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YUY-HM282离心泵特性曲线测定实验台指导书


一、实验目的
1、熟悉离心泵的操作,了解离心泵的结构和特性;
2、测定一定转速下的离心泵特性曲线;
3、测定不同转速下的管路特性曲线。
二、实验原理
1、离心泵的特性曲线
离心泵是最常用的一种液体输送设备。它的主要特性参数包括流量Q、扬程H、轴功率N及效率η。在一定的转速下,H、N及η均随实际流量Q的变化而变化。通过实验测定出H~Q、N~Q及η~Q之间的关系,并以曲线表示之,即为泵的特性曲线。特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用离心泵的重要依据。
测定泵特性曲线的具体方法为:
测得不同流量下泵的入口真空度和出口压强,在泵的吸入口和压出口之间列柏努利方程

上式中是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力,与柏努力方程中其它项比较, 值很小,故可忽略。于是上式变为:

将测得的的值以及计算所得的代入上式即可求得H的值。
功率表测得的功率为电动机的输入功率。由于泵由电动机直接带动,传动效率可视为1,所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。即:
泵的轴功率N=电动机的输出功率,KW
电动机的输出功率=电动机的输入功率×电动机的效率。
泵的轴功率=功率表的读数×电动机效率,KW。
的测定:

式中: —泵的效率;
             N—泵的轴功率,KW
             Ne—泵的有效功率KW
             H—泵的有效功率,KW
             Q—泵的流量,m3/s
         —水的密度,kg/m3
2、管路特性曲线
当离心泵安装在特定的管路系统中工作时,实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关,还与管路特性有关。对一定的管路系统列伯努利方程,可导出:

操作条件一定时,K和B均为常数。
本实验通过改变转速来改变泵的特性曲线,从而得出管路特性曲线。
具体测定时,固定阀门某一开度不变,改变泵的转速,测出各转速下的流量、泵的入口真空度、出口压力及电机的输入功率,即可求出管路特性。
三、实验装置
1.设备参数:
(1)离心泵:流量Q=4m3/h ,扬程H=8m,轴功率N=168w
(2)真空表测压位置管内径d1=0.025m
(3)压强表测压位置管内径d2=0.025m
(4)真空表与压强表测压口之间的垂直距离h0=0.25m
(5)实验管路d=0.040m
(6)电机效率为60%
2. 流量测量
采用涡轮流量计测量流量
3. 功率测量
功率表:型号 PS-139        精度1.0级
4. 泵吸入口真空度的测量
真空表:表盘真径-100mm测量范围-0.1-0MPa  精度1.5级
5. 泵出口压力的测量
压力表:表盘直径-100mm测量范围0-0.25MPa  精度1.5级
2、实验设备流程图

流程示意图见图一。
1-水箱;2-泵入口表阀;3-离心泵;4-泵入口压力传感器;5-泵出口表阀;6-泵入口真空表;7-泵出口压力表;8-泵出口压力传感器;9-智能流量调节阀;10-涡轮流量计;11-水箱排水阀;12-手动流量调节阀;
水泵3将水槽内的水输送到实验系统,用智能流量调节阀9(手动流量调节阀12)调节流量,流体经涡轮流量计10计量后,流回储水槽。

仪表柜示意图二
四、实验方法与步骤
实验前准备:
1. 向储水槽内注入水(条件允许的情况下最好用蒸馏水)。
2. 检查智能流量调节阀9(手动流量调节阀12),压力表7及真空表6的开关是否关闭(应关闭)。
3.  启动实验装置总电源。
手动实验方法及步骤:
1、用变频调速器上∧、∨及<键设定频率50HZ后,按泵开关启动离心泵,按调频器上run键,将手动调节阀12全开。待系统内流体稳定,打开压力表和真空表的开关,方可测取数据。
2、测取数据的顺行可从最大流量至0,或反之。一般测10~20组数据。
3、每次在稳定的条件下同时记录:流量、压力表、真空表、功率表的读数及流体温度。
4、将流量定在8-9mL/min之间,用变频调速器上∧、∨及<键设定频率,从大到小,测定系列数据。每次在稳定的条件下同时记录:流量、压力表、真空表、功率表的读数及流体温度。
5、实验结束,关闭流量调节阀,停泵,切断电源。
五、使用实验设备注意事项
1.    该装置电路采用五线三相制配电,实验设备应良好地接地。
2.    使用变频调速器时一定注意FWD指示灯亮,切忌按FWD REVREV指示灯亮,电机反转。
3.    启动离心泵前,关闭压力表和真空表的开关,以免损坏压强表。

离心泵性能测定实验数据记录
序号 1 2 3 4 5 6 7
水温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
序号 8 9 10 11 12 13 14 15
水温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离心泵性能测定实验数据记录
水温:27.40C水的密度:996.5kg/m3

入口压力P1 出口压力P2 电机功率 流量Q 压头H 泵轴功率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管路特性曲线测定实验数据记录
水温:290C水的密度:996.0kg/m3
序号 电机频率 电机功率 入口压力P1 出口压力P2 流量Q 压头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

实验分析
一.离心泵的特性曲线

根据实验数据做出H—Q曲线,N—Q曲线,h—Q曲线,如右图。由图可知离心泵的扬程H随着流量Q的增大而减小;在一定的流量范围内,离心泵的轴功率N随着流量Q的增大而增大;离心泵的效率h与流量Q呈二次函数关系,效率h先随着流量Q的增大而提高,并在流量Q=6.2m3/h时达到最大,之后增大流量Q效率h减小。适宜操作区为Q=5.0~7.5m3/h,此时离心泵的效率在一个最大的范围。
二.管路特性曲线

由实验数据做出He—Q曲线,由图可知:离心泵的实际扬程He与流量Q呈二次函数关系,He=K+BQ2,(K,B均为常数),流量Q越大,实际扬程He越大。

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