實驗專案：離心幫浦特性曲線的測定實驗
班級：031093
成員：王會磊，胡艾，蒲清俊，肖婉琴
日期：2023年4月13日
小組成員：王會磊，胡艾，蒲清俊，肖婉琴
一實驗名稱：離心幫浦特性曲線的測定實驗
二實驗內容：測定一定轉速下的的離心幫浦的特性曲線
三實驗目的：1理解離心幫浦的結構特點和熟悉並掌握離心幫浦的工作原理和操作方法
2掌握離心幫浦特性曲線的測定方法
四基本原理： 離心幫浦是應用最廣的一種液體輸送裝置。它的主要特性引數包括：
流量、揚程、功率和效率。這些引數之間存在著一定關係，在一定轉速下，揚程、功率和效率都隨著流量的變化而變化，通過實驗測定不同的流量、揚程、功率和效率的值，就可以作出幫浦在該轉速下的特性曲線。
如果在幫浦的進口管處分別安裝上真空表和壓力表，則可根據伯努利方程得到揚程的計算公式
式①中，h0——二測壓點截面之間的垂直距離，m
p1——真空表所處截面的絕對壓力，mpa
p2——壓力表所處截面的絕對壓力，mpa
u1——幫浦進口管流速，m/s
u2——幫浦出口管流速，m/s
he——幫浦的實際揚程，m
由於壓力表和真空表的讀數均是表示兩測壓點處的表壓，因此，式①可表示為
其中式③、④中的p2和p1分別是壓力表和真空表的顯示值。
離心幫浦的效率為幫浦的有效功率與軸功率之比值，
式中η——離心幫浦的效率；
ne——離心幫浦的有效功率，kw
n軸——離心幫浦的軸功率，kw
有效功率可用下式計算
或幫浦的軸功率是有幫浦配置的電機提供的，而輸入電機的電能在轉變成機械能時亦存在一定的損失值，因此，工程上有意義的是測定離心幫浦的總效率（包括電機效率和傳動功率）
實驗時，將幫浦在一定轉速下運轉，測出對應於不同流量的揚程、電機輸入功率、效率等引數值，將所得資料整理後用曲線表示，即得到幫浦的特性曲線。
五實驗裝置流程及說明：
（1）主要裝置：
離心幫浦迴圈水箱
渦流流量計
流量調節閥
壓力表真空表
溫度計由離心幫浦和進出口管路，渦流流量計，流量調節閥，壓力表真空表，溫度計組成的測試系統。試驗物料為水，接了節約起見，配置水箱迴圈利用。為了保證離心幫浦的正常啟動要灌幫浦，排除幫浦殼內空氣，在幫浦的進口管路末端安裝有止逆底閥。
t(2圖示：
六實驗主要操作步驟：
1.首先開啟引水閥灌幫浦，並開啟幫浦體上的排氣閥排除幫浦內的氣體，確認幫浦已灌滿且其中的空氣已排淨，關閉引水閥和幫浦的排氣閥。
2.在啟動幫浦前，要關閉出口控制閥的顯示儀表電源開關，以使幫浦在最低負荷下啟動，避免啟動脈衝電流過大而損壞電機和儀表。
3.啟動幫浦，然後將控制閥開至最大以確定實驗範圍，在最大的流量範圍內合理布置實驗點，一般紀錄18組資料。
4.將流量調至某一數值，待系統穩定後，讀取並記錄所需資料（包括流量為零時的各有關引數）。
5.實驗結束時，先將控制閥關閉，再關閉電機電源開關和總電源。
七實驗資料記錄：
1資料記錄：
離心幫浦特性曲線測定原始資料表
實驗裝置號：no2，進口管徑d140mm，出口管徑d232mm，水溫t 20℃
型號：1bl-6 轉速：2900 介質：水水的密度：998.8 kg/m
渦流流量計：990884：ξ=322.66
2資料整理：
離心幫浦特性曲線的測定實驗資料整理表
離心幫浦特性曲線圖：
八計算示例：
1 q×103（流量）（m3/s）的計算：f/ξ=1239÷332.66=3.72 l/s
2 he（揚程）（m-h2o）的計算：
