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1、离心泵综合实验作者: 日期：离心泵综合实验、所涉及的课程及知识点：工程流体力学、输油管道设计与管理、实验要求1、掌握离心泵特性曲线 （H-Q曲线，N Q曲线，n-Q曲线）的测定方法。2、通过泵气蚀的产生，分析泵产生泵气蚀机理，学会确定气蚀余量的临界值。3、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。4、学会对实验结果的处理分析方法。三、实验装置和原理同6图1 实验台简图实验台的结构如图所示，主要有泵I、泵n、计量水箱、储水箱、压力表、真空压力表、文丘里流量计、U型压差计、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
2、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、n-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。水泵气蚀余量Ah是水泵设计和使用的重要基本参数，气蚀实验是确定厶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、n ）,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
3、的真空度来实现的。对于被试泵在转速和流量为定值时泵厶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Ah = p/r,测定该工况下的厶h,也就间接的确定了水泵在该流量下的气蚀余量。既2.Ps 1Fbh2g式中：Fs实验条件下泵吸入口处的液面压强1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、n并联后扬程不变，而流量Q是这两台流量之和,Q并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
4、并可由压力表真空表读出。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串一H串曲线。四、实验步骤1、泵的特性实验：H - Q曲线和N Q曲线（1 ）关闭阀门1、2、3、4、5,向计量水箱加水至阀7上部溢水为止。然后关闭阀7。（2）保留计量水箱内有少量水，防止泵抽不上水。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、
5、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:2 2H 邑P2 Z2g式中：P 1压力表读数，MPaP2真空表读数， M P a,以米为单位，1M Pa=100m水的容重N/m3z 压力表至真空表接出点位置差，即表的相对高度（以米为单位）。Vi、V2 进出口流速，一般进出口管径相同,所以:Vl=V 2,2g流量Qi由计量水箱实际测验出:式中：V 以 m3计。t: s。贝U Q=m 3 /So水泵电机轴功率由下式计算:UI1000COS
6、电机效率，取0.6 5式中：I电流表读数（A ）U电压表读数（V）cos功率因数，取0.7 7m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。n Q曲线（效率、流量曲线）泵的效率为泵的有效功率和轴功率之比。由公式：QH即可得出该流量下的效率。效率n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n值，圆滑连接这些点，可以得到nQ曲线，即该泵的效率曲线。2、泵气蚀实验实验步骤(1) 将计量水箱水放入储水罐,关闭阀门2、3、
7、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。3、泵的并联实验实验步骤(1)打开阀4、5,关闭阀3、7。(2) 启动泵I和泵H,运行正常后，打开阀 1、2。(3) 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。(4) 用关闭阀6用计量水箱进行流量Q的测量。4、泵的串联运行实验步骤(1) 打开阀2、3、5、，关闭阀1、4、
8、7、6。(2) 接通电源，首先启动泵I ，运行正常后，再启动泵n。(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 比和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H 1-Q曲线,H 2-Q曲线,n -Q曲线由此写出实验报告。五、注意事项在接电运转前，必须做好下列准备工作：1. 仔细检查各阀门、接头和表头等有无松动，如有松动，应加以紧固；2 用橡胶管将文丘里的测压口与压差计相连接；3 .将测力矩力臂用限位装置锁住；4 将水箱注满水，并使泵内全部充满水。完成上述安装工作以后，即可接电试运转。启动水泵，观察有无漏水现象，如漏水，应设法处理。5 .试验台
9、应很好的接地，以保安全！六、思考题1. 当改变流量调节阀开度时，压力表和真空表的读数按什么规律变化？答：当流量调节阀开度增大时，压力表读数减小，真空表读数增大。2. 试分析气缚现象与气蚀现象的区别。答：“气蚀”现象是离心泵设计不足或运行工况偏离设计产生的一种不正常状况。叶轮进口处的压力与输送介质的饱和蒸汽压相同时，液体介质就会发生气化，体积骤然膨胀，就会扰乱叶轮进口处液体的流动。气泡随液体进入叶轮被压缩，高压使气泡突然凝结消失，周围的液体会以极大的速度补充原来的气泡空间，从而产生很大的局部压力，这种压力不断的冲击叶轮表面，就会使叶轮很快损坏。“气蚀”发生时，泵体震动，响声加大，泵的流量、压力明 显下降。解决方法是 选择足够的气蚀余量。 及时改变不正常的运行工况，如冷却介质，改变入口压力等。“气缚”现象是指泵启动时泵体内存有气体，由于气体的密度比液体的小得多，叶轮转动时产生的离心力很小，叶轮中心形成的负压很小，不足以将液体引入叶轮中心，也就不能输送介质。解决 方法是用灌泵等 方法将气体赶出来。表1实验数据表序 号水流量q/m3?-1真空表压p2/mH 2O压 力 表 压 pi/ m H20电 机 功率P/kW水 温 度 t/C扬程H/mH2 0轴 功 率Pa/kW效率n1234567891 01 11 2