2014化工原理实验报告(离心泵性能实验)

化工原理实验离心泵性能实验报告

化工原理实验报告

（离心泵性能实验）

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2014年11月

化工原理实验离心泵性能实验报告

一、报告摘要

本次实验通过测量离心泵工作时，泵入口真空表真P、泵出口压力表压P、孔板压差计两端压差 p、电机输入功率Ne以及流量Q这些参数的关系，根据公式

NeQHe =

He H压力表+H真空表+H0N轴=N电 电 转Ne=102N轴

、、以及

C0 u0/

可以得出离心泵的特性曲线；再根据孔板流量计的孔流系数

与雷诺数

Re

du

的变化规律作出C0-Re图，并找出在Re大到一定程度时C0不随Re变化时的C0

值；最后测量不同阀门开度下，泵入口真空表真P、泵出口压力表压P、孔板压差计两端压差 p，根据已知公式可以求出不同阀门开度下的He-Q关系式，并作图可以得到管路特性曲线图。

二、目的及任务

① 、了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法。

② 、测定离心泵在恒定转速下的特征曲线，并确定泵的最佳工作范围。 ③ 、熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。 ④ 、测定孔板流量计的孔流系数。 ⑤ 、测定管路特征曲线。 三、实验原理

1、 离心泵特征曲线测定

离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。其中理论压头与流量的关系，可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到，如图中的曲线。由于流体流经泵是，不可避免的会遇到种种阻力，产生能量损失，诸如摩擦损失，环流损失等等，因此，实际压头比理论压头小，且难以通过计算求得，因此常通过实验方法，直接测定其参数间的关系，并将测出的He-Q，N-Q，η-Q三条曲线称为离心泵的特性曲线。另外，根据此曲线也可以求出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据。 （1）、泵的扬程He

式中

He H压力表+H真空表+H0

H压力表H真空表

——泵出口处的压力，

mH2O

——泵入口处的真空度，

mH2O

H0——压力表和真空表测压口之间的垂直距离，H0=0.85m。

（2）、泵的有效功率和效率

由于泵在运转过程中存在种种能量损失，使泵的实际压头和流量较理论值为低，而输入泵的功率又比理论值为高，所以泵的总效率为

=

NeN轴

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Ne=

QHe 102

式中 Ne——泵的有效功率，kW：

3

Q——流量，m/s；

He——扬程，m；

3

kg/m ρ——流体密度，。

由泵轴输入离心泵的功率 式中

N轴

为

N轴=N电 电 转

N电——电机的输入功率，kW;

电 ——电机效率，取0.9；

—— 传动装置的传动效率，一般取1.0。

转

2、 孔板流量计孔流系数的测定

在水平管路上装有一块孔板，其两侧接测压管，分别与压差传感器的两侧连接。孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减少，造成孔板前后

压强差，作为测量的依据。若管路的直径为板后所形成缩脉的直径为的速度和压强分别为

d1，孔板锐孔直径为d0，流体流经孔

d2,流体密度为ρ，孔板前测压导管截面处和缩脉截面处

u1、u2与p1，p2，根据伯努利方程，不考虑能量损失，可得

2u2 u12p1 p2

gh2

或

由于缩脉的位置随流速的变化而变化，故缩脉处截面积

S2难以知道，孔口面积已

u0代替u2，

知，且测压口的位置在设备制成后也不改变，因此，可用孔板孔径处的

考虑到流体因局部阻力而造成的能量损失，用校正系数C校正后，则有

对于不可压缩流体，根据连续性方程有

u1 u0

经过整理可得

S0

S1

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C0

根据

CS0)2

S1，则又可以简化为

u0 u0和S2，即可算出流体的体积流量Vs为

Vs u0S0 C0Vs C0Sh或

式中

Vs——流体的体积流量，m3/s

p——孔板压差，Pa

S0——孔口面积，m2

3 kgm ——流体的密度，

C0——孔流系数。

四、装置和流程

1-蓄水池 2-底阀 3-真空表 4-离心泵 5-管泵阀 6-压力表 7-流量调节阀 8-孔板流量计

9-活动接口 10-液位计 11-计量水槽（495×495）㎜ 12-回流水槽 13-计量槽排水阀 五、操作要点

本实验通过调节阀门改变流量，测得不同流量下离心泵的各项性能参数。

流量可通过计

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量槽和秒表测得。

1、检查电机和离心泵是否正常运转。打开电机的电源开关，观察电机和离心泵的运转情况，如无异常，就可切断电源，准备在实验时使用。

2、在进行实验前首先要进行灌泵（打开灌泵阀），排出泵内的气体（打开流量调节阀）。 灌泵完毕后，关闭调节阀和灌水阀即可启动离心泵，开始实验。

3、实验时，逐渐打开调节阀以增大流量，并用计量槽计量液体流量。当流量大时，应注意及时按动秒表和迅速移动活动接管，并多测量几次数据。

4、为防止因水面波动引起的误差，测量时液位计高度差值应不小于200mm。

5、测取10组数据并验证其中几组数据，若基本吻合后，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）

6、测定管路特性曲线时，固定阀门开度，改变频率，测取8-10组数据，并记录。 7、实验完毕，停泵，记录相关数据，清理现场。 六、数据处理

水温T=17.5℃，水密度ρ=998.2 kg/ m3，粘度μ=1.005mp·s 管道 48×3mm，孔板锐孔直径d0=24.2mm

1． 离心泵特性曲线数据处理与绘制

以序号1的数据为例，处理如下：

扬程He H入+H出+H0 21.4 ( 0.4) 0.3 21.3m H2O 轴功率N轴=N电 电 传=0.48 0.9 1=0.432KW 效率 =

NeQH 0.42 21.3 998.2===0.056294 N轴102N轴102 0.432 3600

如此计算得出流量、扬程、轴功率、效率，再根据表一中的相关数据绘制离心泵特性曲线如下：

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以第1数据为例，处理如下：

4q 4 0.42 998.2 103

雷诺数Re 3512.846

d 3.1416 0.042 1.005 3600

du

孔流系数

C0

0.80974

如此计算得出雷诺数、孔流系数，再根据表二中的数据绘制孔流系数与雷诺数的关系曲线如下：

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由不同转速下的流量和所需压头，再根据表三中的数据绘制出管路特性曲线如下：

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六、实验结论及误差分析

1.从图中可以看出，随着流体流量的增加，扬程呈现下降的趋势；而轴功率呈现上升的趋势。

2.随着流体流量的增加，泵的总效率呈现先增大后减小的趋势，存在着最大功率。由效率曲线得知，在流量约为5.8时，达到了最大效率。

3.查阅资料得知，离心泵的优先工作范围在最佳效率点流量的70﹪~120﹪，所以由此确定离心泵的最佳工作范围是4.0~7.0 。

4. 孔流系数C0随雷诺数 的变化逐渐减小，但是依然有幅度，依据理论当雷诺数 …… 此处隐藏：1842字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……