一、 概述
生產中所處理的原料及產品，大多為流體。按照生產工藝的要求，製造產品時往往需要把他們依次輸送到各裝置內進行反應；產品又常需輸送到貯罐內貯存。如果欲達到上述所規定的條件，把流體從乙個裝置輸送到另乙個裝置，需要輸送裝置要給流體以一定的速度。
生產中，由於各種因素的制約，如場地、裝置費用、工藝要求等等；各裝置之間流體流動需要消耗能量，流體以一定速度在管內流動亦需要能量。這樣，就必須給流體提供能量的輸送裝置。我們把為液體提供能量的輸送裝置稱為幫浦，為氣體提供能量的輸送裝置稱為風機及壓縮機。
幫浦種類很多，按照工作原理的不同，分為離心幫浦、往復幫浦、旋轉幫浦、旋渦幫浦等幾種；風機及壓縮機有通風機、鼓風機、壓縮機、真空幫浦等。其作用均是：對流體做功，提高流體的壓強。
本實驗主要介紹離心幫浦。
離心幫浦一般用電機帶動，在啟動前需向殼內罐滿被輸送的液體，啟動電機後，幫浦軸帶動葉輪一起旋轉，充滿葉片之間的液體也隨著轉動，在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣的過程中便獲得了能量，使葉輪外緣的液體靜壓強提高，同時增加了液體的動能。液體離開葉輪進入幫浦殼後，由於幫浦殼中流道逐漸加寬，液體的流速逐漸降低，一部分動能轉化為靜壓能，使幫浦出口處液體的壓強進一步提高，於是液體以較高的壓強，從幫浦的排出口進入管路，輸送至所需的場所。
乙個完整的流體輸送系統所必須包括的主要裝置及儀表有：
1） 幫浦（或風機、壓縮機）：對流體作功，提高流體壓強：
2） 進、出口閥門；控制流體流量；
3） 壓力表；測量流體的壓強；
4） 管道；流體流動的通道。
二、 裝置效能與主要技術引數
1、 本實驗裝置主要由：離心幫浦、功率表、數字壓力表、渦輪流量計、蓄水箱、操作台架等組成。
2、 離心幫浦採用isg25-125型立式離心幫浦，電機功率：0.75kw，轉速：2900r/min，流量：4m3/h，揚程：20m。
3、 數字壓力表採用ys-100型量程為-0.1～0.6mpa。
4、 渦輪流量計流量：1～10 m3/h。
5、 蓄水箱容積約80l，不鏽鋼材質。
6、 金屬操作台架上裝有一電控箱，儀表控制及各開關控制都在其上操作。
三、 可開實驗
1、 了解離心幫浦的結構和特性，熟悉離心幫浦的操作；了解並熟悉離心幫浦的工作方式和操作流程。
2、 掌握渦輪流量計的測量原理及使用方法。
3、 測定恆定轉速條件下幫浦的揚程、軸功率、效率與流量之間的幫浦特性曲線；改變轉速，測定幫浦特性曲線。
4、 雙幫浦串、併聯實驗。
四、 實驗原理
1、 離心幫浦的特性曲線
離心幫浦是化工生產中應用最廣的一種流體輸送裝置。它的主要特性引數包括：流量q，揚程he，功率n和效率η。
這些特性引數之間是相互聯絡的，在一定轉速下，he、n、η都隨著輸液量q變化而變化；離心幫浦的壓頭he、軸功率n、效率η與流量q之間的對應關係，若以曲線h~q、n~q、η~q表示，則稱為離心幫浦的特性曲線，可由實驗測定。特性曲線是確定幫浦的適宜操作條件和選用離心幫浦的重要依據。
2、曲線的測定
（1） 流量q的測定
轉速一定，用幫浦出口閥調節流量，管路中流過的液體量通過渦輪流量計流量積算儀來直接讀取流量；m3/h。
（2） 揚程（壓頭）he的測定
根據幫浦進出口管上安裝的真空表和壓力表讀數可計算出揚程：
he =h0 +
、—— 分別為幫浦出口壓力表和入口真空表測得的讀數pa
ρ ——輸送液體密度 , （kg/）
h0──兩測壓口間的垂直距離，（m ）
（3） 功率n的測定
由功率表直接測定電機功率n（kw）；
（4） 效率η的測定
