YUY-HM282離心泵特性曲線測定實驗臺指導書
一、實驗目的
1、熟悉離心泵的操作，了解離心泵的結構和特性；
2、測定一定轉(zhuǎn)速下的離心泵特性曲線；
3、測定不同轉(zhuǎn)速下的管路特性曲線。
二、實驗原理
1、離心泵的特性曲線
離心泵是最常用的一種液體輸送設備。它的主要特性參數(shù)包括流量Q、揚程H、軸功率N及效率η。在一定的轉(zhuǎn)速下，H、N及η均隨實際流量Q的變化而變化。通過實驗測定出H~Q、N~Q及η~Q之間的關系，并以曲線表示之，即為泵的特性曲線。特性曲線是確定泵的適宜操作條件和選用離心泵的重要依據(jù)。
測定泵特性曲線的具體方法為：
測得不同流量下泵的入口真空度和出口壓強，在泵的吸入口和壓出口之間列柏努利方程
上式中
是泵的吸入口和壓出口之間管路內(nèi)的流體流動阻力，與柏努力方程中其它項比較，
值很小，故可忽略。于是上式變?yōu)椋?br />
將測得的
和
的值以及計算所得的
代入上式即可求得H的值。
功率表測得的功率為電動機的輸入功率。由于泵由電動機直接帶動，傳動效率可視為1，所以電動機的輸出功率等于泵的軸功率。即：
泵的軸功率N=電動機的輸出功率，KW
電動機的輸出功率=電動機的輸入功率×電動機的效率。
泵的軸功率=功率表的讀數(shù)×電動機效率，KW。
的測定：
式中：
—泵的效率；
N—泵的軸功率，KW
Ne—泵的有效功率KW
H—泵的有效功率，KW
Q—泵的流量，m
3/s
—水的密度，kg/m
3
2、管路特性曲線
當離心泵安裝在特定的管路系統(tǒng)中工作時，實際的工作壓頭和流量不僅與離心泵本身的性能有關，還與管路特性有關。對一定的管路系統(tǒng)列伯努利方程，可導出：
操作條件一定時，K和B均為常數(shù)。
本實驗通過改變轉(zhuǎn)速來改變泵的特性曲線，從而得出管路特性曲線。
具體測定時，固定閥門某一開度不變，改變泵的轉(zhuǎn)速，測出各轉(zhuǎn)速下的流量、泵的入口真空度、出口壓力及電機的輸入功率，即可求出管路特性。
三、實驗裝置
1.設備參數(shù)：
(1)離心泵：流量Q=4m
3/h ，揚程H=8m，軸功率N=168w
(2)真空表測壓位置管內(nèi)徑d
1=0.025m
(3)壓強表測壓位置管內(nèi)徑d
2=0.025m
(4)真空表與壓強表測壓口之間的垂直距離h
0=0.25m
(5)實驗管路d=0.040m
(6)電機效率為60%
2. 流量測量
采用渦輪流量計測量流量
3. 功率測量
功率表：型號 PS-139 精度1.0級
4. 泵吸入口真空度的測量
真空表：表盤真徑-100mm測量范圍-0.1-0MPa 精度1.5級
5. 泵出口壓力的測量
壓力表：表盤直徑-100mm測量范圍0-0.25MPa 精度1.5級
2、實驗設備流程圖
流程示意圖見圖一。
1-水箱；2-泵入口表閥；3-離心泵；4-泵入口壓力傳感器；5-泵出口表閥；6-泵入口真空表；7-泵出口壓力表；8-泵出口壓力傳感器；9-智能流量調(diào)節(jié)閥；10-渦輪流量計；11-水箱排水閥；12-手動流量調(diào)節(jié)閥；
水泵3將水槽內(nèi)的水輸送到實驗系統(tǒng)，用智能流量調(diào)節(jié)閥9（手動流量調(diào)節(jié)閥12）調(diào)節(jié)流量，流體經(jīng)渦輪流量計10計量后，流回儲水槽。
儀表柜示意圖二
四、實驗方法與步驟
實驗前準備：
1. 向儲水槽內(nèi)注入水（條件允許的情況下最好用蒸餾水）。
2. 檢查智能流量調(diào)節(jié)閥9（手動流量調(diào)節(jié)閥12），壓力表7及真空表6的開關是否關閉(應關閉)。
3. 啟動實驗裝置總電源。
手動實驗方法及步驟：
