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化工原理实验
离心泵性能测定
制作:谢少雄
一、实验目的及任务
1、了解离心泵的构造,掌握操作和调节方法。
2、测定离心泵在恒定转速下的特性曲线并确定该泵的最佳工作范围。
二、基本原理
离心泵的基本方程是从理论上对离心泵中液体质点的运动情况进行分析研究后,得出的离心泵压头与流量之间的关系。
离心泵的性能受到泵的内部结构,叶轮形式,叶轮转速的影响。
离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一,要正确地选择离心泵,就必须掌握离心泵的流量(Q)变化时,泵的扬程(He)、轴功率(N)、效率()的变化规律,也就是要查明离心泵的特性曲线,即在一定转速下它们之间的关系曲线。
扬程-流量曲线(He~Q)
轴功率-流量曲线(N~Q)
效率-流量曲线(~Q)
由于流体在泵内流动的规律还没有完全掌握, 因此,在一定转速下泵的扬程、轴功率和泵的效率η随流量Q的变化关系,需由实验测定。特性曲线的测定可在泵的进口阀全开,只用出口阀控制流量的情况下进行,在各流量点下,测量转速、流量、扬程、轴功率,并计算出效率,然后换算为一定转速下的性能参数。
实验将测出的H—Q、N—Q、η—Q之间的关系标绘在坐标纸上成为三条曲线即为泵的特性,根据曲线可找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
p1、p2——分别为泵进、出口的压强N/m2
ρ——流体密度kg/m3
u1、u2——分别为泵进、出口的流量m/s
g——重力加速度m/s2
式中:
当泵进、出口管径一样,且压力表和真空表安装在同一高度,上式简化为:
由上式可知:只要直接读出真空表和压力表上的数值,就可以计算出泵的扬程。
泵的有效功率—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,
泵的效率η是泵的有效功率Ne与轴功率N的比值。有效功率Ne是单位时间内流体自泵得到的功,轴功率N是单位时间内泵从电机得到的功,两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。
η=
Ne=
[KW];
=
(2——4)
式中:
K——用标准功率计校功率表的校正系数
——;
——传动装置的传动效率,。
—由电机输入离心泵的功率:
——电机的输入功率。[KW]
转速改变时的换算
泵的特性曲线是在指定转速下的数据,就是说在某一特性曲线上的一切实验点,其转速都是相同的。但是,实际上感应电动机在转矩改变时,其转速会有变化,这样随着流量的变化,多个实验点的转速将有所差异,因此在绘制特性曲线之前,须将实测数据换算为平均转速下的数据。换算关系如下:
效率
流量
扬程
轴功率
三、装置和流程
1-马达;2-联轴节;3-离心泵;4-进口阀;5-水槽;6-排水阀;7-溢流管;8-落水管;9-摆头式出水管;10-涡轮流量计;11-支架;12-弯头;13-控制显示仪表;14-计量槽;15-水位标尺;16-排水阀;17-出口阀;18-加水阀;19-转速传感器