ne =heqρg
η幫浦=ne / n軸×100%
其中： he ── 揚程，m ；
ne ── 離心幫浦有效功率，kw。
q ── 幫浦的流量，m3/s ；
流體密度，kg/m3 。
n軸── 幫浦的軸功率。
3、離心幫浦的工作點與調節
（1）管路特性與幫浦的工作點：
當離心幫浦安裝在特定的管路系統中時，實際的工作壓頭和流量不僅與離心幫浦本身的效能有關，還與管路特性有關，即在輸送液體的過程中，幫浦和管路是相互制約的，對一特定的管路系統，可得出：he=k+bq2
其中：操作條件一定時，k為常數。由上式看出，在固定管路中輸送流體時，管路所輸送的流體的壓頭he隨被輸送流體的流量q的平方而變（湍流狀態），該關係畫在相應座標紙上，即為管路特性曲線，該線的形狀取決於係數k、b，即取決於操作條件和管路的幾何條件，與幫浦的效能無關。
將離心幫浦的特性曲線h~q與其所在管路的特性曲線繪於同一座標圖上，兩線交點m稱為幫浦在該管路上的工作點，該點所對應的流量和壓頭既能滿足管路系統的要求，又為離心幫浦所能提供。
4、離心幫浦串並聯操作
在實際生產中，當單臺離心幫浦不能滿足輸送任務要求時，可採用幾台離心幫浦加以組合。離心幫浦的組合方式原則上有兩種：串聯和併聯。
併聯操作：設將兩台型號相同的離心幫浦併聯操作，而且各自的吸入管路相同，則兩台幫浦的流量和壓頭必相同，也就是說具有相同的管路特性曲線和單台幫浦的特性曲線。在同一壓頭下，兩台併聯幫浦的流量等於單台幫浦的兩倍，但由於流量增大使管路流動阻力增加，因此兩台幫浦併聯後的總流量必低於原單臺幫浦流量的兩倍。
由此可見，併聯的台數越多，流量增加得越少，所以三颱幫浦以上的幫浦併聯操作，一般無實際意義。
串聯操作：將兩台型號相同的幫浦串聯工作時，每台幫浦的壓頭和流量也是相同的。因此，在同一流量下，串聯幫浦的壓頭為單台幫浦的兩倍，但實際操作中兩台幫浦串聯操作的總壓頭必低於單台幫浦壓頭的兩倍。
應當注意，串聯操作時，最後一台幫浦所受的壓力最大，如串聯幫浦組台數過多，可能會導致最後一台幫浦因強度不夠而受損壞。
五、 實驗流程圖
六、 實驗操作步驟與注意事項
（一）恆定轉速下幫浦特性曲線：
1、 先將一定量的水輸入蓄水箱，加入水量應為水箱的三分之二以上，關閉計量水箱底部排液閥。
2、 幫浦特性曲線
（1） 幫浦啟動前，幫浦殼內應注滿被輸送的液體（本實驗為水，開啟罐幫浦閥往其內加水直至有水溢流）；並且幫浦的出口閥需關閉，避免幫浦剛啟動時的空載運轉。若出現幫浦無法輸送液體，則說明幫浦未灌滿或者其內有空氣，氣體排盡後必然可以輸送液體。
（2） 關閉罐幫浦閥，啟動幫浦，待幫浦出口有一定的壓力後再開啟幫浦出口閥但幅度不要太大；記錄下幫浦在一定轉速下幫浦的功率、進出口壓力、流量等。
（3） 加大幫浦出口閥的開度，記錄下相關實驗資料。
（4） 關幫浦時，應注意幫浦的出口閥門必須關閉，再停幫浦；
3、 幫浦併聯實驗
（1） 灌幫浦。
（2） 同時開啟幫浦a、幫浦b，迅速開啟幫浦出口閥門。
（3） 記錄下流量計讀數、幫浦入口真空表讀數、幫浦出口壓力表讀數、功率表讀數。
4、 幫浦串聯實驗
（1） 灌幫浦。
（2） 開啟幫浦a，再開幫浦b；然後開啟總出口閥。
（3） 記錄下流量計讀數、幫浦入口真空表讀數、幫浦出口壓力表讀數、功率表讀數。
七、 實驗成果整理
（1） 在座標紙上繪製單台幫浦的離心幫浦的特性曲線，
（2） 在座標紙上繪製兩台幫浦串聯實驗的離心幫浦的特性曲線，
（3） 在座標紙上繪製兩台幫浦併聯實驗的離心幫浦的特性曲線。
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