he=h壓+h真+h0+（u22-u21）/2g
he=0.0020+0.152+0+(4×3.72/3.14)2/(1/d12-1/d22)=16.39 m
3 ne=heqρ/102=16.39×3.72×998÷102=0.597 kw
4 n軸（kw）≈ne（kw）=0.597 kw
5 η（效率）%=n軸（kw）/n電（kw）=0.597÷1.28 =0.47
九實驗結果及討論：
答：實驗結果基本符合平滑的離心幫浦效率特性曲線，只是末端兩點有少許波動，總結原因末段兩點為初始記錄的兩個流量較大的點，可能和記錄有關，因為往往是初始值最不明確，也最難以記錄。實驗結果表明，隨著流量的增大離心幫浦得效率先是隨之增大，在達到最高點後，流量繼續增大，幫浦的效率反而降低。
建議使用靈敏度更高的溫度計、壓力表、真空表和轉子流量計，減小實驗誤差，使實驗結果更為精確。
十思考題：
1離心幫浦為什麼要灌幫浦？本實驗裝置中離心幫浦的安裝上有什麼特點？
答：如果不管幫浦，幫浦記憶體有氣體，由於空氣密度遠遠小於液體密度，產生的離心力很小，以此葉輪中心出所行成的低壓不足以將貯槽內液體吸入幫浦內，此時雖氣動幫浦，也不能輸送液體，表明無自吸能力，所以必須啟動前灌幫浦；本實驗離心幫浦安裝上消除了進口管和出口管的高度差，減少了計算量，還有裝置簡單明瞭，易於學習和掌握。
2離心幫浦為什麼啟動前關閉出口閥門和儀表電源開關？而停幫浦前也要先關出口閥？
答：關閉出口閥門和儀表電源開關意識幫浦在低負荷小啟動，避免啟動脈衝電流過大而損壞電機儀表。停幫浦前關閉出口閥防止幫浦發生水倒流，損害機件，也是為了使幫浦的工作功率最低，避免突然停幫浦時產生脈衝電流過大而損壞電機。
3離心幫浦的流量為什麼可用出口閥調節？
答：用出口閥調節幫浦的流量，可以把管子裡的空氣全部排出，而且流量調節的範圍大，可以保證幫浦的最小流量,防止幫浦體內發生汽蝕。
4什麼情況下會出現氣蝕現象？
答：幫浦在運轉中，其過流部分的區域性區域（通常是葉輪葉片進口稍後的某處）幫浦的安裝高度過高、幫浦的吸入管路阻力過大、所輸送液體的溫度過高、幫浦的執行工況點偏離額定流量過遠等導致幫浦內壓力過低，抽送液體的絕對壓力降低到當時溫度下的液體汽化壓力時，液體便在該處開始汽化，產生大量蒸汽，形成氣泡，當含有大量氣泡的液體向前經葉輪內的高壓區時，氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以至破裂。在氣泡凝結破裂的同時，液體質點以很高的速度填充空穴，在此瞬間產生很強烈的水擊作用，並以很高的衝擊頻率打擊金屬表面，嚴重時會將壁厚擊穿。
在水幫浦中產生氣泡和氣泡破裂使過流部件遭受到破壞的過程就是水幫浦中的汽蝕過程。
5離心幫浦流量增大時，壓力表與真空表數值將如何變化？為什麼?
答：一離心幫浦的流量增大時，壓力表的數值將會減小，真空表的數值將增大。因為當流量增大時，流速也增大將使流動阻力增大，根據伯努力方程可知進口管真空表數值將增大，出口關壓力表將減小。
6能否在離心幫浦的進口管處安裝調節閥，為什麼？
答：不能。如果在離心幫浦的進口管安裝調節閥，有可能不能使管道滿水，進口流量閥處就有可能有一定的真空度，這樣出口的壓力就不能保證，而且流量調節的範圍也小，還可能是離心幫浦發生氣蝕。
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