北京化工大学离心泵性能实验报告

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1、报告题目:离心泵性能试验实验时间:2015年12月16日报告人:同组人:报告摘要本实验以水为工作流体,使用了额定扬程He为20m,转速为2900r/minIS型号的离心泵实验装置。实验通过调节阀门改变流量,测得不同流量下离心泵的各项性能参数,流量通过计量槽和秒表测量。实验中直接测量量有P真空表、P压力表、电机功率N电、孔板压差ΔP、计量槽水位上升高度ΔL、时间t,根据上述测量量来计算泵的扬程He、泵的有效功率Ne、轴功率N轴及效率η,从而绘制He-Q、Ne-Q和η-Q三条曲线即泵的特性曲线图,并根据此图求出泵的最佳操作范围;又由P、Q求出孔流系数C0、Re,从而绘制C0-Re曲线图,求出孔板孔

2、流系数C0;最后绘制管路特性曲线H-Q曲线图。本实验数据由EXCEL处理,所有图形的绘制由ORIGIN来完成实验目的及任务①了解离心泵的构造,掌握其操作和调节方法。②测定离心泵在恒定转速下的特性曲线,并确定泵的最佳工作范围。③熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。④测定孔板流量计的孔流系数。⑤测定管路特性曲线。基本理论1.离心泵特性曲线测定离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。其中理论压头与流量的关系,可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到,如图4-3中的曲线。由于流体流经泵时,不可避免地会遇到各种阻力,产生能量损失,诸如摩擦损失、环流损失等,因此,实际压头比理论压头小,且难以通

3、过计算求得,因此通常采用实验方法,直接测定其参数间的关系,并将测出的He-Q、N-Q和η-Q三条曲线称为离心泵的特性曲线。另外,根据此曲线也可以求出泵的最佳操作范围,作为选泵的依据。泵的扬程用下式计算:式中:——泵出口处的压力,;——泵入口处的真空度,;——压力表和真空表测压口之间的垂直距离0.2m。泵的有效功率和效率由于泵在运转过程中存在种种能量损失,使泵的实际压头和流量较理论值为低,而输入泵的功率又比理论值高,所以泵的总效率为:式中Ne——泵的有效效率,kW;Q——流量,m3/s;He——扬程,m;——流体密度,kg/m3为由泵输入离心泵的功率:式中:——电机的输入功率,kW;——电机效率

4、,取0.9;——传动装置的效率,一般取1.0;2.孔板流量计孔流系数的测定孔板流量计的结构如图4-4所示。在水平管路上装有一块孔板,其两侧接测压管,分别与压差传感器两端连接。孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用,使流速增大,压强减小,造成孔板前后压强差,作为测量的依据。若管路直径d1,孔板锐孔直径为d0,流体流经孔板后形成缩脉的直径为,流体密度ρ,孔板前测压导管截面处和缩脉截面处的速度和压强分别为u1、u2和p1、p2,根据伯努利方程,不考虑能量损失,可得:或由于缩脉的位置随流速的变化而变化,故缩脉处截面积S2难以知道,孔口的面积为已知,且测压口的位置在设备制成后也不改变,因此,可用孔板孔径

5、处的u0代替u2,考虑到流体因局部阻力而造成的能量损失,用校正系数C校正后则有:对于不可压缩流体,根据连续性方程有:经过整理可得:令,则又可以简化为:根据u0和S2即可算出体积流量:或式中:——流体的体积流量,m3/s;——孔板压差,Pa;——孔口面积,m2;——流体的密度,kg/m3;——孔流系数。孔流系数的大小由孔板锐孔的形状,测压口的位置、孔径与管径比和雷诺数共同决定。具体数值由实验确定。当一定,雷诺数Re超过某个数值后,就接近于定值。通常工业上定型的孔板流量计都在为常数的流动条件下使用。实验装置流程图图4-5所示为泵性能实验带控制点的工艺流程。实验操作要点1、打开主管路的切换阀门,关闭

6、流量调节阀门6,按变频仪7绿色按钮启动泵,固定转速(频率在50Hz),观察泵出口压力表读数在0.2MPa左右时,即可开始实验。2、通过流量调节阀6,调节水流量,从0到最大(流量由涡轮流量计3测得),记录相关数据,完成离心泵特性曲线和孔板孔流系数实验。3、打开全部支路阀门,流量调节阀6使流量固定在6,通过改变变频仪频率,实现调节水流量,完成管路特性曲线实验一。4、将频率调回50Hz,流量调节阀6使流量固定在4,通过改变变频仪频率,实现调节水流量,完成管路特性曲线实验二。5、将频率调回50Hz,流量调节阀6使流量固定在2,通过改变变频仪频率,实现调节水流量,完成管路特性曲线实验三。6、每个实验均测

7、10-12组数据,实验完后再测几组验证数据,若基本吻合,则可停泵(按变频仪红色按钮停泵),关闭流量调节阀6,做好卫生工作,同时记录设备的相关数据(如离心泵型号、额定流量、扬程、功率等)。实验数据整理离心泵性能实验:离心泵型号WB-70/055转速2900r/min入口直径42mm出口直径27mm水流量/(m3/h)出口表压/m(H2O)入口表压/m(H2O)电机功率/kW0.5421.100.30

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