化工基础CEA—F05型 离心泵实验仪实验指导书91905精要.doc

化学工程实验仪器系列产品 CEA—F05型 离心泵实验仪实验指导书 离心泵特性曲线的测定 实验目的 在化工厂或实验室中，经常需要各种输送机械用来输送流体。根据不同使用场合和操作要求，选择各种型式的流体输送机械。离心泵是其中最为常用的一类流体输送机械。离心泵的特性由厂家通过实验直接测定，并提供给用户在选择和使用泵时参考。 本实验采用单级单吸离心泵装置，实验测定在一定转速下泵的特性曲线。通过实验了解离心泵的构造、安装流程和正常的操作过程，掌握离心泵各项主要特性及其相互关系，进而加深对离心泵的性能和操作原理的理解。 二、实验原理 离心泵主要特性参数有流量、扬程、功率和效率。这些参数不仅表征泵的性能，也是选择和正确使用泵的主要依据。 1. 泵的流量: 泵的流量即泵的送液能力，是指单位时间内泵所排出的液体体积。泵的流量可直接由一定时间内排出液体的体积或质量来测定。 即 　　m3·s　　　　　　　　　　　　　　（1） 或 　　m3·s　　　　　　　　　　　　　　（2） 若泵的输送系统中安装有经过标定的流量计时，泵的流量也可由流量计测定。当系统中装有孔板流量计时，流量大小由压差计显示，流量与倒置U形管压差计读数之间存在如下关系： 　　m3·s　　　　　　　　　　　（3） 式中， ——孔板流量系数； ——孔板的锐孔面积，m2； 2. 泵的扬程: 泵的扬程即总压头，表示单位重量液体从泵中所获得的机械能。 若以泵的压出管路中装有压力表处为B截面，以及吸入管路中装有真空表处为A截面，并在此两截面之间列机械能衡算式，则可得出泵扬程He的计算公式： 　　　　　　　　　　　　　（4） 式中 ——由压力表测得的表压强，Pa； ——由真空表测得的真空度，Pa； ——A、B两个截面之间的垂直距离，m； ——A截面处的液体流速，m·s； ——B截面处的液体流速，m·s。 3．泵的功率: 在单位时间内，液体从泵中实际所获得的功，即为泵的有效功率。若测得泵的流量为 m·s，扬程为，m，被输送液体的密度为为ρ，kg · m3。则泵的有效功率可按下式计算 　　　w　　　　　　　　　　　　　（5） 泵轴所作的实际功率不可能全部为被输送液体所获得，其中部分消耗于泵内的各种能量损失。电动机所输出的功率又大于泵轴所作出的实际功率。电机所输出的功率可直接由输入电压和电流测得，即 　　　W　　　　　　　　　　　　　（6） 4. 泵的总效率:泵的总效率可由测得的泵有效功率和电机实际消耗功率计算得出，即 　　　　　　　　　　　　　　　　　（7） 这时得到的泵的总效率除了泵的效率外，还包括传动效率和电机的效率。 5. 泵的特性曲线 :上述各项泵的转性参数并不是孤立的，而是相互制约的。因此，为了准确全面地表征离心泵的性能，需在一定转速下，将实验测得的各项参数即：、、与，之间的变化关系标绘成一组曲线。这组关系曲线称为离心泵特性曲线，如图1所示。离心泵特性曲线对离心泵的操作性能得到完整的概念，并由此可确定泵的最适宜操作状态。 图1　离心泵特性曲线 通常，离心泵在恒定转速下运转，因此泵的特性曲线是在一定转速下测得的。若改变了转速，泵的特性曲线也将随之而异。泵的流量、扬程和有效功率与转速之间，大致存在如下比例关系： ；；　　　　　　　　　　　　　　（8） 三、实验装置 本实验装置主体设备为一台单级单吸离心水泵。为了便于观察，泵壳端盖用透明材料制成。电动机直接连接半敞式叶轮。离心泵与循环水槽、分水槽和各种测量仪表构成一个测试系统。实验装置及其流程如图2所示。 图2　离心泵实验仪流程图 1. 循环水槽；2. 底阀；3. 离心泵；4. 真空表；5. 注水槽；6. 压力表；7. 调节阀；8. 孔板流量计；9. 分流槽；10. 电流表；11. 调压变压器；12. 电压表；13. 倒置U形管压差计。 泵将循环水槽中的水，通过吸入导管吸入泵体的在吸入导管上端装有真空表，下端装有底阀（单向阀）。底阀的作用是当注水槽向泵体内注水时，防止水的漏出。 水由泵的出口进入压出导管。压出导管沿程装有压力表、调节阀和孔板流量计。由压出导管流出的水，用转向弯管送入分流槽。分流槽分为二格，其中一格的水可流出用以计量，另一格的水可流回循环槽。根据实验内容不同可用转向弯管进行切换。 四、实验方法 在离心泵性能测定前，按下列步骤进行启动操作： 实验前，先将自来水管与箱体一侧的进水口接通，溢流出水口投入下水道，打开水源阀门，将水箱注满水，保持有适量溢流水流出。 （1）充水。打开注水槽下的阀门，将水灌入泵内。在灌水过程中，需打开调节阀，将泵内空气排除。当从透明端盖中观察到泵内已灌满水后，将注水阀门关闭。 （2）启动。启动前，先确认泵出口调节阀关闭，变压器调回零点，然后合闸接通