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1、.-实验三、离心泵性能实验实验三、离心泵性能实验：杨梦瑶：杨梦瑶 学号：学号：11107000561110700056 实验日期：实验日期：20142014 年年 6 6 月月 6 6 日日同组人：陈艳月同组人：陈艳月 黄燕霞黄燕霞 X X 洋洋 覃雪覃雪 X X 超超 X X 骏捷骏捷 曹梦珺曹梦珺 左佳灵左佳灵预习问题：预习问题：1.什么是离心泵的特性曲线？为什么要测定离心泵的特性曲线？答：离心泵的特性曲线：泵的 He、P、与 QV的关系曲线，它反映了泵的基本性能。要测定离心泵的特性曲线是为了得到离心泵最佳工作条件，即合适的流量 X 围。2.为什么离心泵的扬程会随流量变化？答：当转速变大时
2、，沿叶轮切线速度会增大，当流量变大时，沿叶轮法向速度会变大，所以根据伯努力方程，泵的扬程：H=（u22-u12）/2g+(p2-p1)/g+(z2-z1)+Hf沿叶轮切线速度变大，扬程变大。反之，亦然。3.泵吸入端液面应与泵入口位置有什么相对关系？答：其相对关系由汽蚀余量决定，低饱和蒸气压时，泵入口位置低于吸入端液面，流体可以凭借势能差吸入泵内；高饱和蒸气压时，相反。但是两种情况下入口位置均应低于允许安装高度，为避免发生汽蚀和气缚现象。4.实验中的哪些量是根据实验条件恒定的？哪些是每次测试都会变化，需要记录的？哪些是需要最后计算得出的？答：恒定的量是：泵、流体、装置；每次测试需要记录的是：水温
3、度、出口表压、入口表压、电机功率；需要计算得出的：扬程、轴功率、效率、需要能量。一、实验目的：一、实验目的：1.2.3.4.了解离心泵的构造，熟悉离心泵的操作方法及有关测量仪表的使用方法。熟练运用柏努利方程。学习离心泵特性曲线的测定方法，掌握离心泵的性能测定及其图示方法。了解应用计算机进行数据处理的一般方法。二、装置流程图：二、装置流程图：-可修编.-图 5 离心泵性能实验装置流程图1 水箱2 Pt100 温度传感器3 入口压力传感器4 真空表5 离心泵6 压力表7 出口压力传感器8 483 不锈钢管图9 孔板流量计 d=24mm10 压差传感器11 涡轮流量计 12 流量调节阀13 变频器三
4、、实验任务：三、实验任务：1绘制离心泵在一定转速下的 H（扬程）Q（流量）；N（轴功率）Q；（效率）Q三条特性曲线。2绘制不同频率下离心泵管路特性曲线四、实验原理：四、实验原理：1离心泵的性能参数取决于泵的内部结构，叶轮形式及转速，在恒定转速下，离心泵的性能扬程、功率和效率与其流量呈一定的函数关系。通常用水做实验测出它们之间的关系以曲线表示，即 HeQ、N轴Q、Q 称为离心泵的特性曲线。在实验中只要测出泵的流量、进口与出口压力和泵消耗的功率，即可求出泵的特性曲线。根据流体力学方程，亦即柏努利方程：在离心泵进口、出口之间进行能量衡算，则：u12/2g+p1/g+z1+H=u22/2g+p2/g+
5、z2+Hf（m）H=（u22-u12）/2g+(p2-p1)/g+(z2-z1)+Hf（m）由于：阻力损失 Hf 可以忽略，则：H=（u22-u12）/2g+(p2-p1)/g+(z2-z1)（m）Ne=QHg=Ne/N100p1进口压力,Mpa，p2出口压力,MPa，H扬程,m，1Q流量,m3/s，Ne有效功率,W，N轴功率，W2管路特性是指输送流体时，管路需要的能量H（即从 A 到 B 流体机械能的差值+阻力损失）随流量 Q 的变化关系。本实验中，管路需要的能量与泵提供给管路的能量平衡相等，计算 H 的方法同 He：-可修编.-3H He H出口表压 H进口表压0.2mH2O4虽然计算方法
6、相同，但二者操作截然不同。测量He 时，需要固定转速，通过调节阀门改变流量；测量 H 时，管路要求固定不动，因此只能通过改变泵的转速来改变流量。五、实验准备操作：离心泵的开启五、实验准备操作：离心泵的开启5开启总电源，使配电箱带电；打开配电箱上泵开关，使变频器带电6调节变频器为手动。在变频器通电后，按“P”键，当显示“r0000”时，按“”或“”键找到参数“P0700”，再按“P”键，调节“”或“”键将其参数值改为 1（调成“自动”时该参数设置为“5”），按“P”键将新的设定值输入；再通过“”或“”键找到参数“P1000”，用同样方法将其设置为“1”；按“Fn”键返回到“r0000”，再按“P
7、”键退出。7流量调节阀和双泵并联阀门处于关闭状态。手动按下变频器控制面板上“绿色按钮”启动水泵，再按“”或“”键改变电源频率，使其示数为“50.00”，完成离心泵启动。六、实验步骤：六、实验步骤：1检查电机和离心泵是否正常运转。打开电机的电源开关，观察电机和离心泵的运转情况，如无异常，就可切断电源，准备在实验时使用。2泵特性曲线数据测定泵特性曲线数据测定。开启离心泵，调节流量调节阀，由小到大逐渐增大流量，按讲义规定测取 10 组水流量、水温度、功率、进口表压、出口表压数据，注意在数据稳定后再读取记录。3管路特性曲线测定管路特性曲线测定。固定一个阀门开度，通过变频器间隔 4Hz 调节频率由 50
8、 到 10Hz 测取 11 组水流量、进口表压、出口表压数据。改变阀门开度，重复上面操作，得到另外两条不同阀门开度下的管路特性曲线4实验测定完毕，最后按变频器控制面板上“红色按钮”停泵，同时记录下设备的相关数据（如离心泵型号、额定流量、扬程、功率等），关闭配电箱上泵开关和总电源开关。七、数据记录及处理：七、数据记录及处理：1.测量并记录实验基本参数：离心泵额定功率：0.55kW离心泵扬程：21.13m实验数据记录及整理：离心泵流量：1.2-7.2m3/h-1实验液体：水泵特性（转速）：序序水流量水流量号号Q/mQ/m3 3 水温度水温度T T/出口出口表压表压入口入口表压表压电机电机功率功率扬
9、扬 程程轴功率轴功率H/mHH/mH/kW/kW效效 率率/%/%-可修编.-h h-1-1P2P2/mH/mH2 2OOP1P1N/kN/k/mH/mH2 2WWOO2 2OO123456780.611.622.5345.527.027.127.327.528.428.728.929.120.620.219.619.218.618.117.015.00.20.20.20.20.10.10.100.470.480.510.540.560.590.650.7220.620.219.619.218.718.217.115.20.4230.4320.4590.4860.5040.5310.5850.
