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实 验 教 学 流 体 输 配 管 网 实 验 指 导 书 李军 编 广东海洋大学 目 录 离心泵特性曲线的测定——————————————————1 离心式风机性能实验———————————————————6 热网水力工况实验————————————————————9 离心泵特性曲线的测定 一、实验目的 在化工厂或实验室中，经常需要各种输送机械用来输送流体。根据不同使用场合和操作要求，选择各种类型的流体输送机械。离心泵是其中最常用的一类液体输送机械。离心泵的特性由厂家通过实验直接测定，并提供给用户在选择和使用泵时参考。 本实验采用单级单吸离心泵装置，实验测定在一定转速下泵的特性曲线。通过实验了解离心泵的构造、安装流程和正常的操作过程，掌握离心泵各项主要特性及其相互关系，进而加深对离心泵的性能和操作原理的理解。 二、实验原理 离心泵主要特性参数有流量、扬程、功率和效率。这些参数不仅表征泵的性能，也是选择和正确使用泵的主要依据。 1．泵的流量 泵的流量即泵的送液能力，是指单位时间内泵所排出的液体体积。泵的流量可直接由一定时间t内排出液体的体积或质量m m3/s 或 m3/s 若泵的输送系统中安装有经过标定的流量计时，泵的流量也可由流量计测定。当系统中装有孔板流量计时，流量大小由压差计显示，流量Vs与倒置U形管压差计读数R之间存在如下关系： 式中C0孔板流量系数S0——孔板的锐孔面积2．泵的扬程 泵的扬程即总压头，表示单位重量液体从泵中所获得的机械能。 若以泵的压出管路中装有压力表处为B截面，以及入管路中装有真空表处为A截面，并在此两截面之间列机械能衡算式，则可得出泵扬程H的计算公式： 式中PB由压力表测得的表压强，Pa； PA由真空表测得的真空度，Pa； H0A、B两个截面之间的垂直距离，m； UAA截面处的液体流速，m/s； UBB截面处的液体流速，m/s。 3．泵的功率 在单位时间内，液体从泵中实际所获得的功，即为泵的有效功率。若测得的流量Vs[m3/s]，扬程为He[m]，被输送液体的密度为[kg/m3]，则泵的有效功率可按下式计算： W 泵轴所作的实际功率不可能全部为被输送液体所获得，其中部分消耗于泵内的各种能量损失。电动机所消耗的功率又大于泵轴所做出的实际功率。电机所消耗的功率可直接由输入电压U和电流I测得，即 W 4．泵的总效率 泵的总效率可由测得的泵有效功率和电机实际消耗功率计算得出， 即 这时得到的泵的总效率除了泵的效率外，还包括传动效率和电机的效率。 5．泵的特性曲线 上述各项泵的特性参数并不是孤立的，而是相互制约的。因此，为了准确全面地表征离心泵的性能，需在一定转速下，将实验测得的各项参数即：H、N、与之间的变化关系标绘成一组曲线。这组关系曲线称为离心泵特性曲线，如图1所示。离心泵特性曲线对离心泵的操作性能得到完整的概念，并由此可确定泵的最适宜操作状况。 通常，离心泵在恒定转速下运转，因此泵的特性曲线是在一定转速下测得的。若改变了转速，泵的特性曲线也将随之而异。泵的流量、扬程H和有效功率N与转速n之间，大致存在如下比例关系： ； ； 三、实验装置 本实验装置主体设备为一台单级吸离心水泵。为了便于观察，泵壳端盖用透明材料制成。电动机直接连接半敞式叶轮。离心泵与循环水槽、分水槽和各种测量仪表构成一个测试系统。实验装置及其流程如图2的所示。 图2 离心泵实验仪流程图 1．循环水槽； 2．底阀； 3．离心泵； 4．真空表；5．注水槽； 6．压力表； 7．调节阀； 8．孔板流量计；9．分流槽； 10．电流表；11．调压变压器；12．电压表； 1 3．倒置U形管压差计四、实验方法 在离心泵性能测定前，按下列步骤进行启动操作： (1)充水。打开注水槽下的阀门，将水灌入泵内。在灌水过程中，需打开调节阀，将泵内空气排除。当从透明端盖中溯：察到泵内已灌满水后，将注水阀门关闭。 (2)启动。启动前，先确认泵出口调节阀关闭，变压器调回零点，然后合闸接通电源。缓慢调节变压器至额定电压(220V)，泵即随之启动。 (3)运行。泵启动后，叶轮旋转无振动和噪声，电压表、电流表、压力表和真空表指示稳定，则表明运行正常，即可投入实验。 实验时，逐渐分步调节泵出口调节阀。每调定一次阀的开启度，待状况稳定后，即可进行以下测量： (1)将出水转向弯头由分水槽的回流格拨向排水格同时、用秒表计取时间，用容器接取一定水量。用称量或量取体积的方法测定水的体积流率。(这时要接好循环水槽的自来水源)