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文本内容:
化工原理实验报告实验名称离心泵性能实验班级化工0808姓名黄思达学号200811237同组人员彭杨黄鑫刘依农实验名称离心泵性能实验
一、目的及任务
①了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法
②测定离心泵在恒定转速下的特性曲线，并确定泵的最佳工作范围
③熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法
④测定孔板流量计的孔流系数
⑤测定管路特性曲线
二、基本原理
1.离心泵特性曲线测定离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速其中理论压头与流量的关系，可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到由于流体流经泵时，不可避免地会遇到各种阻力，产生能量损失，诸如摩擦损失、环流损失等，因此，实际压头比理论压头笑，且难以通过计算求得，因此通常采用实验方法，直接测定其参数间的关系，并将测出的He-Q.N-Q和n-Q三条曲线称为离心泵的特性曲线另外，曲线也可以求出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据⑴泵的扬程，eHe=H压力表+H真空表+Ho式中H真空表——泵出口的压力，mH20；,；H压力表--泵入口的压力,mH20HO---两测压口间的垂直距离,H0=
0.3m2泵的有效功率和效率由于泵在运转过程中存在种种能量损失，使泵的实际压头和流量较理论值为低，而输入泵的功率又比理论值高，所以泵的总效率为Ne7=-----%Ne=QHe.P102式中Ne——泵的有效效率，kW；Q-----流量,m3/s；He------扬程,m；P一一流体密度,kg/m3由泵输入禺心泵的功率N轴为N轴=N电・n电・n传式中N电——电机的输入功率，kWn电一一电机效率，取
0.9；n传——传动装置的效率，取
1.0；
2.孔板流量计空留系数的测定在水平管路上装有一块孔板，其两侧接测压管，分别与压差传感器两端连接孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减小，造成孔板前后压强差，作为测量的依据若管路直径dl,孔板锐孔直接dO,流体流经孔板后形成缩脉的直径为d2,流体密度P,孔板前测压导管截面处和缩脉截面处的速度和压强分别为ul.u2和pl.p2,根据伯努利方程，不考虑能量损失，可得22—uU x29或Ju；=^2gh由于缩脉的位置随流速的变化而变化，故缩脉处截面积S2难以知道，孔口的面积为己知，且测压口的位置在设备制成后也不改变，因此，可用孔板孔径处的uO代替u2,考虑到流体因局部阻力而造成的能量损失，用校正系数C后则有对于不可压缩流体，根据连续性方程有经过整理后，可得令，则可简化为根据uO和S2,可算出体积流量Vs为K=旬耳）=CoS12gh式中Vs——流体的体积流量，m3/s；△p------孔板压差，Pa；SO——孔口面积，m2；P——流体的密度，kg/m3；Co——孔流系数孔流系数的大小由孔板的形状，测压口的位置，孔径与管径比和雷诺数共同决定
三、装置和流程4
四、操作要点本实验通过调节阀门改变流量，测得不同流量下离心泵的各项性能参数流量可通过计量槽和秒表测量L检查电机和离心泵是否运转正常打开电机电源开关，观察电机和离心泵的运转情况，如无异常，可切断电源，准备实验
2.测定离心泵特性曲线实验时，先将流量调到最大，然后由大到小平均测取10组数据,第9组流量为
0.7ni3/h,最后一组数据为0流量
3.测定管路特性曲线时，固定流量分别为
5、
4、3m3/h,改变频率，测取10组数据
4.测定孔流系数时，先将流量调节到最大，然后由大到小平均间隔测取20组数据，且最后一组数据为
0.7m3/ho
5.记录好数据
6.实验结束，停泵，清理现场
五、数据处理原始数据记录如下水温
16.4C该温度下，水密度P=
998.2kg/m3,粘度u=
1.004mPa*sp压mPa h始cm h末cm ts pkPaNkw表.泵的特1性曲线测定数据记录表p真mPa-
0.
0230.
0257030521.
8121.
40.92-
0.
0220.
046328421.
6320.
40.92-
0.
0210.
065526521.
4218.
50.91-
0.
020.
078928921.
2417.
20.89-
0.
020.
0888329323.
7515.
20.
870.
16726423.
1413.
60.85-
0.019-
0.
0170.
1185926525.
7811.
90.84-
0.
0160.
1387728228.
919.
80.82-
0.
0140.
1547327132.
8370.72-
0.
0110.
1724726047.
333.
70.7-
0.
010.
187727753.
752.
40.64-
0.
010.2000-
0.
20.53表
2.管路特性曲线数据记录表1-
0.019-
0.018-
0.016-
0.015-
0.014-
0.013-
0.012-
0.011P真mPap压mPa
0.
080.
0680.
0570.
0480.
0380.
0290.
0210.018PkPa
16.
513.
911.
49.
37.
35.
53.
82.2表
3.管路特性曲线数据记录表2P真mPa-
0.016-
0.015-
0.014-
0.013-
0.012-
0.011-
0.011-
0.01p压mPa
0.
