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（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：

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。