實驗二：離心幫浦效能實驗
實驗時間：2023年11月20日星期四
報告人：李睿健
同組人： 李泓睿李振宇楊敬王
摘要：本實驗採用wb 70/055型號的離心幫浦裝置，實驗測定在一定轉速下幫浦的特性曲線和管路特性曲線。通過實驗了解離心系的正常的操作過程，掌握離心幫浦各項主要特性及其相互關係，進而加深對離心幫浦的效能和操作原理的理解。
1 了解離心幫浦的構造，掌握其操作和調節方法。
2 測定離心幫浦在恆定轉速下的特性曲線，並確定幫浦的最佳工作範圍。
3 熟悉孔板流量計的構造，效能和安裝方法。
4 測定孔板流量計的孔流係數。
5 測定管路特性曲線。
2、基本理論
1. 離心幫浦特性曲線測定
離心幫浦的效能引數取決於幫浦的內部結構，葉輪形式及轉速。其中理論壓頭與流量的關係，可通過對幫浦內液體質點運動的理論分析得到，如圖（1）中的曲線。由於流體流經幫浦時，不可避免的會遇到種種阻力，產生能量損失，諸如摩擦損失，環流損失等，因此通常採用實驗方法，直接測定引數間的關係，並將測出的he-q,n-q和η-q三條曲線稱為離心幫浦的特性曲線。
另外，根據此曲線也可以求出幫浦的最佳操作範圍，作為幫浦的選擇依據。
（1） 幫浦的揚程he
he= 式中 h壓力表——幫浦出口處的壓力，mh2o；
h真空表——幫浦入口處的真空度，mh2o；
h0——壓力表和真空表測壓口之間的垂直距離，h0=0.85m。
（2）幫浦的有效功率和效率
由於幫浦在運轉過程中存在種種能量損失，使幫浦的實際壓頭和流量較理論值為低，而輸入幫浦的功率又比理論值為高，所以幫浦的總效率為
式中 ne——幫浦的有效功率，kw；
q——流量，m3/s；
he——揚程，m；
ρ——流體密度，kg/ m3。
由幫浦軸輸入離心幫浦的功率n軸為
式中 n電——電機的輸入功率，kw；
η電——電機效率，取0.9；
η軸——傳動裝置的傳動效率，一般取1.0。
2、孔板流量計孔流係數的測定
在水平管路上裝有一塊孔板，其兩側接測壓管，分別與壓差感測器的兩端相連。孔板流量計是利用流體通過銳孔的節流作用，使流速增大，壓強減少，造成孔板前後壓強差，作為測量的依據。若管路直徑為d1，孔板銳孔直徑為d0，流體流經孔板前後所形成縮脈的直徑為d2，流體密度為ρ，孔板前側壓導管截面處和縮脈截面處的速度和壓強分別為u1、u2與p1、p2，根據伯努利方程，不考慮能量損失，可得
或由於縮脈的位置隨流速的變化而變化，故縮脈處截面積s2難以知道，孔口的面積為已知，且測壓口的位置在裝置製成後也不改變，因此，可用孔板孔徑處的u0代替u2，考慮到流體因區域性阻力而造成的能量損失，用校正係數c校正後，則有
對於不可壓縮流體，根據連續性方程有
經過整理可得
令，則又可以簡化為
根據u0和s2，即可算出流體的體積流量vs為
或式中 vs——流體的體積流量，m3/s；
p——孔板壓差，pa；
s0——孔口面積，m3；
ρ——流體的密度，kg/ m3；
c0——孔流係數。
孔流係數的大小由孔板銳孔的形狀、測壓口的位置、孔徑與管徑比和雷諾數共同決定，具體數值由實驗測定。當d0/d1一定，雷諾數re超過某個數值後，c0就接近於定值。通常工業上定型的孔板流量計都在c0為常數的流動條件下使用。
3、實驗裝置流程圖
1、蓄水池； 2、底閥； 3、真空表； 4、離心幫浦； 5、灌幫浦閥； 6、壓力表； 7、流量調節閥； 8、孔板流量計； 9、活動介面； 10、液位計； 11、計量水槽（495×495）mm； 12、回流水槽； 13、計量槽排水閥
四、實驗操作要點
本實驗通過調節閥門改變流量，測得不同流量下的離心幫浦的各項效能引數。流量可通過計量槽和秒錶測量。
1、檢查電機和離心幫浦是否正常運轉。開啟電機的電源開關，觀察電機和離心幫浦的運轉情況，如無異常，就可切斷電源，準備在實驗時使用。
2、在進行實驗前，首先要灌幫浦（開啟灌幫浦閥），排出幫浦內的氣體（開啟流量調節閥）。灌幫浦完畢後，關閉調節閥及灌水閥即可啟動離心幫浦，開始實驗。
3、實驗時，逐漸開啟調節閥以增大流量，並用計量槽計量液體流量。當流量大時，應注意及時按動秒錶和迅速移動活動接管，並多測取幾次資料。
4、為防止因水面波動而引起的誤差，測量時液位計高度差值應不小於200mm。
5、測取10組資料並驗證其中幾組資料，若基本吻合後，可以停幫浦，同時記錄下裝置的相關資料（如離心幫浦型號、額定流量、揚程和功率等）。
6、測定管路特性曲線時，固定閥門開度，改變頻率，每次測定8～10組資料，並記錄。
7、實驗完畢，停幫浦，記錄相關資料，清理現場。
五、實驗資料整理
1、離心幫浦資料處理
表一離心幫浦原始資料表
表二離心幫浦的資料處理
2、管路的特性曲線資料處理
表三閥門開度較小時
表四閥門開度適中時
表五閥門開度較大時
表六閥門開度較小時的資料處理
表七閥門開度較適中時的資料處理
表八閥門開度較大時的資料處理
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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...
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