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YUY-HM282離心泵特性曲線測定實驗臺指導(dǎo)書


一、實驗?zāi)康?/strong>
1、熟悉離心泵的操作，了解離心泵的結(jié)構(gòu)和特性；
2、測定一定轉(zhuǎn)速下的離心泵特性曲線；
3、測定不同轉(zhuǎn)速下的管路特性曲線。
二、實驗原理
1、離心泵的特性曲線
離心泵是最常用的一種液體輸送設(shè)備。它的主要特性參數(shù)包括流量Q、揚程H、軸功率N及效率η。在一定的轉(zhuǎn)速下，H、N及η均隨實際流量Q的變化而變化。通過實驗測定出H~Q、N~Q及η~Q之間的關(guān)系，并以曲線表示之，即為泵的特性曲線。特性曲線是確定泵的適宜操作條件和選用離心泵的重要依據(jù)。
測定泵特性曲線的具體方法為：
測得不同流量下泵的入口真空度和出口壓強，在泵的吸入口和壓出口之間列柏努利方程

上式中是泵的吸入口和壓出口之間管路內(nèi)的流體流動阻力，與柏努力方程中其它項比較， 值很小，故可忽略。于是上式變?yōu)椋?br />
將測得的和的值以及計算所得的代入上式即可求得H的值。
功率表測得的功率為電動機的輸入功率。由于泵由電動機直接帶動，傳動效率可視為1，所以電動機的輸出功率等于泵的軸功率。即：
泵的軸功率N=電動機的輸出功率，KW
電動機的輸出功率=電動機的輸入功率×電動機的效率。
泵的軸功率=功率表的讀數(shù)×電動機效率，KW。
的測定：

式中： —泵的效率；
             N—泵的軸功率，KW
             Ne—泵的有效功率KW
             H—泵的有效功率，KW
             Q—泵的流量，m3/s
         —水的密度，kg/m3
2、管路特性曲線
當(dāng)離心泵安裝在特定的管路系統(tǒng)中工作時，實際的工作壓頭和流量不僅與離心泵本身的性能有關(guān)，還與管路特性有關(guān)。對一定的管路系統(tǒng)列伯努利方程，可導(dǎo)出：

操作條件一定時，K和B均為常數(shù)。
本實驗通過改變轉(zhuǎn)速來改變泵的特性曲線，從而得出管路特性曲線。
具體測定時，固定閥門某一開度不變，改變泵的轉(zhuǎn)速，測出各轉(zhuǎn)速下的流量、泵的入口真空度、出口壓力及電機的輸入功率，即可求出管路特性。
三、實驗裝置
1.設(shè)備參數(shù)：
(1)離心泵：流量Q=4m3/h ，揚程H=8m，軸功率N=168w
(2)真空表測壓位置管內(nèi)徑d1=0.025m
(3)壓強表測壓位置管內(nèi)徑d2=0.025m
(4)真空表與壓強表測壓口之間的垂直距離h0=0.25m
(5)實驗管路d=0.040m
(6)電機效率為60%
2. 流量測量
采用渦輪流量計測量流量
3. 功率測量
功率表：型號 PS-139        精度1.0級
4. 泵吸入口真空度的測量
真空表：表盤真徑-100mm測量范圍-0.1-0MPa  精度1.5級
5. 泵出口壓力的測量
壓力表：表盤直徑-100mm測量范圍0-0.25MPa  精度1.5級
2、實驗設(shè)備流程圖

流程示意圖見圖一。
1-水箱；2-泵入口表閥；3-離心泵；4-泵入口壓力傳感器；5-泵出口表閥；6-泵入口真空表；7-泵出口壓力表；8-泵出口壓力傳感器；9-智能流量調(diào)節(jié)閥；10-渦輪流量計；11-水箱排水閥；12-手動流量調(diào)節(jié)閥；
水泵3將水槽內(nèi)的水輸送到實驗系統(tǒng)，用智能流量調(diào)節(jié)閥9（手動流量調(diào)節(jié)閥12）調(diào)節(jié)流量，流體經(jīng)渦輪流量計10計量后，流回儲水槽。

儀表柜示意圖二
四、實驗方法與步驟
實驗前準(zhǔn)備：
1. 向儲水槽內(nèi)注入水（條件允許的情況下最好用蒸餾水）。
2. 檢查智能流量調(diào)節(jié)閥9（手動流量調(diào)節(jié)閥12），壓力表7及真空表6的開關(guān)是否關(guān)閉(應(yīng)關(guān)閉)。
3.  啟動實驗裝置總電源。
手動實驗方法及步驟：
1、用變頻調(diào)速器上∧、∨及＜鍵設(shè)定頻率50HZ后，按泵開關(guān)啟動離心泵，按調(diào)頻器上run鍵，將手動調(diào)節(jié)閥12全開。待系統(tǒng)內(nèi)流體穩(wěn)定，打開壓力表和真空表的開關(guān)，方可測取數(shù)據(jù)。
2、測取數(shù)據(jù)的順行可從最大流量至0，或反之。一般測10~20組數(shù)據(jù)。
3、每次在穩(wěn)定的條件下同時記錄：流量、壓力表、真空表、功率表的讀數(shù)及流體溫度。
4、將流量定在8-9mL/min之間，用變頻調(diào)速器上∧、∨及＜鍵設(shè)定頻率，從大到小，測定系列數(shù)據(jù)。每次在穩(wěn)定的條件下同時記錄：流量、壓力表、真空表、功率表的讀數(shù)及流體溫度。
5、實驗結(jié)束，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，停泵，切斷電源。
五、使用實驗設(shè)備注意事項
1.    該裝置電路采用五線三相制配電，實驗設(shè)備應(yīng)良好地接地。
2.    使用變頻調(diào)速器時一定注意FWD指示燈亮，切忌按FWD REV鍵REV指示燈亮，電機反轉(zhuǎn)。
3.    啟動離心泵前，關(guān)閉壓力表和真空表的開關(guān)，以免損壞壓強表。

