毕业论文-泵相关实验_流体实验台设计.doc

流体综合试验系统试验台架设计 - PAGE 54 - 第一章 前 言 管道流体输送技术已经是工业上非常重要的一种输送手段。而且随着科学技术的发展，管道输送流体技术的应用范围正在扩大。为了研究流体在管道中的运输情况以及整个流体输送系统中各个环节的作用，所以进行本试验台的建设。本文重点讲述了流体综合试验系统的设计过程和实验系统设计完成以后所能完成的试验项目。同时从设计的角度介绍了输送设备和为输送设备提供动力的电动机、泵的相关知识，有助于选择符合设计要求的泵和电动机，了解泵的各种特性，并且可以进行普通的管道设计和方案论证。 文章的主要内容分为三部分：驱动传动系统的设计、管汇系统的设计、数据采集系统的设计。在驱动传动系统的设计过程中我们不但介绍了泵、空气压缩机、电动机的选择，更重要的是在这些元件的选择过程之中介绍了它们的特性，如泵和空气压缩机的特性；管汇系统的设计包括流体综合试验系统试验台总体方案的设计、管道的设计以及其它管道附件的设计选择和安装。在数据采集系统中对以往的测量方式进行改进，除了直观仪表的数据采集以外，试验台还引进了压力传感器，使整个实验系统实现了计算机控制和数据的跟踪采集。 文章以设计为主，同时也介绍了设计过程中经常要注意的问题，并对常用的管道设备进行了比较。 目前长距离输油管道建设的规模大、投资多，往往是国家的重点工程，对国民经济发展有重大的影响。本实验系统是一个流体输送系统的模拟，虽然与工业的实际差异很大，但还是会为工业应用提供一些有用的参数，起到一些积极的意义。 第二章 方案设计 2.1 概述 流体综合实验系统是一个可以完成多种关于流体的实验台，我们最终要使其能够完成以下实验： ⑴ 泵的特性实验； ⑵ 泵的串并联实验； ⑶ 气液混输流型观测实验； ⑷ 气液混输管道压降试验； ⑸ 管道并联试验； ⑹ 空气压缩机排气量的测定。 2.2 实验描述 2.2.1 泵的特性实验 泵的特性实验包括以下几个性能实验： ⑴ H——Q性能实验； ⑵ P——Q性能实验； ⑶ η——Q性能实验； ⑷ ?——Q性能实验。 对于一台离心泵，当他的工作转速为一个定值的时候，其扬程H，轴功率P，效率η，汽蚀余量?都与泵的流量Q存在一定的关系，我们通常把用于表示扬程H，轴功率P，效率η，汽蚀余量?和流量Q之间关系的曲线称之为泵的特性曲线。由此可见流量这个参数在实验过程中起到一个重要的作用。我们必须通过对泵的流量的调节从而达到改变泵工况的目的。 泵的性能实验是确定泵在规定转速下的扬程、轴功率、效率与流量之间的关系。通过实验，整理数据后绘制出扬程-流量，功率-流量的性能曲线。 实验应从出口阀微开开始，逐步开大出口阀。按流量大小依次逐点测定，直至超出泵的最大工作流量的15%为止。测量点至少取13个以上，并比较均匀的分布在整个性能曲线上。[1, 2] 通过调节泵出口的阀门来调整流量Q（m3/h），每调节一次分别记录流量、压力、转速、轴功率。通过计算求出实际的扬程H和效率η。当测量的转速n与规定转速np 不符时，应按下式计算规定转速下的流量Q0、扬程H0和轴功率N0。 Q0=Q ( np / n) （2-1） H0=H ( np / n)2 （2-2） P0=P ( np / n)3 （2-3） （2-4） （2-5） Pu=ρgQH （2-6） η=Pe/P （2-7） Pe=ρgHQ/103 KW； （2-8） 图2.1 离心泵性能曲线 根据测量流量与计算求得规定转速下的流量、扬程、轴功率，并按由小到大的流量顺序列成表格。图中的横坐标为流量，纵坐标分别为扬程、轴功率和效率。注意该性能曲线是在规定转速下的曲线。通常要在性能曲线图的左上角标明转速值。 在泵的实验中测量压力的仪表主要有四种，分别是液柱计、弹簧式压力表、活塞式压力计、电气式压力计。我们由扬程的基本公式可以知道，在不知泵的扬程的情况下我们必须先测量泵的出入口的压强、流量、液位差以便计算求得扬程。泵的进出口压强我们在实验过程中利用压力表可以测量的出。由于泵的出入口管径一致在流量不变的情况下出入口的流速之间有一定的关系，液位差直接用刻度尺就可以测得，如此一来就可以算出泵的扬程。在我们的实