1250.
1050.
0880.
0880.
0570.
0420.
0310.022PkPa
11.
39.
77.
97.
953.
62.
51.5表
4.管路特性曲线数据记录表3p真mPa-
0.014-
0.013-
0.013-
0.012-
0.012-
0.011-
0.011-
0.011p压mPa
0.
1520.
1290.
1030.
0870.
0680.
0520.
0360.26PkPa
86.
75.
44.
43.
32.
51.
60.91离心泵特性曲线扬程计算He=H压力表+H真空表+H0S流量计算Q=
0.459八2*h末-h始/t泵的有效功率计算N102N轴=N电・n电・n传〃Ne=%2管路特性曲线He=H压力表+H其•交走+H3孔流系数雷诺数Re计算dup^QpRe==jLi孔流系数计算:相关计算结果如下通过计算作图所知，离心泵特性曲线数据中第8组合第10组误差较大，故将其舍去离心泵特性曲线计算结果表qv m^
30.
00260.
00250.
00240.
00230.
00210.
00200.
00190.
00140.00090/s
403020767865878121.
05392.
68544.
82675.
94837.
78389.
109411.
14815.
12518.
18420.223He m36519923077752569224N轴kw
0.
8280.
8280.
8190.
8010.
7830.
7650.
7560.
6480.
5760.
4770.
03280.
07940.
13850.
16760.
21070.
24300.
28250.
33750.2816n087647767386646582孔流系数计算结果表
62609.
59369.
56967.
54714.
51378.
49468.
46431.
35044.
21621.Re
414751567673965160.
87780.
85250.
85900.
85560.
85470.
87000.
87290.
85900.9051CO423173188393921管路特性曲线扬程计算结果表
10.
002100.
001900.
001710.
001520.
001320.
001090.
000830.00229qvm^3/s
23932967.
070045.
948395.
030684.
214943.
297232.
481481.
767711.56377He m
7973282620.
001890.
001750.
001580.
001580.
000890.
001260.
001070.00069qv nf3/s
5644111.
964510.
02718.
395638.
497595.
438554.
011002.07361He m
2.
88936299761130.
001590.
001450.
001180.
001020.
000890.
000710.
000530.00131qv nf3/s
492413514.
921512.
678210.
02718.
497596.
560205.03068He m
3.
39922.37952892977
六、实验结论及误差分析将上述计算结果用MATLAB拟合相关曲线如下离心泵特性曲线
250.93n
0.35蔓EX
2......K，
0.3一■
0.8SNH
0.2507Jo.215•-
0.6H1510Jo.15•
0.5H
0.05c074,0窄
0.
51.
52.53X103qvm曲线图Co-Re
1.
41.21O——G-e——o QO93O.®
0.
60.
40.21044104-5104-6io47W48Re管路特性曲线15He1-qv1He2-qv2He3-qv310O
00.
40.
60.
81.
21.
41.
61.
82.
22.4qvm3/sx10结果分析由图可知，泵的扬程随流量的增大而减小，泵的轴功率随流量的增大而增大，而泵的效率则存在最大值由图可得实验所用离心泵较为适宜的工作范围是体积流量q、,在
0.001m7s到
0.002nf7s之间在该流量范围内离心泵的总效率较高由图Co-Re曲线可得，C在一定范围内可视为不变，可由图估得Co=
0.867代入得到在不同下的qv,进而得到不同流量下的管路特性曲线误差分析系统误差，人为操作所造成的误差，读取数据时的跳跃值取其一也可导致误差，在数据处理过程中有效值的取舍带来的误差等等七思考题
1.根据离心泵的工作原理，分析为什么离心泵启动前要灌泵，在启动前为何要关闭调节阀？答在同一压头下，泵进、出口的压差却与流体的密度成正比，如果泵启动时，泵体内是空气，而被输送的是液体，则启动后泵产生的压头虽为定值，但因空气密度太小，造成的压差或泵吸入口的真空度很小而不能将液体吸入泵内因此，离心泵启动前要管泵；关闭流量调节阀门，可以让液体充满泵，排净空气
2.试分析气缚现象与气蚀现象的区别答“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石材用灌泵等方法将气体赶出来“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
1.选择足够的气蚀余量
2.及时改变不正常的运行工况，如冷却介质，改变入口压力等
3.根据什么条件选择离心泵？答主要根据流量、扬程、液体性质等选择离心泵，还要考虑泵的吸程是否足够
4.从你所得的特性曲线中分析，如果要增加该泵的流量范围，你认为可采取哪些措施？答可以减少泵所需要传送的量程，还可以减小液体的粘度，改变液体，使用比重较小的液体
5.试分析允许汽蚀余量与泵的安装高度的区别答汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量单位用米标注，用NPSH ro吸程即为必需汽蚀余量Ah:即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度，单位用米离心泵安装高度=水泵的允许真空值-吸水管的流速水头-吸水管的沿程水头损失-局部水头损失。
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