化工原理实验指导书.doc

离心泵特性曲线测定 一、实验目的 1.了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用； 2. 掌握离心泵特性曲线测定方法； 3.了解电动调节阀的工作原理和使用方法。 二、基本原理 离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H、轴功率N及效率η与泵的流量Q之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内部流动情况复杂，不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定。 1．扬程H的测定与计算 取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面，列机械能衡算方程： （1－1） 由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项 ，速度平方差也很小故可忽略，则有 （1－2） 式中： ，表示泵出口和进口间的位差，m；和 ρ——流体密度，kg/m3? ? ； g——重力加速度 m/s2； p1、p2——分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa； H1、H2——分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头，m；? ? u1、u2——分别为泵进、出口的流速，m/s；? ? ? z1、z2——分别为真空表、压力表的安装高度，m。 由上式可知，只要直接读出真空表和压力表上的数值，及两表的安装高度差，就可计算出泵的扬程。 2．轴功率N的测量与计算 （W）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1－3） 其中，N电为电功率表显示值，k代表电机传动效率，可取 。 3．效率η的计算 泵的效率η是泵的有效功率Ne与轴功率N的比值。有效功率Ne是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功，轴功率N是单位时间内泵轴从电机得到的功，两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。 泵的有效功率Ne可用下式计算： （1－4） 故泵效率为? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1－5） 4．转速改变时的换算 泵的特性曲线是在定转速下的实验测定所得。但是，实际上感应电动机在转矩改变时，其转速会有变化，这样随着流量Q的变化，多个实验点的转速n将有所差异，因此在绘制特性曲线之前，须将实测数据换算为某一定转速n下（可取离心泵的额定转速2900rpm）的数据。换算关系如下： 流量? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1－6） 扬程? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1－7） 轴功率? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1－8） 效率? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1－9） 三、实验装置与流程 离心泵特性曲线测定装置流程图如下： 1－水箱；2－泵进口管；3－进口压力表；4－离心泵；5－出口压力表；6－涡沦流量计； 7－电器控制箱；8－闸阀；9－水箱放空阀；10保塔接头；11—温度计； 图1 实验装置流程示意图 四、实验步骤及注意事项 （一）实验步骤： 1.清洗水箱，并加装实验用水。给离心泵灌水，排出泵内气体。 2.检查电源和信号线是否与控制柜连接正确，检查各阀门开度和仪表自检情况，试开状态下检查电机和离心泵是否正常运转。 3.实验开始时，先开仪表，再开泵，逐渐打开调节阀以增大流量，待各仪表读数显示稳定后，读取相应数据。（离心泵特性实验部分，主要获取实验参数为：流量Q、泵进口压力p1、泵出口压力p2、电机功率N电、泵转速n，及流体温度t和两测压点间高度差H0。） 4.测取10组左右数据后，可以停泵，同时记录下设备的相关数据（如离心泵型号，额定流量、扬程和功率等）。实验结束时，先别流量阀门调到0，在关泵，再关仪表，关电源。 （二）注意事项： 1.一般每次实验前，均需对泵进行灌泵操作，以防止离心泵气缚。同时注意定期对泵进行保养，防止叶轮被固体颗粒损坏。 2.泵运转过程中，勿触碰泵主轴部分，因其高速转动，可能会缠绕并伤害身体接触部位。 五、数据处理 （1）记录实验原始数据如下表1： 实验日期： ? ? ? 实验人员：? ? ? ? 学号：? ? ? ? ? 装置号：? ? 离心泵型号＝? ? ? ? ，额定流量＝? ? ? ，额定扬程＝? ? ? ? ? ? ，额定功率＝ 泵进出口测压点高度差H0= 10cm? ? ，流体温度t＝? ? 实验次数 流量Q m3/h 泵进口压力p1 kPa 泵出口压力p2 kPa 电机功率N电 kW 泵转速n r/m ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?