1、用變頻調(diào)速器上∧、∨及＜鍵設定頻率50HZ后，按泵開關啟動離心泵，按調(diào)頻器上run鍵，將手動調(diào)節(jié)閥12全開。待系統(tǒng)內(nèi)流體穩(wěn)定，打開壓力表和真空表的開關，方可測取數(shù)據(jù)。
2、測取數(shù)據(jù)的順行可從最大流量至0，或反之。一般測10~20組數(shù)據(jù)。
3、每次在穩(wěn)定的條件下同時記錄：流量、壓力表、真空表、功率表的讀數(shù)及流體溫度。
4、將流量定在8-9mL/min之間，用變頻調(diào)速器上∧、∨及＜鍵設定頻率，從大到小，測定系列數(shù)據(jù)。每次在穩(wěn)定的條件下同時記錄：流量、壓力表、真空表、功率表的讀數(shù)及流體溫度。
5、實驗結束，關閉流量調(diào)節(jié)閥，停泵，切斷電源。
五、使用實驗設備注意事項
1. 該裝置電路采用五線三相制配電，實驗設備應良好地接地。
2. 使用變頻調(diào)速器時一定注意FWD指示燈亮，切忌按FWD REV鍵REV指示燈亮，電機反轉(zhuǎn)。
3. 啟動離心泵前，關閉壓力表和真空表的開關，以免損壞壓強表。
離心泵性能測定實驗數(shù)據(jù)記錄
|
序號 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
水溫0C |
26 |
26.3 |
26.6 |
26.8 |
27 |
27.1 |
27.2 |
|
r kg/m3 |
996.7 |
996.7 |
996.7 |
996.7 |
996.5 |
996.5 |
996.5 |
|
序號 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
水溫0C |
27.2 |
27.2 |
27.5 |
27.8 |
28 |
28.1 |
28.3 |
28.4 |
|
r kg/m3 |
996.5 |
996.5 |
996.5 |
996.5 |
996.2 |
996.2 |
996.2 |
996.2 |
表1離心泵性能測定實驗數(shù)據(jù)記錄
水溫：27.4
0C水的密度：996.5kg/m
3
序
號 |
入口壓力P1 |
出口壓力P2 |
電機功率 |
流量Q |
壓頭H |
泵軸功率N |
泵有效功率Ne |
η |
|
(MPa) |
(MPa) |
(KW) |
(m3/h) |
(m) |
（KW） |
（KW） |
(%) |
|
1 |
-26.2 |
52.0 |
0.76 |
9.60 |
8.2535 |
0.456 |
0.2152 |
47.193 |
|
2 |
-23.9 |
65.8 |
0.75 |
9.08 |
9.4305 |
0.450 |
0.2326 |
51.682 |
|
3 |
-21.4 |
78.4 |
0.75 |
8.58 |
10.4641 |
0.450 |
0.2438 |
54.189 |
|
4 |
-19.2 |
89.0 |
0.74 |
8.08 |
11.3239 |
0.444 |
0.2485 |
55.970 |
|
5 |
-16.7 |
101.5 |
0.73 |
7.55 |
12.3473 |
0.438 |
0.2531 |
57.795 |
|
6 |
-14.7 |
111.7 |
0.71 |
7.05 |
13.1866 |
0.426 |
0.2524 |
59.259 |
|
7 |
-12.7 |
120.9 |
0.70 |
6.58 |
13.9235 |
0.420 |
0.2488 |
59.233 |
|
8 |
-10.8 |
130.8 |
0.68 |
6.08 |
14.7422 |
0.408 |
0.2434 |
59.655 |
|
9 |
-9.2 |
138.6 |
0.66 |
5.60 |
15.3768 |
0.396 |
0.2338 |
59.048 |
|
