离心泵综合试验台.doc

离心泵性能曲线测定
实验指导书及报告

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安徽建筑大学流体力学实验中心

本实验台是可以进行离心泵特性曲线测定实验、离心泵汽蚀实验和离心泵启停及串并联实验的一种多功能综合实验台。
一、试验台的结构及工作原理
试验台的结构如图所示。

试验台的结构示意图
1.平衡砝码 2.电机（1） 3.水泵（1） 4.串联管路及阀门 5.出水阀（泵1）6.压力表 7.真空表 8. 出水阀（泵2） 9. 真空表 10. 压力表 11.文丘里流量计 12.转向漏斗 13.计量水箱 14.调试排空水箱 15.排水阀 16.测量水箱放水阀 17.进、排气阀 18.水箱 19.排水阀 20.实验台支架 21. 电机（2） 22. 水泵（2） 23.进水阀（泵2） 24.吸水管 25. 进水阀（泵1）
实验台主要由水泵1（用以测泵特性及串并联实验）、水泵2（用以测泵的汽蚀余量和串并联实验）。水箱、文丘里流量计、计量水箱、真空表、真空压力表、压力表，管道及阀门等组成。在测定水泵特性曲线时，电机通电，定子和转子产生感应力矩，使转子旋转，驱动泵的叶轮转动；实验时，利用各阀门的开、关和调节，形成泵1的单台泵工作回路，在不同流量下，测定一组相应的压力表、真空表、功率表和流量计的差压计的读数（或利用计量水箱和秒表来计量），即可得出一组泵的流量Q、扬程H,实际功率N等数据，可以绘出泵的H-Q,N-Q和η-Q等特征曲线。进行泵的汽蚀实验时，利用相应阀门的开、闭和调节，形成泵2的单泵工作回路，并使水箱成为基本的封闭的容器，水泵抽水时，使水箱由于水的抽出而产生真空，从而使泵的进口压力减少，直到发生汽蚀，测出泵的汽蚀余量ΔH。再进行泵的串联或并联回路，测定串联和并联时运行特性。
二. 实验台的主要指标和参数
离心泵：
型号： 最大扬程： m
最大流量： 泵进口管径d: mm
电机额定功率： KW 电机额定转速： 转/分
文丘里管流量系数K =0.98

三、1.泵的特性实验
（1）试验前准备
①将水箱注满水
②拧开泵1的充水孔盖，向水泵充水，直到泵体内充满水为止（此时，应关闭进口阀25）
③关闭阀门23，4，8；打开阀门5。
（2）进行试验
①启动泵1。泵运转后，即打开阀门25，再关闭阀门5。此时，流量为0，为空载状态。测量压力表6，真空压力表7的读数，并测出电机转速n（转速表由用户自备）和测力矩力臂所受的平衡力（或所加的平衡砝码）G。
②打开阀门5至一定开度，水泵开始给水，再测读压力表6、真空压力表9、流量计的读数，并测定电机的转速n和平衡力G。泵的流量也可用计量水箱和秒表（用户自备）来测量。
③逐步开大阀门5，改变泵的流量（一般改变10-15次），在每一流量下，测量并记录上述试验数据。
这样，可以测得相应于不同流量下的试验数据，从而就可以绘出泵的特性曲线。
2.水泵的汽蚀试验
（1）试验前的准备
①将水箱注满水，直至排气阀17溢出水为止。关闭排气阀。
②向水泵2充水，此时，应关闭阀门23。
③关闭阀门25，4，5，15，打开阀门8，16。
（2）进行试验
①启动水泵2，泵运转后，即打开阀门23。
②调节阀门8，调至某一流量。
③在此流量下，将阀门16由开启向关闭方向逐步调节，使水箱内的真空度逐步增大，每调节一次，同时测读流量计读数、真空表8的读数Hs和压力表10读数H（扬程）。继续调节阀门16，直至压力表10的指针发生剧烈颤动或急剧下降为止（即发生汽蚀）。这样，可以读出一组试验数据，并确定在此流量下的汽蚀余量Δh。
（4）将阀门8调至另一开度，重复上述步骤，测定此流量Q2下的汽蚀余量Δhc。
如此，进行3-5个流量下的试验，测得3-5组试验数据，即可测定泵的汽蚀特性曲线。
3、两台泵的串联运行试验
（1）在相同流量下，测出单台泵运行时的泵1和泵2的扬程H1和H2。其试验步骤和方法可参照泵的特性试验方法。
（2）在与单台泵运行时的相同得流量下，测出两台泵的串联时的扬程 H串可以得出H串= H1+ H2。具体步骤如下：
①打开阀门23，15；关闭阀门25，4，5，8，16。
②接通电源，首先启动泵2，运行正常后，打开串联阀门4，再启动泵1，待运行正常后，然后打开阀门5。
③调节阀门5，使流量指示与单台泵运行时相同。
④在压力表6和10上进行扬程H串和H2读值。

