化工原理实验 离心泵实验.ppt

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1、化工原理实验福州大学化工原理实验室二六年九月离心泵实验实验二离心泵实验实验二离心泵实验一、实验目的一、实验目的 六、操作要点六、操作要点二、可测定项目二、可测定项目 七、数据处理七、数据处理三、实验任务三、实验任务 八、报告要求八、报告要求四、实验原理四、实验原理 九、方案设计九、方案设计五、实验流程五、实验流程 十、化工管道泵十、化工管道泵福州大学化工原理实验室离心泵是应用最广泛的液体输送机械。其泵离心泵是应用最广泛的液体输送机械。其泵的主要性能包括流量、扬程、轴功率、有效功率、的主要性能包括流量、扬程、轴功率、有效功率、效率、转速等。每台泵都有自己的特性曲线，而效率、转速等。每台泵都有自己

2、的特性曲线，而泵使用时，又总是安装于某一特定的管路之中，泵使用时，又总是安装于某一特定的管路之中，因此管路也有管路特性曲线。掌握离心泵的工作因此管路也有管路特性曲线。掌握离心泵的工作原理、主要性能参数、特性曲线的测定及应用，原理、主要性能参数、特性曲线的测定及应用，离心泵工作点的选择，流量调节等都是每个学习离心泵工作点的选择，流量调节等都是每个学习化工原理的学生必须掌握的内容。化工原理的学生必须掌握的内容。一、实验目的一、实验目的1.1.熟悉离心泵的构造和操作。熟悉离心泵的构造和操作。2.2.学会离心泵特性曲线测定方法。学会离心泵特性曲线测定方法。3.3.学会管路特性曲线测定方法。学会管路特性

3、曲线测定方法。4.4.掌握单泵、串联泵、并联泵的实验操作掌握单泵、串联泵、并联泵的实验操作原理原理和和实验组织方法。实验组织方法。5.5.掌握在工程实际应用中如何根据管路性质选择掌握在工程实际应用中如何根据管路性质选择离心泵组合方式。离心泵组合方式。6.6.正确掌握用作图法处理实验数据正确掌握用作图法处理实验数据 。二、实验可测定项目二、实验可测定项目单泵实验单泵实验双泵串联扬程曲线的测定双泵串联扬程曲线的测定双泵并联扬程曲线的测定双泵并联扬程曲线的测定离心泵特性曲线的测定离心泵特性曲线的测定管道特性曲线的测定管道特性曲线的测定不同转速下的不同转速下的H-QH-Q曲线测定曲线测定双泵实验双泵实

4、验三、实验任务三、实验任务实验任务（实验任务（1 1）离心泵流量调节方式与能耗分析）离心泵流量调节方式与能耗分析1-31-3组同学可选择此项任务组同学可选择此项任务实验任务（实验任务（2 2）离心泵工作点的确定与调节）离心泵工作点的确定与调节 4-64-6组同学可选择此项任务组同学可选择此项任务实验任务（实验任务（3 3）离心泵串、并联组合操作特性研究）离心泵串、并联组合操作特性研究7-87-8组同学可选择此项任务组同学可选择此项任务实验任务的具体要求请参阅实验教材。实验任务的具体要求请参阅实验教材。1 1、离心泵特性曲线测定的实验方法设计。、离心泵特性曲线测定的实验方法设计。2 2、离离心心

5、泵泵性性能能与与转转速速的的近近似似比比例例定定律律影影响响离离心心泵泵效率的研究。效率的研究。3 3、离心泵的工作点确定与流量调节机理的研究。、离心泵的工作点确定与流量调节机理的研究。4 4、离心泵优化组合操作的研究。、离心泵优化组合操作的研究。5 5、高、低阻管路对离心泵组合操作影响的研究。、高、低阻管路对离心泵组合操作影响的研究。也可以从下列任务中自选一个，或根据实验设备也可以从下列任务中自选一个，或根据实验设备所能提供的测试项目，自行拟定研究方向。所能提供的测试项目，自行拟定研究方向。三、实验任务三、实验任务离心泵的特性方程是从理论上对离心泵中液体离心泵的特性方程是从理论上对离心泵中液