10 |
-7.6 |
147.8 |
0.64 |
5.09 |
16.1546 |
0.384 |
0.2233 |
58.147 |
|
11 |
-6.2 |
155.6 |
0.62 |
4.59 |
16.8096 |
0.372 |
0.2095 |
56.321 |
|
12 |
-4.8 |
162.6 |
0.59 |
4.07 |
17.3828 |
0.354 |
0.1921 |
54.253 |
|
13 |
-3.7 |
169.4 |
0.57 |
3.57 |
17.9661 |
0.342 |
0.1741 |
50.911 |
|
14 |
-2.7 |
175.2 |
0.54 |
3.07 |
18.4574 |
0.324 |
0.1538 |
47.476 |
|
15 |
-1.9 |
181.4 |
0.51 |
2.56 |
19.0101 |
0.306 |
0.1321 |
43.173 |
表2管路特性曲線測定實驗數(shù)據(jù)記錄
水溫：29
0C水的密度：996.0kg/m
3
|
序號 |
電機頻率 |
電機功率 |
入口壓力P1 |
出口壓力P2 |
流量Q |
壓頭H |
|
Hz |
KW |
(MPa) |
(MPa) |
(m3/h) |
(m) |
|
1 |
50 |
0.79 |
-20.7 |
80.3 |
8.48 |
10.3370 |
|
2 |
47 |
0.70 |
-18.9 |
72.1 |
7.99 |
9.3135 |
|
3 |
44 |
0.55 |
-16.6 |
63.0 |
7.50 |
8.1468 |
|
4 |
41 |
0.46 |
-14.4 |
54.8 |
7.02 |
7.0824 |
|
5 |
38 |
0.38 |
-12.5 |
47.1 |
6.53 |
6.0998 |
|
6 |
35 |
0.30 |
-10.7 |
39.7 |
6.02 |
5.1582 |
|
7 |
32 |
0.23 |
-8.9 |
32.6 |
5.52 |
4.2474 |
|
8 |
29 |
0.19 |
-7.3 |
26.9 |
5.01 |
3.5002 |
|
9 |
26 |
0.14 |
-5.9 |
20.9 |
4.50 |
2.7429 |
|
10 |
23 |
0.12 |
-4.6 |
15.6 |
3.98 |
2.0674 |
|
11 |
20 |
0.10 |
-3.5 |
11.2 |
3.44 |
1.5045 |
|
12 |
17 |
0.07 |
-2.4 |
7.5 |
2.90 |
1.0132 |
|
13 |
14 |
0.05 |
-1.6 |
4.5 |
2.35 |
0.6243 |
|
14 |
11 |
0.04 |
-0.8 |
2.2 |
1.76 |
0.3070 |
|
15 |
8 |
0.01 |
-0.3 |
0.4 |
1.14 |
0.0716 |
實驗分析
一．離心泵的特性曲線
根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出H—Q曲線，N—Q曲線，h—Q曲線，如右圖。由圖可知離心泵的揚程H隨著流量Q的增大而減??；在一定的流量范圍內(nèi)，離心泵的軸功率N隨著流量Q的增大而增大；離心泵的效率h與流量Q呈二次函數(shù)關系，效率h先隨著流量Q的增大而提高，并在流量Q=6.2m
3/h時達到最大，之后增大流量Q效率h減小。適宜操作區(qū)為Q=5.0~7.5m
3/h，此時離心泵的效率在一個最大的范圍。
二．管路特性曲線
由實驗數(shù)據(jù)做出H
e—Q曲線，由圖可知：離心泵的實際揚程H
e與流量Q呈二次函數(shù)關系，He=K+BQ
2，（K，B均為常數(shù)），流量Q越大，實際揚程H
e越大。