10、6487.74712.3918.1020.9324.5727.2430.9734.1720离心泵离心泵 的特性曲线的特性曲线H-qvqv35301525H(mH2O)/%201015105N-qv00123Q(m3/h-1)45650kw泵的特性曲线 1管路特性-1（阀门开度）：序序号号12345678910频频 率率/Hz/Hz50464238343026221814水流量水流量Q/mQ/m3 3 h h-1-1水温度水温度T/T/出口表压出口表压P2/mHP2/mH2 2OO入口表压入口表压P1/mHP1/mH2 2OO需要能量需要能量H/mHH/mH2 2OO6.355.875.384.
11、874.353.833.312.772.221.6629.729.830.030.130.230.230.330.330.330.313.711.810.08.26.65.24.02.92.01.2-0.10000.10.10.10.10.20.214.012.010.28.46.75.34.13.02.01.2-可修编.-管路特性曲线扬程 H-流量 Q 1管路特性-2（阀门开度）：序序号号12345678910频频 率率/Hz/Hz50464238343026221814水流量水流量Q/mQ/m3 3 h h-1-1水温度水温度T/T/30.430.530.630.630.730.730.7
12、30.830.830.9出口表压出口表压P2/mHP2/mH2 2OO入口表压入口表压P1/mHP1/mH2 2OO0.10.10.10.10.10.20.20.20.20.2需要能量需要能量H/mHH/mH2 2OO3.883.583.282.972.662.342.021.691.351.0117.214.712.410.28.26.44.93.52.41.517.314.812.510.38.36.44.93.52.41.5管路特性曲线扬程 H-流量 Q 2-可修编.-16141210HQ管路管路 特性-2特性-2H/mH2O8642001234管路管路 特性-1特性-156Q(m3/h
13、1)数据处理过程：数据处理过程：以每组数据的第一组数据为例，计算过程如下：以每组数据的第一组数据为例，计算过程如下：本实验中，管路需要的能量与泵提供给管路的能量平衡相等，计算本实验中，管路需要的能量与泵提供给管路的能量平衡相等，计算 H H 的方法同的方法同 HeHe：H He H出口表压 H进口表压0.2mHmH2 2OO泵特性曲线物理量计算：泵特性曲线物理量计算：扬程 He：水在该温度下的密度：(1.2050.04(25.820)kg m)1000 973kg mHe=H出口表压-H入口表压+z=H出口表压-H入口表压+0.2mH2O=（20.6-0.2+0.2）mH2O=20.6 mH2
14、O轴功率：N=N电机90%=0.47kW90%=0.423kW泵的效率：33NeHeQg20.60.69739.81100%7.747%NN360010000.423管路特性的物理量计算：管路特性的物理量计算：需要能量 H/mH2OHe=H出口表压-H入口表压+z=H出口表压-H入口表压+0.2mH2O=（13.7+0.1+0.2）mH2O=14.0 mH2O结果分析和误差来源讨论：结果分析和误差来源讨论：结果分析：通过实验可以看出离心泵在特定的转速下有其独特的特性曲线，而且不受管路特性曲线-可修编.-的影响。在固定的转速下，离心泵的流量、压头和效率不随被输送的液体的性质（如密度）而改变，但泵
15、的功率与液体密度成正比关系。在实验过程中，由于流量的 X 围取得不够大，使得泵的效率曲线随流量的变化 X 围在本次测量中体现得不完善。我们从泵的特性曲线 1 中可以看到，流量的变化在 06m3h-1之间，泵的效率在流量增大到一定程度时，而流量的增加而减小。误差来源：实验用的水的水温在泵的流量变化时也会发生变化，而实验最后取得是温度的平均值，这样就会在小地方上出现一定的误差。真空表和压力表的单位不是MPa 就是 KPa 过大，而刻度分的又不细致，这样用肉眼的读数就会产生一定的系统误差。由于是湍流，导致真空表和压力表的指针一直在波动，这样就导致了一定的实验误差。水箱中的水都在波动，而且示数分的不细致在读书中也产生了一定的误差。-可修编.