一、实验目的和要求
本实验台是可以进行离心泵特性曲线的测定实验、离心泵汽蚀实验和串并联实验的一种多功能综合实验台。本实验台可进行如下实验:
1、掌握离心泵特性曲线(H-Q曲线,N-Q曲线,η-Q曲线)的测定方法。
2、泵汽蚀余量实验。
3、泵的串并联实验。
二、实验仪器及工作、实验原理
1.实验装置简图
2.工作原理
实验台的结构如图所示,主要有泵Ⅰ、泵Ⅱ、计量水箱、储水箱、压力表、真空压力表管道及阀门组成。在测定泵的特性曲线时,利用各阀门的开启和调节形成泵Ⅰ单泵工作回路,在不同流量下测定一组相应的压力表、真空表和流量的读数以及电流电压的计数。即可读出一组泵的流量Q,扬程H,输入功率N等数据,最后可以绘出泵的H-Q、N-Q、η-Q等特性曲线。。在进行泵汽蚀实验时利用相应的阀门开启和调节,开成泵Ⅰ的单泵工作回路,并使储水罐由于水的抽出而产生真空,从而使泵的进口压力减小,直到发生气蚀。在进行泵的串并联实验时,利用相应阀门的开启和调节形成两个泵的串并联回路,测定串联和并联的运行特性。
3.实验说明
泵的特性实验:H-Q曲线和N-Q曲线
(1)关闭阀门1、2、3、4、6,向计量水箱加水至阀7上部溢水为止。然后关闭阀7。
(2)启动泵Ⅰ,由于阀1关闭,此时流量为0,为空载状态。测读真空表、真空压力表、电压表、电流表的读数。
(3)略开阀门1至一定开度,水泵开始给水,再测读压力表、真空压力表、以及电压表、电源表数、流量数、(关闭阀门6,计量秒及升数)。
(4)逐步开大阀门1,改变泵的流量(一般改变4-6次)在每一流量下测读上述实验数据。测得相应不同流量下的实验数据同,从而可以绘出泵的特性曲线。
根据:
式中:P1—压力表读数,Mpa
P2—真空表读数,Mpa,以米为单位,1Mpa=100m
—水的容重N/m³
Z —压力表至真空表接出点位置差,即表相对高度(以米为单位)。
U1、U2—进出口流速,一般进出口管径相同,所以:U1=U2,
即
流量Q1由计量水箱实际测验出:
式中:V以米³计。t:秒。则Q=m³/秒。
水泵电机轴功率由下式计算:
式中: I — 电流表读数(A)
U — 电压表读数(V)
cosφ — 功率因数,取0.77
ηm — 电机效率,取0.65
从Q=0开始,得到不同的流量Q值,对应不同的扬程H,将这些点光滑的连接起来,即为水泵的H-Q曲线。根据不同流量时速的功率N,绘制N-Q曲线。
将实验数据列入下表:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
Q | ||||||
H | ||||||
N |
η-Q曲线(效率、流量曲线)
由公式:
即可得出该流量下的效率。效率η曲线可在H-Q和N-Q曲线基础上任取一个Q值,可由H-Q和N-Q曲线上找到一个N和H值。
任意取若干个Q和N值,可算出若干η值,圆滑连接这些点,可以得到η-Q曲线,即该泵的效率曲线。
泵气蚀实验
(1)实验目的
通过泵气蚀的产生,分析泵产生泵气蚀机理,学会确定气蚀佘量的临界值。
(2)实验原理
水泵气蚀余量△h是水泵设计和使用的重要基本参数,气蚀实验是确定△h的唯一可靠方法,进行水泵气蚀实验时,我们将泵放在一定工作条件下(即固定的H、Q、η),而在较大范围内改变泵的进口压力,本实验装置是靠改变水箱内的真空度来实现的。
对于被试泵在转速和流量为定值时泵△h是不变的,但当进口压力下降到一定程度时,泵的性能既开始下降,理论上讲,当流量曲线跌落至1~2%时,泵就进入了气蚀的临界状态,即△h=△p/r,测定该工况下的△h,也就间接的确定了水泵在该流量下的气蚀余量。即
式中:Ps—实验条件下泵吸入口处的液面压强
U1—水泵进口处的平均流速
Pb—汽化压力,根据实验条件下的水温查表
(3)实验步骤
(1)关闭阀门2、3、4、5、7,打开阀1、6。
(2)启动泵Ⅰ,调节阀门1使流量不变。
(3)在此流量下,将阀门6由开启向关闭方向逐步调节,使储水箱内的真空度逐步增大,使真空表和压力表读数产生变化。继续调节阀门6,直至压力表的指针急剧下降为止(即发生气蚀)。
(4)将阀门1调至另一开度,重复上述步骤,可观察出在不同流量下△h也不同。
泵的并联实验
(1)实验目的
了解离心泵的串并联运行工况及其特点。
绘制泵的串并联运行曲线。
(2)实验原理
当单台泵不能满足需要流量时,可采用2台泵(或两台以上)并联运行方式,离心泵Ⅰ、Ⅱ并联后扬程不变,而流量Q是这两台流量之和,Q并=Q1+Q2,并联后的系统特性曲线同,是在不同扬程下,用计量水箱测得流量Q并,绘出Q并-H并曲线。H并可由压力表真空表读出。
(3)实验步骤
打开阀4、5,关闭阀3、7。
启动泵Ⅰ和泵Ⅱ,运行正常后,打开阀1、2。
调节阀1和2,使两压力表的扬程一致,且与单泵运行时间相同。
用关闭阀6用计量水箱进行流量Q的测量。
泵的串联运行
当单台泵工作不以提供所需扬程时,可采用2台泵(或两台以上)串联方式运行,离心泵串联后,通过每台泵的流量是相同的,而合成压头是两台泵的压头之和,串联后的系统特性曲线,是通过阀门调节得到Q串及H串,从而绘出Q串-H串曲线。
实验步骤
(1)打开阀2、3、5、,关闭阀1、4、7、6。
(2)接通电源,首先启动泵Ⅰ,运行正常后,再启动泵Ⅱ。
(3)调节阀2、3,使流量与单台泵运行时相同。
(4)在压力表上进行扬程H1和H2读数。
根据实验,记录数据,填入表格,进行整理计算,并分别绘出H1-Q曲线,H2-Q曲线,η-Q曲线由此写出实验报告。