离心泵特性测定实验报告

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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：

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一、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。

二、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η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：

pupuz111Hz222hf （1－1）

g2gg2g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 H(z2z1)22p2p1 g H0H1(表值）H2 （1－2）

式中： H0z2z1，表示泵出口和进口间的位差，m；和

ρ——流体密度，kg/m ； g——重力加速度 m/s；

p1、p2——分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa；

H1、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、压力表的安装高度，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。 2．轴功率N的测量与计算

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NN电k （W） （1－3）

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。

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3．效率η的计算

泵的效率η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。

泵的有效功率Ne可用下式计算：

NeHQg （1－4）

故泵效率为 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：

HQg100% （1－5） N流量 Q'Qn （1－6） nn2HH() （1－7） 扬程

n轴功率 NN(n3) （1－8） n效率 Q'HgQHg （1－9） NN

三、实验装置与流程

离心泵特性曲线测定装置流程图如下：

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1－水箱； 2－离心泵；3－转速传感器；4－泵出口压力表； 5－玻璃转子流量计；6－出口流量调节闸阀；7－灌泵漏斗；8－泵进口压力表；9－温度计；

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p1、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H0（H0＝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

轮被固体颗粒损坏。

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（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H0= 0.1m ，流体温度t＝ 30℃

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6 5.6 5.2 4.8 4.4 4 3.6 3.2 2.8 2 1.2 0.6 流量Q 3m/h 泵进口压力p1 kPa -10 -8 -7.9 -7 -6.1 -5.9 -5 -4.5 -4 -3.5 -3 -3 泵出口压力p2 kPa 135 151 165 178 189 198 206 214 221 231 238 243 电机功率N电 泵转速n kW r/min 0.750 0.730 0.723 0.700 0.686 0.669 0.645 0.615 0.583 0.522 0.468 0.438 2880 2880 2880 2880 2900 2900 2900 2900 2920 2940 2940 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2：

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 流量Q’ 3m/h 6.27 5.85 5.43 5.02 4.63 4.21 3.79 3.37 2.97 2.13 扬程H’ m 16.34 17.91 19.47 20.82 22.26 23.26 24.06 24.91 26.01 27.47 轴功率N’ kW 0.814 0.792 0.784 0.759 0.760 0.741 0.714 0.680 0.659 0.602 泵效率η’ % 32.44 34.09 34.74 35.42 34.93 34.03 32.86 31.72 30.15 25.06 专业资料 值得拥有

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1.28 0.64 28.23 28.81 0.540 0.505 17.23 9.40 六、实验报告

1．分别绘制一定转速下的H～Q、N～Q、η～Q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 轴功率/kW

0.64 1.28 2.13 2.97 3.37 3.79 4.21 4.63 5.02 5.43 5.85 6.27 0.505 0.54 0.602 0.659 0.68 0.714 0.741 0.76 0.759 0.784 0.792 0.814

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Q/m3/h 泵效率/%

0.64 1.28 2.13 2.97 3.37 3.79 4.21 4.63 5.02 5.43 5.85 6.27 9.4 17.23 25.06 30.15 31.72 32.86 34.03 34.93 35.42 34.74 34.09 32.44

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问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

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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。

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。

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。

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