離心泵特性曲線的測定

1、離心泵特性曲線的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉離心泵的操作，了解離心泵的結(jié)構(gòu)和特性，掌握實(shí)驗(yàn)組織方法。2掌握離心泵特性曲線的測定方法。3掌握離心泵的流量調(diào)節(jié)方法，了解電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器、差壓變送器等的工作原理。二、基本原理對一定類型的泵來說，泵的特性曲線主要是指在一定轉(zhuǎn)速下，泵的揚(yáng)程(H )、軸功率(P) 和效率 () 與流量 ( qv) 之間的關(guān)系。 由于離心泵的結(jié)構(gòu)和流體本身的非理想性以及流體在流動(dòng)過程中的種種阻力損失，至今為止，還難以推出揚(yáng)程的純理論計(jì)算式。因此，一般采用實(shí)驗(yàn)的方法測定揚(yáng)程，即泵的特性曲線由實(shí)驗(yàn)測得。對圖 3-1 所示的系統(tǒng)， 分別取泵的進(jìn)出口為1-1 截面與 2-2 截面，建立

2、機(jī)械能衡算式：p1 + z1 +u12+ H =p 2 + z2 +u22(3-1)g2gg2 gp 2p1z 2z 1u 22u12H =g2 g2 gg H = p 2p1hu 22u12(3-2)gg2 g2 g式中：h0 表示泵出口和進(jìn)口間的位差，m； 流體密度， kg/m3 ；g 重力加速度m/s2 ；p1 、p2 分別為泵進(jìn)、出口的真空度和表壓，Pa；u1 、u2 分別為泵進(jìn)、出口的流速，m/s；從式 (3-2)可見，計(jì)算出泵進(jìn)出管路上的壓差、位差和速度差，就可計(jì)算出泵提供給液體的揚(yáng)程。按照管路特性曲線和泵特性曲線的交點(diǎn)作為泵工作點(diǎn)的原理，改變管路阻力可以通過調(diào)節(jié)閥門開度加以實(shí)現(xiàn)，

3、使管路特性曲線上的工作點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)，再將一系列移動(dòng)的工作點(diǎn)的軌跡連接起來，就是泵的揚(yáng)程曲線。泵的有效功率(Pe) 和效率( ) 分別由下面（ 3-3）和 (3-4)式計(jì)算：PHqg(3-3)P/ PHq g / P(3-4)其中 P 代表軸功率，即泵軸傳遞給泵的功率。由式(3-3) 和 (3-4) 求取的數(shù)據(jù)同樣可以繪出泵的軸功率和效率曲線。泵的特性曲線是在定轉(zhuǎn)速下的實(shí)驗(yàn)測定所得。但是，實(shí)際上感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)矩改變時(shí)，其轉(zhuǎn)速會(huì)有變化，這樣隨著流量qv 的變化，多個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速n 將有所差異，因此在繪制特性曲線之前，須將實(shí)測數(shù)據(jù)換算為某一定轉(zhuǎn)速 n 下（可取離心泵的額定轉(zhuǎn)速）的數(shù)據(jù)。換算關(guān)系如下（比

4、例定律） ：流量q ' qn（3-5）n揚(yáng)程HH ( n ) 2（3-6）n軸功率PP ( n ) 3（ 3-7）n效率q' H gqH g（ 3-8）PP方程式 (3-2)表明，實(shí)驗(yàn)組織方法是： 實(shí)驗(yàn)裝置中在泵的進(jìn)出口管上分別裝有真空表p1和壓力表 p2；由溫度計(jì)測量流體溫度，從而確定流體的密度；由功率表計(jì)量電機(jī)輸入功率，由電機(jī)效率即可計(jì)算泵的輸入功率P；管路中需安裝流量計(jì)，確定流體的流速u ；欲改變 u需閥門控制（手動(dòng)或自動(dòng)改變閥門的開度）。三、實(shí)驗(yàn)流程圖和實(shí)驗(yàn)步驟（ 1）手動(dòng)離心泵實(shí)驗(yàn)裝置a、實(shí)驗(yàn)流程圖圖 3-1 離心泵特性曲線測定流程示意圖實(shí)驗(yàn)裝置流程見圖3-1，由低位

