过程流体机械实验指导书

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1、过程流体机械实验指导书安徽工程大学机械与汽车工程学院过程装备教研室实验离心泵综合性能测定图1所示离心泵综合试验台是一种多功能实验装置，其结构示意如图示。主要由泵1（泵特性曲线测定和串、并联实验）、泵2（泵串、并联和气蚀现象演示实验）、水箱、孔板流量计、计量水箱真空表、真空压力表、压力表、电功率表、管道和阀门组成。该实验台可用作下列教学试验：1.离心泵特性曲线测定试验；2.离心泵串、并联试验；3.离心泵气蚀现象演示试验。一、离心泵特性曲线测定1.试验目的1）了解和掌握离心泵特性曲线（H-Q曲线，N-Q曲线和

2、η-Q曲线）的测定方法。2）观察离心泵实际运行过程3）分析泵的工作性能2.试验装置泵的特性曲线测定试验涉及到的装置为实验台中泵1及相应管道系统。3.试验原理和方法利用泵1相应阀门的开、闭和调节，形成泵1的单泵工作回路，在泵1出阀门11的一定开度下，测量一组相应的压力表12、真空表9和孔板流量计7的压差计的读数（或利用计量水箱和秒表来测量相应的流量），由此测得某一工况下泵的扬程H和流量Q；并利用表15读出电机输入功率Nm,由此可得出泵的相应轴功率N。在多个工况（阀门11的不同开度）下可分别测得每个工况的流量

3、Q、扬程H，和轴功率N等数据，从而可经计算并绘制出泵的Q-H、Q-N、和Q-η等特性曲线。1）扬程H的测试和计算：m式中：M----以水柱高度表示的压力表读数，【m】I----以水柱高度表示的真空表读数，【m】Z----压力表距真空压力表接出点之间的高度，【m】p1----真空表读数【MPa】，p2----压力表读数【MPa】ρ----水的密度【kg/m3】,g----重力加速度v1----泵的进口流速，v2----泵的出口流速一般，进口和出口的管径相同，所以由此：H=M+I+Zm2）流量Q的测试和计算Ⅰ

4、）利用孔板流量计测量【M3/S】式中：△p-U型管压差计压差读数【Pa】A0孔板开孔面积，【m2】d2----孔板的孔径，m;d1----管道管径，m；α----流量系数；ρ----流体密度【Kg/m3】本实验中孔板的孔径0.035m，管道的管径0.042m。流量系数α需要经过试验来标定。Α值与直径比d2/d1有关，并与雷诺数有关。由试验知，当流过管子的雷诺数Re大于5000以后，α取值与雷诺数关系不大，本系统α值约等于0.788.在这种情况下：【m3/s】Ⅱ)利用计量水箱实测流量在工况的流量稳定时，利用

5、计量水箱测定一定时间t间隔内泵出流的容积V,即可算出泵的体积流量【m3/s】3)泵的轴功率N和泵效率η的测试和计算离心泵1在运行时的轴功率N的测定，是通过电功率表测定泵的驱动电机的输入电功率Nm,再将此Nm乘以电机效率ηm,即得泵的轴功率N;[Kw]而泵在一定得工况下的效率η：式中，g----重力加速度Q----泵的体积流量【m3/s】H----泵的扬程【m】N----轴功率【Kw】4.实验步骤1）试验前准备记录下试验台的参数，将水箱充满水关闭阀门3,10,14，打开阀门4,11,162）进行试验①　开动

6、泵1，使泵1系统运转，此时关闭阀门11，为空载状态，测读压力表12读数p2,真空压力表9读数p1.②　略开阀门11，水泵开始出水，再测读p2、p1孔板流量计压差△p(或利用计量水箱和秒表测出在此工况下的流量Q)和电功率表读数Nm③　逐次调节阀门11，增加出水开度，重复上述步骤测读各相应工况的p1、p2、△p和Nm。实验数据可记录在如下的记录表格中记录表1NoM(m)I(m)H(M+I+Z)(m)Nm(KW)N(KW)△p(Pa)Q(m3/s)备注12345678①　结束试验5.试验数据处理根据上表的试验记

7、录和计算的数据，即可在坐标系中绘出各工况的实验点，最后可光滑地绘制出试验泵的H-Q曲线、N-Q曲线，和η-Q等特性曲线（可在一个图上绘出，如图2）图2泵特性曲线图二、离心泵串、并联试验1.试验目的1)增进对离心泵串、并联运行工况及其特点的感性认识2)绘制泵串、并联工作的串、并联总特性曲线。2.试验装置利用离心泵综合试验台的全部设备。3.实验原理和方法1)泵的并联工作当用单泵不能满足工作需要的流量时，可采用两台泵（或两台以上）的并联工作方式，如图3所示。离心泵1和泵2并联后，在同一扬程（压头）下，其流量Q并

8、是这两台泵流量之和，Q并=Q1+Q2并联后的系统特性曲线，就是在各相同扬程下，将两台泵特性曲线（Q-H）1和（Q-H）2上的对应的流量相加，得到并联后的各相应合成流量Q并最后绘出（Q-H）并曲线。如图4所示。图中两根虚线为两台泵各自的特性曲线（Q-H）1和（Q-H）2；实线为并联后的总特性曲线（Q-H）并，根据以上所述，在（Q-H）并曲线上任一点M,其相应流量QM是对应具有相同扬程的两台泵相应流量QA和QB之和，即QM=QA+