6、体质点的运动情况进行研究后，得出的离心泵压头与质点的运动情况进行研究后，得出的离心泵压头与流量的关系。离心泵的性能受到泵的内部结构、叶流量的关系。离心泵的性能受到泵的内部结构、叶轮形式和转速的影响。故在实际工作中，其内部流轮形式和转速的影响。故在实际工作中，其内部流动的规律比较复杂，实际压头要小于理论压头。因动的规律比较复杂，实际压头要小于理论压头。因此，离心泵的扬程尚不能从理论上作出精确计算，此，离心泵的扬程尚不能从理论上作出精确计算，需要实验测定。需要实验测定。四、实验原理四、实验原理四、实验原理四、实验原理 在一定转速下，泵的扬程、功率、效率与其流量在一定转速下，泵的扬程、功率、效率与其

7、流量之间的关系，即为特性曲线。之间的关系，即为特性曲线。（1 1）扬程：泵的扬程可由进、出口间的能量衡算求得：）扬程：泵的扬程可由进、出口间的能量衡算求得：其中：为离心泵出口的压力其中：为离心泵出口的压力 m 为离心泵进口的压力为离心泵进口的压力 m 为两测压口间的垂直距离为两测压口间的垂直距离 m 1 1、离心泵特性曲线的测定、离心泵特性曲线的测定（2 2）功率）功率:四、实验原理四、实验原理 电机效率，取电机效率，取0.9；联轴节传动装置的效率，取联轴节传动装置的效率，取1.0；（3 3）效率：）效率：在实验报告和考试中，图上缺少任何一小部分，都将被扣分。在实验报告和考试中，图上缺少任何一

8、小部分，都将被扣分。四、实验原理四、实验原理离心泵的特性曲线只是泵本身的特性，与管路情离心泵的特性曲线只是泵本身的特性，与管路情况无关。而离心泵的实际工作情况是由泵的特性和管况无关。而离心泵的实际工作情况是由泵的特性和管路本身的特性共同决定的。因此，本实验的另一个目路本身的特性共同决定的。因此，本实验的另一个目的就是学会管路特性曲线的测定。的就是学会管路特性曲线的测定。管路特性曲线方程管路特性曲线方程:式中：式中：由管路两端实际条件决定。由管路两端实际条件决定。由管路情况决定，当液体处于高度湍动时，为常数。由管路情况决定，当液体处于高度湍动时，为常数。2 2、管路特性曲线的测定、管路特性曲线的

9、测定:四、实验原理四、实验原理离心泵使用时总是安离心泵使用时总是安装于某一特定的管路中，装于某一特定的管路中，它提供了液体在管路中流它提供了液体在管路中流动所需的机械能量。若把动所需的机械能量。若把离心泵的特性曲线与管路离心泵的特性曲线与管路特性曲线标绘于同一坐标特性曲线标绘于同一坐标中，如图所示，两曲线交中，如图所示，两曲线交点点 P P 即为离心泵在管路中即为离心泵在管路中的工作点。的工作点。P1单泵特性曲线单泵特性曲线2管路特性曲线管路特性曲线P3 3、离心泵工作点的确定、离心泵工作点的确定:12CP四、实验原理四、实验原理4 4、不同转速下的、不同转速下的H-QH-Q曲线的测定：曲线的

10、测定：离心泵特性曲线离心泵特性曲线是在一定转速下测是在一定转速下测定的，当转速定的，当转速 n n 变变化时，其化时，其Q Q、H H、N N也也随之发生变化。随之发生变化。四、实验原理四、实验原理在同一管路上两在同一管路上两台型号相同的离心台型号相同的离心泵串联操作。图中泵串联操作。图中:11单泵特性曲线单泵特性曲线22串联泵特性曲线串联泵特性曲线33管路特性曲线管路特性曲线2135 5、离心泵的串联、离心泵的串联:四、实验原理四、实验原理在同一管路上两在同一管路上两台型号相同的离心台型号相同的离心泵并联操作。图中泵并联操作。图中:11单泵特性曲线单泵特性曲线22并联泵特性曲线并联泵特性曲线