離心泵性能測定實驗數(shù)據(jù)記錄
序號 1 2 3 4 5 6 7
水溫0C 26 26.3 26.6 26.8 27 27.1 27.2
r kg/m3 996.7 996.7 996.7 996.7 996.5 996.5 996.5
序號 8 9 10 11 12 13 14 15
水溫0C 27.2 27.2 27.5 27.8 28 28.1 28.3 28.4
r kg/m3 996.5 996.5 996.5 996.5 996.2 996.2 996.2 996.2
 
表1離心泵性能測定實驗數(shù)據(jù)記錄
水溫：27.40C水的密度：996.5kg/m3
序
號		 入口壓力P1 出口壓力P2 電機功率 流量Q 壓頭H 泵軸功率N 泵有效功率Ne η
(MPa) (MPa) (KW) (m3/h) (m) （KW） （KW） (%)
1 -26.2 52.0 0.76 9.60 8.2535 0.456 0.2152 47.193
2 -23.9 65.8 0.75 9.08 9.4305 0.450 0.2326 51.682
3 -21.4 78.4 0.75 8.58 10.4641 0.450 0.2438 54.189
4 -19.2 89.0 0.74 8.08 11.3239 0.444 0.2485 55.970
5 -16.7 101.5 0.73 7.55 12.3473 0.438 0.2531 57.795
6 -14.7 111.7 0.71 7.05 13.1866 0.426 0.2524 59.259
7 -12.7 120.9 0.70 6.58 13.9235 0.420 0.2488 59.233
8 -10.8 130.8 0.68 6.08 14.7422 0.408 0.2434 59.655
9 -9.2 138.6 0.66 5.60 15.3768 0.396 0.2338 59.048
10 -7.6 147.8 0.64 5.09 16.1546 0.384 0.2233 58.147
11 -6.2 155.6 0.62 4.59 16.8096 0.372 0.2095 56.321
12 -4.8 162.6 0.59 4.07 17.3828 0.354 0.1921 54.253
13 -3.7 169.4 0.57 3.57 17.9661 0.342 0.1741 50.911
14 -2.7 175.2 0.54 3.07 18.4574 0.324 0.1538 47.476
15 -1.9 181.4 0.51 2.56 19.0101 0.306 0.1321 43.173

表2管路特性曲線測定實驗數(shù)據(jù)記錄
水溫：290C水的密度：996.0kg/m3
序號 電機頻率 電機功率 入口壓力P1 出口壓力P2 流量Q 壓頭H
Hz KW (MPa) (MPa) (m3/h) (m)
1 50 0.79 -20.7 80.3 8.48 10.3370
2 47 0.70 -18.9 72.1 7.99 9.3135
3 44 0.55 -16.6 63.0 7.50 8.1468
4 41 0.46 -14.4 54.8 7.02 7.0824
5 38 0.38 -12.5 47.1 6.53 6.0998
6 35 0.30 -10.7 39.7 6.02 5.1582
7 32 0.23 -8.9 32.6 5.52 4.2474
8 29 0.19 -7.3 26.9 5.01 3.5002
9 26 0.14 -5.9 20.9 4.50 2.7429
10 23 0.12 -4.6 15.6 3.98 2.0674
11 20 0.10 -3.5 11.2 3.44 1.5045
12 17 0.07 -2.4 7.5 2.90 1.0132
13 14 0.05 -1.6 4.5 2.35 0.6243
14 11 0.04 -0.8 2.2 1.76 0.3070
15 8 0.01 -0.3 0.4 1.14 0.0716

實驗分析
一．離心泵的特性曲線

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出H—Q曲線，N—Q曲線，h—Q曲線，如右圖。由圖可知離心泵的揚程H隨著流量Q的增大而減?。辉谝欢ǖ牧髁糠秶鷥?nèi)，離心泵的軸功率N隨著流量Q的增大而增大；離心泵的效率h與流量Q呈二次函數(shù)關(guān)系，效率h先隨著流量Q的增大而提高，并在流量Q=6.2m3/h時達到最大，之后增大流量Q效率h減小。適宜操作區(qū)為Q=5.0~7.5m3/h，此時離心泵的效率在一個最大的范圍。
二．管路特性曲線

由實驗數(shù)據(jù)做出He—Q曲線，由圖可知：離心泵的實際揚程He與流量Q呈二次函數(shù)關(guān)系，He=K+BQ2，（K，B均為常數(shù)），流量Q越大，實際揚程He越大。

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