水泵性能测试系统设计毕业答辩.ppt





《水泵性能测试系统设计毕业答辩.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水泵性能测试系统设计毕业答辩.ppt(39页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、安徽理工大学毕业设计安徽理工大学毕业设计nIS50-32-200水泵性能测试系统设计n n 学院:机械工程学院学院:机械工程学院学院:机械工程学院学院:机械工程学院n n 专业:机设专业:机设专业:机设专业:机设07-1207-12班班班班n n 姓名:范祥雷姓名:范祥雷姓名:范祥雷姓名:范祥雷n n 指导老师:薛祖强指导老师:薛祖强指导老师:薛祖强指导老师:薛祖强n n本研究课题的主要内容:本研究课题的主要内容:n n本课题设计利用计算机技术、传感器技术、数据采集技术本课题设计利用计算机技术、传感器技术、数据采集技术等相结合的水泵系统测试台。主要完成如下内容:等相结合的水泵系统测试台。主要完
2、成如下内容:n n实现对水泵进、出口压力、流量、转速、电流、电压、功实现对水泵进、出口压力、流量、转速、电流、电压、功率的实时监测功能。率的实时监测功能。n n因此,本课题的主要任务是选用合适的测试手段与方法,因此,本课题的主要任务是选用合适的测试手段与方法,进行水泵性能参数试验台的管路及软硬件设计,实现实验进行水泵性能参数试验台的管路及软硬件设计,实现实验数据自动采集与数据处理,完成水泵性能参数测试及数据数据自动采集与数据处理,完成水泵性能参数测试及数据处理功能。处理功能。n n水泵的性能指标主要从以下几个方面考虑:水泵的性能指标主要从以下几个方面考虑:流量、扬程、流量、扬程、流量、扬程、流
3、量、扬程、功率、转速、效率。功率、转速、效率。功率、转速、效率。功率、转速、效率。管路参数选择n n根据水泵型号:根据水泵型号:IS50-32-200 IS50-32-200 查查阅有关资料得以下参数:阅有关资料得以下参数:叶轮名义直径(叶轮名义直径(mm)mm)排出口直径(排出口直径(mmmm)吸入口直径(吸入口直径(mmmm)单极单吸清水离心泵单极单吸清水离心泵试验管路的安装n n根据根据GB3216-89GB3216-89规定,对于标准的试验装置必须采取一切有效措施来规定,对于标准的试验装置必须采取一切有效措施来保证通过测量截面的液流具有如下特性:保证通过测量截面的液流具有如下特性:n
4、n(1 1)轴对称的速度分布;)轴对称的速度分布;n n(2 2)等静压分布;)等静压分布;n n(3 3)无装置引起的旋涡。)无装置引起的旋涡。n n装置的几何形状和泵两者都可能影响入口和出口测量截面处流型的完装置的几何形状和泵两者都可能影响入口和出口测量截面处流型的完整性。整性。n n对于从具有自由液面的池中或从设在闭式回路上液面静止的大容器中对于从具有自由液面的池中或从设在闭式回路上液面静止的大容器中引水的标准试验回路,建议入口直管段长度引水的标准试验回路,建议入口直管段长度L L按下式确定:按下式确定:n n L L(1.5K+5.51.5K+5.5)DDn n式中:式中:LL入口直管
5、段长度;入口直管段长度;1 1n n D D管路内直径;管路内直径;n n K K型式数。型式数。n n对于标准试验回路,国标规定:若入口节流阀一直保持全对于标准试验回路,国标规定:若入口节流阀一直保持全开状态,入口等径直管的长度取用不小于开状态,入口等径直管的长度取用不小于7D7D(DD为直管径)为直管径);若入口节流阀任意开度状态,入口等径直管的长度应不;若入口节流阀任意开度状态,入口等径直管的长度应不小于小于12D12D。我们从具有自由液面的水池引水,并要进行试。我们从具有自由液面的水池引水,并要进行试验,属于任意开度状态。因此,入口等径直管的长度取验,属于任意开度状态。因此,入口等径直
6、管的长度取20D=20 x50=1000mm20D=20 x50=1000mm。并且我们采用以下措施来避。并且我们采用以下措施来避免出现大的漩涡:免出现大的漩涡:n n(1 1)进口处使用整流栅;)进口处使用整流栅;n n(2 2)恰当地布置取压孔;)恰当地布置取压孔;n n(3 3)置泵出口等径管段长度取用)置泵出口等径管段长度取用5D=5x32=160mm5D=5x32=160mm。水泵性能参数测试台管路装置n n按照国标,水泵的实验装置主要分为:开式池式试验装置和闭式回路按照国标,水泵的实验装置主要分为:开式池式试验装置和闭式回路试验装置。试验装置。n n(1 1)开式池式试验装置:进口