5、水箱、泵進(jìn)口真空表、泵、泵出口壓力表、流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥等組成了一個(gè)循環(huán)回路。裝置參數(shù)見下表3-1。表 3-1 手動(dòng)離心泵實(shí)驗(yàn)裝置參數(shù)離心泵型號(hào)P803轉(zhuǎn)速1440r.p.mh00mm進(jìn)口管徑40mm出口管徑32mm儀表系數(shù)1.000b、實(shí)驗(yàn)步驟1、關(guān)閉引水閥、排氣，啟動(dòng)泵。2、實(shí)驗(yàn)布點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)順序從大到小，即將閥門開至最大時(shí)，作為第一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，共采集 12 16 組數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)布點(diǎn)服從大流量多布點(diǎn)，小流量少布點(diǎn)規(guī)則，原因是離心泵效率極值點(diǎn)出現(xiàn)在大流量時(shí)。前七組數(shù)據(jù)按流量顯示儀讀數(shù)每下降約0.2L/s 布一個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，以后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)布點(diǎn)約下降 0.4L/s 。注意：若發(fā)現(xiàn)流量顯示儀讀數(shù)達(dá)不到零，可采用將

6、調(diào)節(jié)閥開至最大，再快速關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，流量顯示儀讀數(shù)將為零，可能此讀數(shù)不久還會(huì)上升，上升的數(shù)據(jù)不采集，以零計(jì)。此時(shí)其余的儀表讀數(shù)不隨顯示儀讀數(shù)而變。3、停泵：實(shí)驗(yàn)結(jié)束前，關(guān)閉泵出口閥，再關(guān)閉泵的電源。4、上機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。c、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 3-2 離心泵原始數(shù)據(jù)水溫：No.流量 L/s真空表讀數(shù)MPa壓力表讀數(shù)MPa功率表讀數(shù)w（ 2）自動(dòng)離心泵實(shí)驗(yàn)裝置a、實(shí)驗(yàn)流程圖離心泵特性曲線測定裝置具有在線操作功能，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖見圖口管徑相同均為40cm，泵進(jìn)出口測壓點(diǎn)高度差h0 =0.2m。3-2。裝置中泵進(jìn)出b、實(shí)驗(yàn)步驟1、灌泵：清洗水箱，并加裝實(shí)驗(yàn)用水。給離心泵灌水，排出泵內(nèi)氣體。2、檢查電源和信

7、號(hào)線是否與控制柜連接正確，檢查各閥門開度和儀表自檢情況，試開狀態(tài)下檢查電機(jī)和離心泵是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。3、數(shù)據(jù)的測定：實(shí)驗(yàn)時(shí)，逐漸打開調(diào)節(jié)閥以增大流量，待各儀表讀數(shù)顯示穩(wěn)定后，讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)。（離心泵特性實(shí)驗(yàn)部分，主要獲取實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：流量qv、泵進(jìn)口壓力p1、泵出口壓力 p2、電機(jī)功率P 電、泵轉(zhuǎn)速n，及流體溫度t 和兩測壓點(diǎn)間高度差h0。）4、停泵：測取10 組左右數(shù)據(jù)后，可以停泵，同時(shí)記錄下設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)（如離心泵型號(hào)，額定流量、揚(yáng)程和功率等）。注意事項(xiàng)：1、一般每次實(shí)驗(yàn)前，均需對泵進(jìn)行灌泵操作，以防止離心泵氣縛。同時(shí)注意定期對泵進(jìn)行保養(yǎng)，防止葉輪被固體顆粒損壞。2、泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，勿觸碰泵主軸部分，因其高速轉(zhuǎn)動(dòng)，可能會(huì)纏繞并傷害身體接觸部位。圖 3-2 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖c、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 3-3 離心泵原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表裝置號(hào)：，離心泵型號(hào)，額定流量，額定揚(yáng)程，額定功率，流體溫度t。流量 qv泵進(jìn)口壓力泵出口壓力電機(jī)功率P 電泵轉(zhuǎn)速 n實(shí)驗(yàn)次數(shù)m3/hp1 kPap2 kPakWrpm四、思考題1、測定離心泵特性曲線的意義有那些？2、試從所測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析離心泵在啟動(dòng)時(shí)為什么要關(guān)閉出口閥門？3、啟動(dòng)離心泵之前為什么要引水灌泵？如果灌泵后依然啟動(dòng)不起來