11、33管路特性曲线管路特性曲线3216 6、离心泵的并联、离心泵的并联:四、实验原理四、实验原理相同相同H H时，时，并联并联的流的流量为单泵的两倍；并联以量为单泵的两倍；并联以后后管路管路中的中的Q Q与与H H均可增加，均可增加，但流量但流量Q Q达不到单泵的两达不到单泵的两倍。倍。串联并联单泵相同相同Q Q时，时，串联串联的扬的扬程为单泵的两倍；串联以程为单泵的两倍；串联以后后管路管路中的中的Q Q与与H H均可增加，均可增加，但扬程但扬程H H达不到单泵的两达不到单泵的两倍。倍。7 7、泵串、并联的特点：、泵串、并联的特点：五、实验流程五、实验流程 单泵实验流程单泵实验流程五、实验流程五

12、、实验流程 双泵串联实验流程双泵串联实验流程五、实验流程五、实验流程 双泵并联实验流程双泵并联实验流程六、实验操作要点及注意事项六、实验操作要点及注意事项 1 1检检查查水水箱箱内内的的水水位位是是否否合合适适，出出口口阀阀是是否否已已关关闭，然后按下闭，然后按下“离心泵离心泵”按钮，开启离心泵。按钮，开启离心泵。2 2测测定定离离心心泵泵特特性性曲曲线线时时，通通过过改改变变出出口口调调节节阀阀开开度度来来调调节节流流量量，在在恒恒定定转转速速下下进进行行实实验验，测测取取1010组数据。最大流量和最小流量必须要测。组数据。最大流量和最小流量必须要测。3 3测测定定管管路路特特性性曲曲线线时

13、时，应应将将流流量量调调节节阀阀固固定定在在某某一一开开度度，（若若测测低低阻阻管管，将将阀阀门门打打开开80%80%，高高阻阻管管将将阀阀门门打打开开20%20%）通通过过改改变变离离心心泵泵的的频频率率来改变流量，测取来改变流量，测取7 7组数据。组数据。（一）操作要点（一）操作要点（二）注意事项（二）注意事项六、实验操作要点及注意事项六、实验操作要点及注意事项4 4进行双泵的串联与并联的实验时（只有进行双泵的串联与并联的实验时（只有1 1和和3 3设备可以进行泵的串、并联实验），其方法与测设备可以进行泵的串、并联实验），其方法与测量单泵的特性曲线相似，只是流程上有所差异。量单泵的特性曲线

14、相似，只是流程上有所差异。1.1.开开泵泵、停停泵泵都都应应当当在在流流量量调调节节阀阀关关闭闭的的情情况况下下进进行。（行。（为什么？为什么？）2.2.变变频频仪仪的的最最大大输输出出频频率率不不要要超超过过50Hz50Hz，最最小小不不要要低低于于25Hz25Hz，以以免免损损坏坏离离心心泵泵和和电电机机。建建议议7 7个个数数据据点分布为：点分布为：5050、4545、4040、3636、3232、2929和和27Hz27Hz。3.3.应缓慢打开流量调节阀应缓慢打开流量调节阀,以免传感器进水而损坏。以免传感器进水而损坏。七、实验数据处理七、实验数据处理扬程扬程：泵安装在水箱液面以下，泵安

15、装在水箱液面以下，对它的读数是否有影响对它的读数是否有影响？流量流量：轴功率轴功率：取取 0.9取取 1.0泵效率泵效率：七、实验数据处理七、实验数据处理密度密度：可查表或按下式计算：可查表或按下式计算管路特性曲线方程管路特性曲线方程:本实验的本实验的C值很小，值很小，为什么？为什么？数据处理注意事项数据处理注意事项1 1、将计算示例放在附录部分。、将计算示例放在附录部分。2 2、每每种种计计算算类类型型只只要要处处理理其其中中一一组组数数据据，也也就就是是说说扬扬程程、流流量量、轴轴功功率率、有有效效功功率率、效效率率等等每每种种都都只要计算其中一组即可。只要计算其中一组即可。3 3、在在开

16、开始始计计算算之之前前，要要说说明明“以以什什么么表表的的第第某某组组数数据据为为例例”，然然后后写写出出原原始始数数据据。每每一一计计算算过过程程都都应包括：公式、数据代入、答案和单位。应包括：公式、数据代入、答案和单位。4 4、同同组组同同学学应应取取不不同同组组数数据据进进行行处处理理。否否则则按按计计算算雷同扣分。雷同扣分。数据处理注意事项数据处理注意事项5 5、本本实实验验离离心心泵泵安安装装在在液液面面以以下下，如如下下图图所所示示。实实验验前前为为校校正正仪仪表表，通通常常将将真真空空表表的的读读数数调调零零，因因此此，在在计计算算扬扬程程时时，应应考考虑虑被被调调零零引引起起的