7、吸水和出口排水不在同一水源或者两)开式池式试验装置:进口吸水和出口排水不在同一水源或者两者相距较远,对水源相互的影响几乎可以忽略。这种装置可以保证吸者相距较远,对水源相互的影响几乎可以忽略。这种装置可以保证吸入水流平稳,有效地去除漩涡的影响,并且设备简单,适合不同型号入水流平稳,有效地去除漩涡的影响,并且设备简单,适合不同型号水泵试验。但由于吸水和排水分开,占地面积大,并且受到环境条件水泵试验。但由于吸水和排水分开,占地面积大,并且受到环境条件的限制。的限制。n n(2 2)闭式回路式试验装置:进口吸水和出口排水在同一水源,水循)闭式回路式试验装置:进口吸水和出口排水在同一水源,水循环使用,这
8、种装置由于容器有限,使得进口进水受到出口水流的影响,环使用,这种装置由于容器有限,使得进口进水受到出口水流的影响,水流不平稳,容易产生漩涡,但另一方面该装置占地面积小,可在厂水流不平稳,容易产生漩涡,但另一方面该装置占地面积小,可在厂房内设置。在采取一定措施后也能保证试验精度。房内设置。在采取一定措施后也能保证试验精度。n n由于试验场地的限制,以及进口吸水和出口排水在同一个水源,水可由于试验场地的限制,以及进口吸水和出口排水在同一个水源,水可以循环使用且符合试验要求,故选择方案以循环使用且符合试验要求,故选择方案2 2闭式回路试验装置闭式回路试验装置闭式回路试验装置闭式回路试验装置水泵闭式回
9、路试验装置示意图CAD原图系统总体方案流程图无缝钢管的选择根据水泵进出口口径大小,查询机械设计手册4得:(1)直管的选择:选10号无缝钢管,表号G30.吸入管内径50mm,外径56mm,壁厚3mm;排出管内径32mm,外径38mm,壁厚3mm.(2)弯管的选择:公称通径(mm)外径(mm)内径(mm)壁厚(mm)弯曲半径(mm)结构长度(mm)吸入管50605247575排出管3242353.54848法兰选择根据直管公称通径的大小查询机械设计手册4得:选用平面对焊钢制管法兰(摘自GB9113.3-88)公称通径(mm)法兰外径(mm)螺栓孔中心园外径(mm)螺栓孔径(mm)螺栓数量螺纹Th法
10、兰厚度(mm)出口法兰32140100184M1618入口法兰50165125184M1620水箱设计为了保证水泵测试装置持续的水流,要求0.5h的时间,(所选IS50-32-200的流量为7.5 )计算水箱体积为V=0.5x7.5=3.75 4 。设计水箱为方形,其参数为1800 x1800 x1500,体积为4.86 ,见CAD图去除壁厚及管道体积,可知满足要求。实物图如下:垫片的选择垫片的选择n n根据法兰公称通径的大小,查询根据法兰公称通径的大小,查询机械设计手册机械设计手册4 4表表32.6-1232.6-12,选用,选用GB9126.1-88GB9126.1-88,材料为石棉橡胶垫
11、的,材料为石棉橡胶垫的平垫,即平面型钢制管法兰用石棉平垫,即平面型钢制管法兰用石棉橡胶垫片。橡胶垫片。n n入口和出口垫片参数选择如下:入口和出口垫片参数选择如下:公称通公称通公称通公称通径径径径(mm)mm)垫片内垫片内垫片内垫片内径径径径(mm)(mm)垫片外垫片外垫片外垫片外径径径径(mm)(mm)螺栓孔螺栓孔螺栓孔螺栓孔中心园中心园中心园中心园直径直径直径直径(mm)(mm)螺栓孔螺栓孔螺栓孔螺栓孔径径径径(mm)(mm)螺栓孔螺栓孔螺栓孔螺栓孔数数数数出口出口出口出口3232434314014010010018184 4入口入口入口入口505061611651651251251818
12、4 4实物图如下:阀门的选择阀门的选择根据直管公称通径的大小,查询机械设计手册4,选用Z15T-16型内螺纹暗杆楔式闸阀:n n产品参数产品参数产品参数产品参数:品牌:品牌:英络克,连接形英络克,连接形式式:螺纹,主体材料螺纹,主体材料:铸铁,公称通铸铁,公称通径径:15-50:15-50(mmmm),适用介质),适用介质:水,水,材质材质:铸铁,密封形式铸铁,密封形式:硬密封型,硬密封型,标准标准:国标,外形国标,外形:中型,流动方向中型,流动方向:双向,驱动方式双向,驱动方式:手动,零部件及手动,零部件及配件配件:手轮,用途手轮,用途:放水,压力环境放水,压力环境:常压,工作温度常压,工作