4.两台泵的并联运行试验
（1）在相同的扬程下，测出单台水泵进行时泵1和泵2的流量Q1和Q2。
（2）在与单台泵运行时的相同的扬程下，测出两台泵并联时的流量Q并，
得出：Q并 = Q1+ Q2。具体步骤如下：
① 开阀门23，25，15；关闭阀门4，5，8，16。
② 启动水泵1和水泵2，运行正常后，打开阀门5，8。
③ 调节阀门5，8，使压力表6，10的扬程一致，并与单台泵运行使相同。
④ 用流量计或计量水箱进行流量Q并测量。
[注]1.上述泵的串、并联运行试验，可以进行多个流量下的串联运行试验和多个扬程下的并联运行试验，以观察和验证泵的串、并联运行时的基本规律。
2.泵的串、并联试验也可以参照离心泵的启、停及串并联实验台实验指导书介绍的方法进行试验，给出单泵运行时的Q-H特性曲线及双台泵串并联运行时的Q-H特性曲线，以观察和验证泵的串、并联运行时的基本规律。
四、实验原理和方法参考
1、H—Q曲线
根据实验内容要求，在相应位置建立能量方程。
利用阀门调节流量，测定H、Q的数值。Q用计量水箱和秒表测定；H值可由下式计算：

式中：H——压力表读数，[Mpa] ，换算成水柱高，[m]
V——真空表读数，[Mpa] ，换算成水柱高，[m]
Z——压力表至真空表接出点之间的高度，[m]
——泵进口流速，一般进口和出口管径相同， 所以

逐次改变阀门的开度，测得不同的值和其相应得水头值（和值），在Q—H坐标系中得到相应的若干测点，将这些点光滑地连接起来，即得水泵得H—Q曲线。
2、N—Q曲线
测定泵在不同流量时的泵输入功率（为电机的输出功率），绘制N—Q曲线。
泵的实际功率由功率上读出，
逐次改变阀门的开度，测得不同的值和其相应泵实用功率值，在Q—N坐标系中得到相应得若干测点，将这些点光滑地连接起来，即得水泵得N—Q曲线
3．η—Q曲线
利用H—Q和N—Q曲线，任取一个值可以得出相应的和值，由此可得该流量下得相应效率值：
η1=ρ×g×Q1×H1/N1
取若干个值，并求得相应和值，即可算出其相应的值，在Q—η坐标系中可光滑地连出泵的η—Q效率曲线。
实验数据可记录在如下的表格中：

No
M(Mpa)
V(Mpa)
P1(Kpa)
P2(Kpa)
Q（Kg/s）
备注
W（立方）t（秒）
1

2

3

4

5

6

根据测试数据，在坐标系中点出测试点，最后光滑地绘制出H—Q，N—Q和η—Q曲线。（可以在一张图上绘出）。

η

[注] 测矩系统的结构有不同的形式，应根据具体情况来测量和计算。