离心泵性能测定实验装置
离心泵性能测定实验
装置说明
书
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天津大学化工基础实验中心
2013(06
一、实验目的:
1.熟悉离心泵的结构、性能及特点,练习并掌握其操作方法。
2.掌握离心泵特性曲线和管路特性曲线的测定方法、
表
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示方法,加深对离心泵性能的了解。
二、实验内容:
1.熟悉离心泵的结构与操作方法。
2.测定某型号离心泵在一定转速下的特性曲线。
3.测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。
三、实验原理:
1.离心泵特性曲线测定:
离心泵是最常见的液体输送设备。在一定的型号和转速下,离心泵的扬程H、轴功率N及效率η均随流量Q而改变。通常通过实验测出H—Q、N—Q及η—Q 关系,并用曲线表示之,称为特性曲线。特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。泵特性曲线的具体测定方法如下:
(1) H 的测定:
在泵的吸入口和排出5之间列柏努利方程
22PPuu入入出入 (1) Z,,,H,Z,,,H入出f入,出,,g2gg2g
22P,Pu,u出入入出 (2) ,,H,Z,Z,,,H入出f入,出,g2g
H上式中是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力,与柏努力方f入,出
H程中其它项比较,值很小,故可忽略。于是上式变为: f入,出
22PP,uu,出入入出HZZ,, (3) ,,,,入出,g2g
,,Z,ZP,Pu,u将测得的和的值以及计算所得的代入上式,即可求得入入入出出出
H。
(2) N 测定:
功率表测得的功率为电动机的输入功率。由于泵由电动机直接带动,传动效率可视为1,所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。即:
1
泵的轴功率 N=电动机的输出功率,Kw
电动机输出功率=电动机输入功率×电动机效率。
泵的轴功率=功率表读数×电动机效率,Kw。
Ne (3) 测定: (4) ,,,N
HQgHQ,, (5) Ne,,(Kw)1000102
式中:—泵的效率; N—泵的轴功率,Kw; ,
Ne-泵的有效功率Kw; H—泵的扬程,m;
33Q—泵的流量,m/s; -水的密度,Kg/m。 ,
2.管路特性曲线:
当离心泵安装在特定的管路系统中工作时,实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关,还与管路特性有关,也就是说,在液体输送过程中,泵和管路二者相互制约的。
管路特性曲线是指流体流经管路系统的流量与所需压头之间的关系。若将泵的特性曲线与管路特性曲线在同一坐标图上,两曲线交点即为泵的在该管路的工作点。因此,如同通过改变阀门开度来改变管路特性曲线,求出泵的特性曲线一样,可通过改变泵转速来改变泵的特性曲线,从而得出管路特性曲线。泵的压头H计算同上。
四、实验装置基本情况:
1.实验设备主要技术参数:
离心泵:型号WB70/055 电机效率为60% 实验管路d=0.042m
真空表测压位置管内径=0.036m d入
压强表测压位置管内径=0.042m d出
真空表与压强表测压口之间垂直距=0.265m 离h0
3流量测量:涡轮流量计 型号LWY—40C 量程0—20m/h 数字仪表显示;
功率测量:功率表 型号PS-139 精度1.0级 数字仪表显示;
泵入口真空度测量:真空表表盘真径100mm 测量范围-0.1-0MPa;
泵出口压力的测量: 压力表表盘直径100mm 测量范围0-0.25MPa ;
(6)温度计:Pt100 数字仪表显示。
2
2.离心泵性能测定流程示意图见图一、仪表面板示意图见图二:
图一 离心泵性能测定流程示意图 1-水箱;2-泵入口真空表控制阀;3-离心泵;4-流量调节阀;5-泵出口压力表控制阀;6-泵入口真空表;7-泵出口压力表;8-涡轮流量计;9-灌泵入口; 10-灌水控制阀门;11-排水阀;12-底阀
图二 设备面板示意图
3
五、实验操作方法:
1.离心泵性能测定实验:
?向水箱1内注入蒸馏水,检查流量调节阀4、压力表7及真空表6的控制阀门5和2是否关闭。
?启动实验装置总电源,由于本设备是有一定安装高度的,因此要运行必须要灌泵才能启动泵,从灌水口9灌水直至水满为止。
?按变频器的RUN键启动离心泵,测取数据的顺序可从最大流量开始逐渐减小流量至0或反之。一般测取10-20组数据。通过改变阀门4的开度测定数据。
?测定数据时,一定要在系统稳定条件下进行
记录
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,分别读取流量计、压力表、真空表、功率表及流体温度等数据并记录。
?实验结束时,关闭流量调节阀门4,停泵,切断电源。
2.管路特性实验:
?首先关闭离心泵的出口阀4、真空表和压力表控制阀2、5。
?启动离心泵,调节阀们4到一定开度记录数据(流量、入口真空度和出口压力)。改变变频器的频率记录以上数据(参照数据表)。
?实验结束关闭流量调节阀4,停离心泵。
六、实验操作注意事项:
1.该装置电路采用五线三相制配电,实验设备应良好接地。
2.使用变频调速器时一定注意FWD指示灯是亮的,切忌按FWD REV键,REV指示灯亮时电机将反转。
3.启动离心泵之前,一定要关闭压力表和真空表的控制开关5和2, 以免离心泵启动时对压力表和真空表造成损害。
七、实验数据处理:
附数据处理过程举例(以表1中第1组数据为例)
3涡轮流量计读数:9.00 m/h 泵入口压力表读数:-0.052Mpa
压力表读数:0.025Mpa 功率表读数:0.75 Kw
22PP,uu,出入入出H(ZZ) ,,,,入出,g2g
4
9.00
Q3600 ?==2.46(m/s) ,d,0.036mu 入,,22,0.036,d入44
9.00
Q3600 ?==1.81(m/s) d,0.042m,u 出,,22,0.042,d出44
22(0.052,0.025),10000001.81,2.468.00(m) H,0.265,,,996.05,9.812,9.81
N,0.75,60%,0.450(kw),450(w)
Ne,,N 8.009.00,,1000HQ,3600Ne,,,0.196(kw)102102
0.196,,,43.4%0.450
管路特性计算方法相同。
3.数据表格及图形:
表一 离心泵性能测定数据记录表
水温度18.3? 液体密度ρ=996.05kg/m 泵进出口高度=0.265米
入口压力出口压力 流量 压头 泵轴功率 序 电机功率 uu入出η P1 P2 Q H N (%) (kw) (m/s) (m/s) 3号 (MPa) (MPa) (m/h) (m) (w) 1 2 3 4 5 6 7 8
5
9 10 11 12 13
表二 离心泵管路特性数据表
入口压力 出口压力 流量 压头 电机频率 uu入出P1 P2 Q H 序号 Hz (m/s) (m/s) ,3(MPa) (MPa) (m/h) (m)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
6
100.0
离心泵性能90.0Q-效率80.0
离心泵性能70.0Q-H60.0
离心泵性能50.0Q-N40.0
管路特性30.0
20.0多项式 (离10.0心泵性能Q-
效率)0.0多项式 (离
0246810心泵性能Q-
H)Q(m3/h)多项式 (离离心泵特性曲线和管路特性曲线
心泵性能Q- N)
多项式 (管图三 离心泵性能-管路特性曲线 路特性)
7