17、的误误差差，所所以以扬扬程程按按下下式式计计算算：(请请自自行行分分析析为为什什么么要减去要减去h h？)数据处理注意事项数据处理注意事项 6 6、若要回归离心泵特性曲线、若要回归离心泵特性曲线 和管路特性曲线和管路特性曲线 的方程，的方程，可以使用最小二乘法，设可以使用最小二乘法，设 对对于于管管路路特特性性曲曲线线，由由于于已已知知C C值值，当当液液体体处处于于高高度度湍湍动动时时，D为为常常数数，因因此此也也可可以以根根据据实实验验测测出出的的一一系系列列He和和Q值值，来来计计算算D值，但要注意值，但要注意Q值和值和D值的单位要统一。值的单位要统一。数据处理注意事项数据处理注意事项

18、7 7、在在实实验验任任务务(3)(3)中中有有一一实实例例计计算算“总总长长为为10m10m（或（或100m100m）（均包括局部阻力在内）（均包括局部阻力在内）”。要要求求同同一一组组同同学学中中，应应当当有有一一半半同同学学计计算算10m10m的，另一半计算的，另一半计算100m100m的，这样可以进行比较。的，这样可以进行比较。在在计计算算管管路路特特性性曲曲线线时时，可可取取0.020.02，流流速速可按下式计算：可按下式计算：八、实验报告要求八、实验报告要求实验报告按小论文格式撰写。实验报告按小论文格式撰写。实验报告总的要求同流体阻力实验。实验报告总的要求同流体阻力实验。实验报告中

19、至少要有三张图实验报告中至少要有三张图:单泵和双泵实验流程单泵和双泵实验流程图、泵特性曲线图、组合图图、泵特性曲线图、组合图（单泵、串联泵、并联（单泵、串联泵、并联泵、高阻管和低阻管的泵、高阻管和低阻管的HQ曲线图）。曲线图）。结果讨论时应尽量用自己上述的三张图，自己的实结果讨论时应尽量用自己上述的三张图，自己的实验结果图不够说明问题时，可以引用其他资料的图。验结果图不够说明问题时，可以引用其他资料的图。装订顺序为：装订顺序为：封面、任务书、论文、附录，封面、任务书、论文、附录，实验原实验原始数据记录表。装订位置在左侧。始数据记录表。装订位置在左侧。九、实验方案设计的格式九、实验方案设计的格式

20、实验名称：实验名称：离心泵实验离心泵实验实验小组成员：实验小组成员：方案设计时间：方案设计时间：一一.实验方案设计思路实验方案设计思路二二.实验所需仪器、设备实验所需仪器、设备 三三.实验应测试的参数实验应测试的参数四四.实验步骤实验步骤 五五.实验注意事项实验注意事项要测哪些参数，为什么要测哪些参数，为什么？（用公式表达）？（用公式表达）原始数据记录表（应包原始数据记录表（应包括符号和单位）括符号和单位）实验设计方案实验设计方案,用用A4A4复印纸书写。复印纸书写。纸张左侧留纸张左侧留2cm2cm装订位置。装订位置。十、立式管道化工泵十、立式管道化工泵1.1.取压塞取压塞 2.2.排气阀排气

21、阀 3.3.叶轮叶轮 4.4.机械密封机械密封 5.5.挡水圈挡水圈 6.6.电机电机 7.7.轴轴 8.8.联体座联体座9.9.叶轮螺母叶轮螺母 10.10.泵泵 体体 11.11.放放水阀水阀IHGIHG单级单吸管道化工泵单级单吸管道化工泵 IHG立式化工泵，适用于轻纺、石油、化工、立式化工泵，适用于轻纺、石油、化工、医药、卫生、食品、炼油等工业输送化学腐蚀性医药、卫生、食品、炼油等工业输送化学腐蚀性液体，介质温度为液体，介质温度为-20+120。上海东方泵业制造有限公司上海东方泵业制造有限公司IHG 32-125 管道离心泵管道离心泵流量流量 4.5m3h 配用功率配用功率 0.75 Kw扬程扬程 20m 转速转速2900 r/min