流体过程综合实验讲义..doc

流动过程综合实验 实验1-1 离心泵性能测定实验 一、实验目的 ⒈ 熟悉离心泵的操作方法。 ⒉ 掌握离心泵特性曲线和管路特性曲线的测定方法、表示方法，加深对离心泵性能的了解。 ⒊ 掌握离心泵特性管路特性曲线的测定方法、表示方法。 二、实验内容 ⒈ 熟悉离心泵的结构与操作方法。 ⒉ 测定某型号离心泵在一定转速下，H（扬程）、N（轴功率）、?（效率）与Q（流量）之间的特性曲线。 ⒊ 测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。 三、实验原理 ㈠ 离心泵特性曲线 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： ⒈ H的测定： 在泵的吸入口和压出口之间列柏努利方程 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(不包括泵体内部的流 动阻力所引起的压头损失)，当所选的两截面很接近泵体时，与柏努利方程中其它项比较， 值很小，故可忽略。于是上式变为： 将测得的和和 的值以及计算所得的u入，u出代入上式即可求得H的值。 ⒉ N的测定： 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 1.0，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。即： 泵的轴功率N＝电动机的输出功率，kW 电动机的输出功率＝电动机的输入功率×电动机的效率。 泵的轴功率＝功率表的读数×电动机效率，kw。 ⒊ η的测定 其中 kw 式中：η— 泵的效率； N— 泵的轴功率，kw Ne— 泵的有效功率，kw H— 泵的压头，m Q— 泵的流量，m3/s ρ— 水的密度，kg/m3 ㈡ 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，泵和管路二者是相互制约的。 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绘在同一坐标图上，两曲线交点即为泵在该管路的工作点。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 该实验与流体阻力测定、流量计性能测定实验共用图一的实验装置流程图； 本实验的流程为：A→B(C→D)→E→F→G→I； 流量测量：用转子流量计或标准涡轮流量计测量； 泵的入口真空度和出口压强：用真空表和压强表来测量； 电动机输入功率：用功率表来测量。 五、实验方法 ⒈ 按下电源的绿色按钮，通电预热数字显示仪表。 ⒉ 通过导向阀设计该实验水的流程； ⒊ 关闭流量调节阀，用变频器在50 Hz时启动离心泵，调节流量，当流量稳定时读取离心泵特性曲线所需数据，测取10～12组数据。 ⒋ 管路特性曲线测定时，先将流量调节为一个较大量，固定不变，然后调节离心泵电机频率，改变电机转速，调节范围(50—20Hz)，测取 10～12组数据。 ⒌ 实验结束后，关闭流量调节阀，继续其它实验或停泵，切断电源。 六、注意事项 ⒈ 启动心泵之前，必须检查所有流量调节阀是否关闭。 ⒉ 测取数据时，应在满量程内均匀分布数据点。 七、可变参数设置 1．泵的型号选择： BX型单级悬臂离心清水泵 泵的型号 流量 （m3/h） 额定扬程 （m） 最大转速 （转/分） 最小转速 （转/分） 轴功率 （kw） 50BX20/31 20 30.8 1800 2900 2.60 80BX45/33 45 32.6 1800 2900 5.56 65BX25/32 25 32 1800 2900 3.25 80BX50/32 50 32 1800 2900 5.80 2．泵的频率调节范围在0—50Hz之间。 泵进口管路内径调节范围在20-40mm； 泵出口管路内径调节范围在20-40mm； 3．固定设备参数 两测压口间垂直距离：30mm； 水初始温度：15摄氏度。 八、仿真实验操作步骤： （一）离心泵性能测定实验 1．到参数设置一界面设置离心泵实验的边界参数：选泵型号，设置离心泵电机频率，设置泵进出口管路内径。点参数记录记录到实验报表中。注意：参数设置好后在本实验中不可更改。 2.在实验装置图将离心泵的灌泵阀打开，再将放气阀打开