1、化工原理实验 离心泵特性曲线实验1离心泵特性曲线实验一、实验目的1、 了解离心泵的结构组成及特性，掌握理性泵的操作方法；2、 观察离心泵的气体现象；3、 熟悉离心泵操作方法和特性曲线的应用；4、 掌握离心泵特性曲线的测定方法、表示方法，加深对离心泵性能的了解；5、测定离心泵在一定转速下的特性曲线：N-Q、H-Q、-Q 曲线。二、实验装置本实验用离心泵进行实验，其装置如图 1 所示，离心泵用三相电动机带动，水从水池吸入，经整个管线返回水池。在吸入管进口处装有阀，以便启动前灌满水；在泵的吸入口和出口分别装有真空表和压力表，以测量离心泵的进出口处压力；泵的出口管路装有孔板流量计用做流量测量，并装有阀
2、门以调节流量。1、排水阀； 2、吸水阀； 3、水槽； 4、泵；5、引水漏斗； 6、真空表； 7、功率表盒；8、压力表；9、文士管； 10、压力计图 1 离心泵特性曲线实验装置图化工原理实验 离心泵特性曲线实验2三、实验原理在离心泵进出口管装设真空表和压力表，在相应的两截面列出机械能衡算方程式（以单位重量液体为衡算基准）：（1）f22211 Hgupzgupz由于在测试离心泵特性曲线时，直管段摩擦损失很小，其损失归入离心泵的效率，所以上式（1）的能量损失 Hf=0。令：（2）gp1gp2120zh所以式（1）变为：（3）2guhH1021式中：H 1泵入口真空表读数，换算为 mH2O 表示；H2
3、泵出口压力表读数，换算为 mH2O 表示；h0压力表与真空表测压孔之间的垂直距离，m ；u1吸入管内水的流速，m s；u2排出管内水的流速，m s；g重力加速度，98lms 2。由式（3）计算出扬程，此即为离心泵给单位重量流体提供的能量，由于体积流量可由涡轮流量计测得，因此流体获得的有效功率 Ne 为：Ne = QHg （4）根据离心泵效率的定义及有效功率表达式（5） ，有：（5）10式中：Q流量，m 3s；H压头，m；被输送液体密度，kgm 3；N泵的轴功率，kW。 试验过程中，各参数的测定方法如下： 1、流量 Q采用孔板流量计读数。化工原理实验 离心泵特性曲线实验3本实验流量 Q 与压差计
4、读数 R 之间关系可用下式表示（6）0.5264.732、扬程 H根据所测到的压力、流量等，由（3）式计算。3轴功率 N（即泵输入功率）从电机功率表上直接读出电机功率 Ne（ e95） ，再转换成为轴功率 N：NN e e。四、实验操作1、 先熟悉实验设备的操作过程和掌握仪表的使用方法；2、 打开灌水阀向离心泵充水，直到灌满水为止；3、 关闭离心泵的出口阀；4、 启动离心泵，待泵运转正常后逐渐开大出口阀直到全开为上，观察流量（U 型压差计水银柱高度变化大小）的变化，以及电机功率、真空表、压力表的读数的变化；5、 开始记录数据：将出口阀关闭，此时流量为零，记录电机的功率以及真空表、压力表的读数；
5、6、 将流量（汞柱差）为零至最大之间合理分成 10-12 份，依次加大出口阀门的开度，亦即从小到大，分 10-12 次将阀门开到最大，记录每一次阀门开度改变后 U 型压差计水银柱高度差（用（6）式计算流量） 、电机功率、真空表、压力表的读数；7、 然后，反过来从最大流量逐步减小到零为止，同样读取并记录 10-12 组数据；8、 关闭出口阀后，停泵；9、 测量水温和记录操作时的有关数据。五、实验注意事项1、 相关参数：泵进出水管内径 24mm；压力表与真空表之间距离为 20cm；2、 试验过程中注意安全，防止碰坏指示剂水银柱，离高速旋转的轴远一些；3、 试验结束后，切断电源。六、实验记录及数据处
6、理（1） 从零逐步加大到最大流量化工原理实验 离心泵特性曲线实验4实验原始数据U 型压差计水银柱高度差 RP 真空表 （ ）mHgP 压力表 （kgf/c ）2m电机功率( )kW620 50 1.65 0.441230 90 1.58 0.591840 110 1.48 0.652490 130 1.33 0.693100 180 1.2 0.733670 200 1.08 0.754280 230 0.96 0.774880 290 0.7 0.85530 320 0.58 0.815770 340 0.52 0.82按下列公式分别计算 H，Q ,Ne，并做出表格2guh1021.564.
