離心幫浦特性曲線測定實驗報告

2021-03-03 20:49:30 字數 3022 閱讀 2166

實驗報告

課程名稱:指導老師:成績:

實驗名稱:實驗型別:同組學生姓名:

一、實驗目的和要求

1).了解離心幫浦結構與特性,熟悉離心幫浦的使用;

2).測定離心幫浦在恆定轉速下的操作特性,做出特性曲線;

3).了解壓差變送器、渦輪流量計等儀器儀表的工作原理和使用方法。

二、實驗內容和原理

對離心幫浦的特性曲線是選擇和使用離心幫浦的重要依據之一,其特性曲線是在恆定轉速下幫浦揚程h、軸功率n及效率η與幫浦流量q之前的關係曲線,它是流體子啊幫浦內流動規律的巨集觀表現形式。由於幫浦內流動複雜,不能使用理論方法推到出幫浦的特性關係曲線,只能依靠實驗測定。

1).揚程h的測定與計算

取離心幫浦進口真空表和出口壓力表處為1、2兩截面(流程圖中的h和g),列機械能衡算方程:

若幫浦進口速度相差不大,則速度平方差可忽略,則有

式中:,表示幫浦出口(g)和進口(h)的位差,本實驗為0.1m:

ρ——流體密度,;

g——重力加速度,;

、——分別為幫浦進口的真空度和幫浦出口的表壓,pa;

、——分別為幫浦進、出口的流速,;

、——分別為真空表、壓力表的安裝高度,;

——幫浦的出口和進口之間的壓差,pa,用壓差感測器測量。

2).軸功率n的測量與計算

其中,——電功率表顯示值,w;——電機效率,可取;——傳動效率,因電機與幫浦直連,故

3).效率η的計算

幫浦的效率η是幫浦的有效功率ne與軸功率n的比值。有效功率ne是單位時間內流體經過幫浦是所獲得的實際功,軸功率n是單位時間內幫浦軸從電機得到的功,兩者差異反映了水力損失、容積損失和機械損失的大小。

幫浦的有效功率ne可用下式計算:

故幫浦效率為

4).轉速改變時的換算

幫浦的特性曲線是在定轉速下的實驗測定所得。但是實際上感應電動機在轉矩改變時,其轉速會有變化,這樣隨著流量q的變化,多個試驗點的轉速n將有所差異,因此子啊繪製特性曲線之前,須將實測資料換算為某一定轉速下(可取離心幫浦的額定轉速)的資料。

流量揚程軸功率效率三、主要儀器裝置

1)實驗裝置如下圖所示

1—水箱 2—離心幫浦 3、11、12、13、14—壓差感測器 4—溫度計 5—渦輪流量計 6—孔板流量計

16—粗糙管實驗段 17—光滑管實驗段18—閘閥 19—截止閥 20—引水漏斗 21、22—調節閥

23—幫浦出口閥24—旁路閥 a、b、c、d、e、f—取壓點

2).裝置結構說明引數如下:

實驗物件部分是由貯水箱、離心幫浦、渦輪流量計和壓差感測器等組成的。水的流量使用渦輪流量計測量,幫浦進口壓差採用壓差感測器進行測量,幫浦的軸功率由功率表測量,流體溫度採用溫度感測器測量。

四、操作方法和實驗步驟

1).離心幫浦灌水,關閉幫浦出口閥,開啟儀表櫃上的總電源、儀表電源開關,啟動水幫浦,排除幫浦內氣體,待電機轉動平穩後,關閉排氣口,並把幫浦的出口閥緩緩開到最大。

2).對壓差感測器進行排氣,完成後關閉排氣閥門,是壓差感測器處於測量狀態。

3).緩緩開啟流量調節閥,待各儀器讀書平穩後,讀取流量q、幫浦進出口壓差、電機功率、幫浦轉速n和流體溫度t。

4).測取10組資料左右,停止離心幫浦,並記錄幫浦的型號、額定流量、揚程和功率等。

5).實驗結束,關閉出口閥,並關閉電源。

五、實驗資料及處理

離心幫浦型號:ms100/l1 額定轉速:2850rpm 額定流量:

額定功率:1.1kw 額定揚程:23.4 幫浦進出口測壓點高差:0.1m

表(a)實驗資料記錄表

表(b.1)實驗資料處理

表(b.2)實驗資料處理

fig.1離心幫浦特性曲線(方形圖示為h-q;圓形圖示為ne-q;三角圖示為-q)

六、實驗結果與分析

效率曲線是一條二次函式曲線,具有最高點,一般稱最高點為設計點。由於管路輸送條件的不同,離心幫浦不會恰好在最佳工作點工作,一般選用離心幫浦設計點效率的90%左右。

由圖可知,在q=5.9左右時,幫浦的效率達到最大,約為38%,因此得出幫浦的正常工作時效率為34.2%38%,工作範圍為。

七、討論、心得

思考題:1)試從所測試驗資料分析,離心幫浦在啟動時為什麼要關閉出口閥門?

2)啟動離心幫浦之前為什麼要引水灌幫浦?如果灌幫浦後仍然啟動不起來,你認為可能

的原因是什麼?

3)為什麼用閥門(22)調節流量?這種方法有什麼優缺點?是否還有其他方法調

解流量?

4)幫浦啟動後,出口閥如果不開,壓力表讀數是否會逐漸上公升?為什麼?

5)正常工作的離心幫浦,在其進口管路上安裝閥門是否合理?為什麼?

6)試分析,用清水幫浦輸送密度為1200的鹽水,在相同流量下你認為幫浦的壓力是否變化?軸功率是否變化?

1) 答:從圖中可以看出,軸功率會隨著流量的增大而增大,當流量為0時,功率最小,當開機閥門開大,則電機的瞬時功率很大,會對離心幫浦造成損害,因此,離心幫浦在啟動時要關閉出口閥,防止電機過載。

2) 答:避免造成氣縛現象。若幫浦中存在氣體,那麼當離心幫浦啟動,幫浦中的真空度較小,沒有足夠的壓差使液體進入幫浦,使離心幫浦吸不上液體。

如果扔啟動不了,檢查離心幫浦本身,可能由於使用時間過長,離心幫浦已經損壞。

3) 答:在固定的轉速和揚程固定的情況下,離心幫浦可以通過調節出口面積來達到節流的目的,如果調節進口閥,則可能導致流量過小,液體無法充滿管路,對實驗結果造成較大的誤差。調節出口閥的優點是簡單易行,但是能耗大。

我們還能通過使用變頻器調節離心幫浦的轉速來達到節流的目的。

4) 答:不會,因為水是不可壓縮流體,當出口閥關閉時,管路內水的量保持恆定,且動能為0,幫浦啟動後,幫浦產生的動車轉化為水的靜壓能,幫浦轉動穩定後,水的靜壓能保持不變,因此壓力表讀數不會上公升。

5) 答:合理;安裝閥門後方便檢修。

6) 答:離心幫浦的壓頭、流量和效率均與流體的密度無關,因此相同流量下幫浦的壓力不會改變,但是軸功率與流體密度成正相關關係,故流體密度變大,軸功率變大,且.

心得:整個實驗中,水的溫度在時刻改變,因此用內插法計算水的密度,用以降低實驗誤差。實驗最開始時,要對離心幫浦灌水,避免出現氣縛現象;實驗過程中要時刻關注水槽中的水量,以免產生汽蝕現象損壞離心幫浦。

實驗資料處理時,將三條曲線畫於同一座標系中,便於讀取數值。

離心幫浦特性測定實驗指導書

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