h 0.64 1.28 2.13 2.97 3.37 3.79 4.21 4.63 5.02 5.43 5.85 6.27 轴功率/kW 0.505 0.54 0.602 0.659 0.68 0.714 0.741 0.76 0.759 0.784 0.792 0.814 0.2 OJ 0 精选 0 12 3 49 8 7 6 5 43 a a a a 扬程H-流呈Q图 0 2 离心泵结构与特性熟悉离心泵的使用掌握离心泵特性曲线测定方法了解电动调节阀的工作原理和使用方法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轴功率及效率与泵的流量性关系曲线只能依靠实验测定扬程的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为两截面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速度平方也很小故可忽略则有表值式中表示泵出口和进口间的位和流体密度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就可计算出泵的扬程分别为真空表压力表的安装冋度轴功率的测量与计算其中电为电功率表显示值代表电机传动效率可取电效率的计算泵的效率是泵的有效功率与 泵效率/%9.4 17.23 25.06 30.15 31.72 32.86 34.03 34.93 35.42 34.74 34.09 40 2分析实验结果，判断泵最为适宜的工作范围。流量在 4.63m3/h 到 5.43m3/h 之间泵效率达到最高，因此为最适宜的工作范围。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？答:关闭阀门的原因从试验数据上分析：开阀门时，扬程极小，电机功率极大，可能会烧坏电机。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？答：因为空气密度小，所产生的离心力很小，在吸入口所形成的真空不足以将液体吸入泵内；泵不启动可 能是电路冋题或是泵本身已损坏。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？答：用出口阀门调解流量而不用泵前阀门调解流量保证泵内始终充满水，用泵前阀门调节过度时会造成泵 内出现负压，使叶轮氧化，腐蚀泵。还有的调节方式就是增加变频装置。Q/m3/h 0.64 1.28 2.13 2.97 3.37 3.79 4.21 4.63 5.02 5.43 5.85 6.27 32.44 卷25 N 15 离心泵结构与特性熟悉离心泵的使用掌握离心泵特性曲线测定方法了解电动调节阀的工作原理和使用方法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轴功率及效率与泵的流量性关系曲线只能依靠实验测定扬程的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为两截面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速度平方也很小故可忽略则有表值式中表示泵出口和进口间的位和流体密度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就可计算出泵的扬程分别为真空表压力表的安装冋度轴功率的测量与计算其中电为电功率表显示值代表电机传动效率可取电效率的计算泵的效率是泵的有效功率与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？答：不会，因为当泵完好时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受外网特性曲线影响。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？答：不合理，安装阀门会增大摩擦阻力，影响流量的准确性。3 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？答：不会变化，泵的压力及轴功率只跟流量有关，流量不变，则泵的压力及轴功率都不会变。离心泵结构与特性熟悉离心泵的使用掌握离心泵特性曲线测定方法了解电动调节阀的工作原理和使用方法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轴功率及效率与泵的流量性关系曲线只能依靠实验测定扬程的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为两截面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速度平方也很小故可忽略则有表值式中表示泵出口和进口间的位和流体密度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就可计算出泵的扬程分别为真空表压力表的安装冋度轴功率的测量与计算其中电为电功率表显示值代表电机传动效率可取电效率的计算泵的效率是泵的有效功率与