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离心泵性能综合实验指导书



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(HQ曲线,NQ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HQNQ、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HQ曲线和NQ曲线

1)关闭阀门12346,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46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)。

      U1U2—进出口流速,一般进出口管相同,所以:U1=U2

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

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HQ曲线。根据不同流量时速的功率N,绘制NQ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HQNQ曲线基础上任取一个Q值,可由HQNQ曲线上找到一个NH值。

任意取若干个QN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HQ、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12%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23457,打开阀16

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=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-H并曲线。H并可由压力表真空表读出。

3实验步骤

打开阀45,关闭阀37

启动泵Ⅰ和泵Ⅱ,运行正常后,打开阀12

调节阀12,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-H串曲线。

实验步骤

1)打开阀235、,关闭阀1476

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23,使流量与单台泵运行时相同。

4)在压力表上进行扬程H1H2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。


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