13、温度:常温,类型常温,类型(通通道位置道位置):):二通式,型号二通式,型号:Z15T-16:Z15T-16 型号型号公称公称通径通径(mm)(mm)管螺管螺纹纹尺寸(尺寸(mm)mm)重量重量(kgkg)L LH HDD0 0Z15T-Z15T-1616323211/411/4858514514580801.751.7550502 21101101901901001003.53.5水泵性能参数测量原理及传感器选择n n本次试验主要测量或本次试验主要测量或本次试验主要测量或本次试验主要测量或计算计算计算计算5 5个参数:流量、个参数:流量、个参数:流量、个参数:流量、扬程、功率、转速、扬程、功
14、率、转速、扬程、功率、转速、扬程、功率、转速、效率。其中效率是由效率。其中效率是由效率。其中效率是由效率。其中效率是由计算得到。计算得到。计算得到。计算得到。n n根据离心泵、混流根据离心泵、混流根据离心泵、混流根据离心泵、混流泵和轴流泵水力性能泵和轴流泵水力性能泵和轴流泵水力性能泵和轴流泵水力性能试验规范试验规范试验规范试验规范 精密级要精密级要精密级要精密级要求,精密级试验不宜求,精密级试验不宜求,精密级试验不宜求,精密级试验不宜超过的最大不确定度超过的最大不确定度超过的最大不确定度超过的最大不确定度值如右:值如右:值如右:值如右:量量量量最大容许极限最大容许极限最大容许极限最大容许极限流
15、量流量流量流量1.5%1.5%扬程扬程扬程扬程1%1%泵输入功率泵输入功率泵输入功率泵输入功率1.3%1.3%转速转速转速转速0.2%0.2%泵效率泵效率泵效率泵效率2.25%2.25%(1)流量的测量:)流量的测量:v参照GB/T3214-91水泵流量的测量方法,由于涡轮流量计测量流量比较简单和普遍,而且便于计算机数据采集,故我们选了涡轮流量计作为测试流量的传感器。v结构图如下:v出口是传感器壳体以螺纹和管道联结(用于管径40mm以下的联结),入口是以法兰联结的形式联结(用于管径40mm以上的联结)。n n涡轮流量计的结构如图所示,涡轮转轴的轴承由固定在壳涡轮流量计的结构如图所示,涡轮转轴的
16、轴承由固定在壳体上的导流器所支承,流体顺着导流器流过涡轮是,推动体上的导流器所支承,流体顺着导流器流过涡轮是,推动叶片使涡轮转动,其转速与流量成一定的函数关系,通过叶片使涡轮转动,其转速与流量成一定的函数关系,通过测量转速即可确定对应的流量。测量转速即可确定对应的流量。n n由于涡轮是被封闭在管道中,因此采用非接触式磁电检测由于涡轮是被封闭在管道中,因此采用非接触式磁电检测器来测量涡轮的转速。如图所示,在不导磁的管壳外面安器来测量涡轮的转速。如图所示,在不导磁的管壳外面安装的检测器是一个套有感应线圈的永久磁铁,涡轮的叶片装的检测器是一个套有感应线圈的永久磁铁,涡轮的叶片是用导磁材料制成的。若涡
17、轮转动,叶片每次经过磁铁下是用导磁材料制成的。若涡轮转动,叶片每次经过磁铁下面时,都要使磁路的磁阻发生一次变化,从而输出一个电面时,都要使磁路的磁阻发生一次变化,从而输出一个电脉冲。显然输出脉冲的频率与转速成正比,测量脉冲频率脉冲。显然输出脉冲的频率与转速成正比,测量脉冲频率即可确定瞬时流量,若累计一定时间内的脉冲数,便可得即可确定瞬时流量,若累计一定时间内的脉冲数,便可得到这段时间内的累计流量。到这段时间内的累计流量。测试方框图:v涡轮流量计的测量原理简介:通过测量涡轮的转速间接测量涡轮的流量,当管道中的流体流过流量计时,推动涡轮旋转,涡轮的旋转引起磁场的变化,产生一个个磁脉冲,然后通过磁电
18、转换装置转换成电脉冲,再经过放大输出到单片机中记录并显示。(2)扬程的测量:n n扬程就是单位重量的液体通过水泵后所获得的能量,或者就是水泵的扬程就是单位重量的液体通过水泵后所获得的能量,或者就是水泵的出口总水头(动能)与入口总水头的代数差,通常用出口总水头(动能)与入口总水头的代数差,通常用H H(水柱高)表(水柱高)表示,单位为示,单位为mm(米)。(米)。n n测量原理:对扬程的测量实际上就是对压力的测量,即对水泵进口、测量原理:对扬程的测量实际上就是对压力的测量,即对水泵进口、出口压力的测量。压力的单位为出口压力的测量。压力的单位为PaPa或者水柱高。常用压力测量仪表有或者水柱高。常用
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水泵 性能 测试 系统 设计 毕业 答辩

限制150内