7、73QRH Ne10g流量 Q（m3/h） H（m） Ne /kW 效率 6.506 16.365 0.418 0.6949.330 15.098 0.561 0.68511.533 13.793 0.618 0.70213.523 11.972 0.656 0.67315.176 9.949 0.694 0.59316.586 8.438 0.713 0.53517.983 6.791 0.732 0.45519.269 3.289 0.760 0.22720.579 1.642 0.770 0.12021.045 0.750 0.779 0.055化工原理实验 离心泵特性曲线实验5在坐标纸
8、上描出 H-Q、N-Q、-Q 曲线（2） 从最大流量逐步减小到零为止U 型压差计水银柱高度差 RP 真空表 （ ）mHgP 压力表 （kgf/c）2m电机功率( )kW5140 350 0.5 0.854480 380 0.77 0.823850 250 0.9 0.813180 220 1.05 0.82590 180 1.18 0.771970 160 1.3 0.741410 130 1.42 0.71810 100 1.55 0.68200 82 1.62 0.62按下列公式分别计算 H，Q ,Ne，并做出表格2guhH1021.564.73QRNe = QHg 10N化工原理实验 离
9、心泵特性曲线实验6流量 Q（m3/h） H（m） Ne /kW 效率 19.802 0.408 0.808 0.02718.421 2.789 0.779 0.18017.009 5.899 0.770 0.35515.381 7.856 0.760 0.43313.806 9.743 0.732 0.50111.955 11.254 0.703 0.52210.026 12.902 0.675 0.5237.489 14.652 0.646 0.4633.587 15.620 0.589 0.259在坐标纸上描出 H-Q、N-Q、-Q 曲线实验结果分析与讨论本实验的目的是掌握离心泵特性曲线测
10、定方法。从本次实验的数据看，虽然存在一定误差，但实验数据基本符合实验要求，误差存在的原因可能是由于离心泵工作时流量不稳定，读数有误差，还有可能测量离心泵工作范围未取得适当的间隔，使得数据有差异。七、思考题1、 离心泵的主要部件及其功能？答: （1）叶轮：传递扭矩的主要部件。 （2）吸入室：使水流均匀，并在损失最小的情况下流入叶轮。 （3）导叶：收集由叶轮流出的高速液流，将部分动能转换为压能，并使其均匀地引入次级叶轮或压水室。化工原理实验 离心泵特性曲线实验7（4）压出室：收集从叶轮流出的液体并引入压水管。 （5）轴：传递扭矩的主要部件。 Error! Reference source not
11、found.2、 为什么要先灌泵？答：防止气缚的发生。3、 离心泵开启前为什么要关出口阀？答：由于在系统启动时，管路常常为空管，没有管阻压力，会偏大流量运转，常常出现泵振动、噪声，甚至电机超负荷运转，将电机烧毁。4、 离心泵流量的调节方式有那些？工业生产上常采用哪种方式进行流量调节？答：（1）通过出口阀门的开度大小来进行调节。（3） 通过泵出入口跨线开度大小来调节。（4） 通过更换过流元件来调节。（5） 安装电机变频器，通过变频器调节机泵转数，进行流量调节。工业生产上常采用通过控制阀来调节流体流量。5、 什么是离心泵的气蚀现象、气缚现象，怎样解决？答：如果离心泵在启动之前未充满液体，则泵内一部
12、分空间被空气充满，由于空气的密度小，叶轮旋转产生的离心力小，致使液体难以吸入，此时叶轮虽然在旋转，却不能输送液体，并产生噪声，这种现象称为“气缚” 。气蚀是指当离心泵入口处压强低于液体在当地条件下的饱和蒸汽压，被吸入的流体在泵的入口处被气化，从低压区进入高压区，出现局部真空。周围的液体以极大的速度填补气泡凝结后出现的空间，产生很大的冲击力，损毁泵壳和叶轮。解决气缚现象的方法：（1）启泵前，对泵进行灌泵排气，排除泵壳内积存的空气。（2）定期清洗过滤网（3）做好壳体的密封工作解决气蚀现象的方法：（1）降低泵进口温度，适当调节循环冷却水的开度（2）调节入口液位至正常范围（3）疏通入口管路（4）处理吸入管线泄漏点（5）清洗入口过滤器
