一、實驗目的
1.1能進行離心泵特性曲線測定實驗，測出揚程與流量、功率與流量以及離心泵效率與流量的關系曲線圖；
1.2學習工業(yè)上流量、功率、轉速、壓力和溫度等參數(shù)的丈量方法，使學生了解渦輪流量計、電動調節(jié)閥以及相關儀表的原理和操作。
二、基本原理
離心泵的特性曲線是選擇和使用離心泵的重要依據(jù)之一，其特性曲線是恒定轉速下泵的揚程H軸功率N及效率η與泵的流量Q之間的關系曲線，流體在泵內(nèi)流動規(guī)律的宏觀表示形式。由于泵內(nèi)部流動情況復雜，不能用理論方法推導出泵的特性關系曲線，只能依靠實驗測定。
2.1揚程H測定與計算取離心泵進口真空表和入口壓力表處為
12兩截面，列機械能衡算方程：由于兩截面間的管子較短，通常可忽略阻力項h f 速度平方差也很小，故也可忽略，則有由上式可知，只要直接讀出真空表和壓力表上的數(shù)值，及兩表的裝置高度差，就可計算出泵的揚程。
2.2軸功率N丈量與計算其中，N電為電功率表顯示值，k代表電機傳動效率，可取。95.0＝k
2.3效率η的計算泵的效率η是泵的有效功率Ne與軸功率N比值。有效功率Ne單位時間內(nèi)流體經(jīng)過泵時所獲得的實際功率，軸功率N單位時間內(nèi)泵軸從電機得到功，兩者差異反映了水力損失、容積損失和機械損失的大小。
泵的有效功率Ne可用下式計算：
2.4 轉速改變時各參數(shù)的換算
離心泵的特性曲線是定轉速下的實驗測定所得。但是實際上感應電動機在轉矩改變時，其轉速會有變化，這樣隨著流量Q變化，多個實驗點的轉速n將有所差異，因此在繪制特性曲線之前，須將實測數(shù)據(jù)換算為某一定轉速n′下（可取離心泵的額定轉速2900rpm數(shù)據(jù)。換算關系如下：
三、實驗方法
3.1
實驗準備：
1實驗用水準備：清洗水箱，并加裝實驗用水。2離心泵排氣：通過灌泵漏斗給離心泵灌水，排出泵內(nèi)氣體。
3.2開始實驗：1儀表自檢情況，打開泵進口閥，關閉泵出口閥，試開離心泵，檢查電機運轉時聲音是否正常，離心泵運轉的方向是否正確。2開啟離心泵，當泵的轉速達到額定轉速后，打開入口閥。3實驗時，通過組態(tài)軟件或儀表逐漸改變?nèi)肟诹髁空{節(jié)閥的開度，使泵入口流量從1000L/h逐漸增大到4000L/h每次增加500L/h每一個流量下，待系
統(tǒng)穩(wěn)定流動5分鐘后，讀取相應數(shù)據(jù)。離心泵特性實驗主要需獲取的實驗數(shù)據(jù)為：流量Q泵進口壓力p1泵出口壓力p2電機功率N電、泵轉速n及流體溫度t和兩測壓點間高度差H0H0＝0.1m4實驗結束，先關閉入口流量調節(jié)閥，再停泵。然后記錄下離心泵的型號，額定流量、額定轉速、揚程和功率等。
四、實驗數(shù)據(jù)記錄與實驗數(shù)據(jù)處置
4.1數(shù)據(jù)記錄序號流體溫度/℃
水泵進口壓力P1 KPa
水泵入口壓力P2 KPa
水泵的功率KW
管壓降KPa
流體流量m3/h
水泵轉速rpm
1
28.7
-4.3
220.5
0.435
0.18
1.00
2000
2
29.4
-4.4
216.5
0.456
0.41
1.50
1980
3
30.4
-4.6
211.3
0.481
0.73
1.98
1920
4
30.9
-4.9
206.1
0.509
1.12
2.50
1880
5
31.2
-5.2
199.5
0.535
1.60
3.00
1860
6
31.5
-5.6
192.6
0.563
2.13
3.50
1860
7
31.7
-6.1
184.9
0.586
2.70
4.00
1860
8
31.9
-6.7
175.6
0.608
3.37
4.50
1860
9
32.2
-7.3
165.0
0.628
4.10
5.00
1860
4.2數(shù)據(jù)處置
4.2.1根據(jù)原理局部的公式，依照比例定律校合轉速后，計算各流量下的揚程、軸功率與效率。實驗次數(shù)密度㎏/m3 揚程H/m 軸功率N/KW 泵效率η泵效率η
1
996.025 23.1303
0.41325
0.151762
0.151762
2
995.85
22.7348
0.4332
0.213408
0.213408
3
995.56
22.2289
0.45695
0.261039
0.261039
4
995.385
21.7304
0.48355
0.304426
0.304426
5
995.28
21.0868
0.50825
0.337228
0.337228
6
995.175
20.4225
0.53485
0.36205
0.36205
7
995.105
19.6857
0.5567
0.383161
0.383161
8
995.035
18.7949
0.5776
0.396631
0.396631
9
994.93
17.7712
0.5966
0.403385
0.403385
1揚程與流量關系圖H-Q
1揚程與流量關系圖
H-Q
揚程與流量的關系圖
0.0000
5.0000
10.0000
15.0000
20.0000
25.0000
1
1.5
1.98
2.5
3
3.5
4
4.5
5
m3/h
m揚程與流量的
關系圖
2電機功率與流量關系圖
N-Q
電機功率與流量關系圖
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
1
1.5
1.98
2.5
3
3.5
4
4.5
5m3/h
KW
電機功率與流量關
系圖
3泵效率與流量關系圖
η
-Q
泵的效率與流量關系圖
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
1
1.5
1.98
2.5
3
3.5
4
4.55m3/h泵的效率與流量關系圖
4.2.2分析實驗結果，判斷泵最佳工作范圍由泵的效率與流量關系圖可得，流量1.00-5.00m3/h范圍內(nèi)，泵的效率逐漸升高，但在4.0-5.0區(qū)間內(nèi)，泵的效率趨于平緩；而在電機功率與流量關系圖中，電機的效率隨著流量的升高而升高。由此在實驗范圍內(nèi)我可判定泵的最佳工作范圍在流量控制在4.5-5.0m3/h內(nèi)。
五、思考題 |
