實驗3離心幫浦

2022-12-28 06:27:03 字數 3165 閱讀 6074

一、目的要求

1、了解離心幫浦的構造,安裝流程和正常操作過程。

2、掌握離心幫浦的主要特性及相互關係,加深對離心幫浦效能和操作原理的理解。

3、測定幫浦的特性曲線。

二、 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。

離心幫浦在出廠前均由製造廠提供該幫浦的特性曲線,供使用者選用。幫浦的生產部門所提供的離心幫浦的特性曲線一般都是在一定轉速和常壓下,以常溫的清水為介質測定。在實際生產中,所輸送的液體多種多樣,其無論性質(如密度、粘度等)各異,幫浦的效能亦將發生變化,廠家提供的特性曲線將不再適用,如幫浦的軸功率隨液體密度變化而改變,隨粘度變化,幫浦的壓頭、效率軸功率等均發生變化。

此外,改變幫浦的轉速或葉輪直徑,幫浦的效能也會發生變化。因此,使用者在使用時要根據介質的不同,重新校正其特性曲線後選用。

幫浦特性曲線的具體測定方法如下:

1)幫浦的壓頭(揚程)h的測定與計算:

在幫浦的吸入口1和壓出口2之間列柏努利方程

1)1a)

上式中是幫浦的吸入口和壓出口之間管路內的流體流動阻力(不包括幫浦體內部的流動阻力所引起的壓頭損失),當所選的兩截面很接近幫浦體時,即管路很短,故可忽略。於是上式變為:

2)其中,p出、p入—分別為壓力表和真空表(負值)測得的讀數,pa;

(z出-z入)—壓力表與真空表測壓口之間的垂直高度之差,(z出-z入) =h0,m;

u出,u入—分別為幫浦進、出口管內的流速,m/s。

ρ—輸送液體的密度,kg/m3。(20℃水,998.2 kg/m3)

兩截面動壓頭很小,與壓頭損失均可忽略不計:

3)2)流量qv的測定:

轉速一定,用幫浦出口閥調節流量,管路中流過液體流量通過渦輪流量計來確定流量。單位m3/s。

3)幫浦的軸功率p的測定與計算:

功率表測得的功率為電動機的輸入功率。由於幫浦由電動機直接帶動,傳動效率可視為1.0,所以電動機的輸出功率等於幫浦的軸功率。即:

幫浦的軸功率p=電動機的輸出功率,kw;又因為電動機的輸出功率=電動機的輸入功率(功率表的讀數)×電動機的效率。所以:

幫浦的軸功率p=三相功率表的讀數×電動機效率(60%),kw。

4)幫浦的效率η的測定與計算

4)其中

式中:η— 幫浦的效率,%; p— 幫浦的軸功率,kw; pe— 幫浦的有效功率,kw

he— 幫浦的壓頭,m;qv— 幫浦的流量,m3/s; ρ— 水的密度,kg/m3

η:小型幫浦一般為0.6~0.85;大型幫浦0.90。

2、離心幫浦的工作點與調節

(1)管路特性曲線與幫浦的工作點:

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),該關係標在相應座標紙上,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。

(2) 離心幫浦的流量調節:

離心幫浦在指定的管路上工作時,當生產任務發生變化,或已選好的幫浦在特定管路中運轉所提供的流量不符合要求的,都需要對離心幫浦進行流量調節,實質上是改變幫浦的工作點,因此,改變兩種特性曲線之一均可達到調節流量的目的。調節流量最直接的方法是:改變離心幫浦出口管路上調節閥門的開度,閥門開大,管路區域性阻力減小,管路特性曲線變得平坦,工作點流量加大,揚程減小,反之亦然;調節流量的另一方法時:

改變幫浦的轉速以改變幫浦的特性曲線,以達到調節流量的目的。

三、儀器和試劑

離心幫浦將水槽內的液體輸送到實驗系統,流體經渦輪流量計計量。用流量調節閥調節流量,流體回到儲水槽。同時測量離心幫浦進出口壓強、離心幫浦電機輸入功率並記錄。

圖1 離心幫浦實驗儀裝置圖

實驗裝置主要是由不鏽鋼離心幫浦、不鏽鋼水箱、壓力感測器、渦輪流量計、功率表、三相變頻器、不鏽鋼框架等組成。

四、實驗步驟

1、準備檢查水槽內的水是否保持在一定的液位,水不能太少,應在水箱2/3的位置。

2、注水幫浦啟動前,幫浦殼內應注滿被輸送的液體(本實驗為水,上有帶漏斗的灌幫浦閥);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。

(1)開啟流量調節閥和注水閥;

(2)注水;

(3)等沒有氣泡鼓出且注水槽液面維持恆定時,關閉注水閥和流量調節閥。

3、 啟動幫浦,待幫浦的出口有一定的壓力後再開啟流量調節閥。按下變頻器上hand按鍵,預熱2分鐘後,再順時針調節變頻器至50hz左右。

4、測量

(1)記錄調節閥關閉(流量為0)時壓力、流量、功率、頻率等各表的數值。

(2)改變流量調節閥,待穩定後,記錄幫浦在一定轉速下的壓力、流量、功率、頻率等於原始記錄**中。

(3)重複(2)的操作,一直測得流量的最大值為止。

(4)改變變頻器,穩定後記錄下幫浦在一定轉速下的壓力、流量、功率、頻率等於原始記錄**中。

5、 關幫浦

(1)應注意先把變頻器旋鈕調到0,再按下變頻器上off鍵關閉變頻器。然後再關閉水幫浦按鈕盒電源按鈕。

(2)關幫浦時,應注意幫浦的出口閥門必須關閉,再停幫浦。

6、須定期清洗水箱,以免汙圬過多。

五、實驗資料處理

1、離心幫浦基本引數

2、實驗資料記錄與計算

室溫水溫水的密度:

3、 根據實驗結果,標繪出離心幫浦的特性曲線(he-q,n-q,η-q)。

六、 注意事項:

1、 離心幫浦啟動前幫浦內要注滿水,否則將發生「氣縛」現象。

2、注意保護電機,當電壓調到最大仍無法啟動離心幫浦時,應速將電壓調回「0」,以防電流太大,燒壞電機。

2、 防止迴圈水槽中水量不足。

七、思考題:

1、 本實驗離心幫浦效率較低,試分析之。

2、根據實驗結果討論流量與離心幫浦揚程、功率、效率間的關係。

離心幫浦實驗指導書

實驗一離心幫浦特性曲線測定實驗 一 實驗目的 1 掌握離心幫浦特性曲線的測定方法 2 了解離心幫浦的運轉與其各引數之間的關係。二 實驗原理 1 q h曲線 水幫浦揚程由下式計算 式中 h 水幫浦揚程,m pm 壓力表讀值,pa pv 真空表讀值,pa z 壓力表與真空標高差,m 水的密度,1000k...

離心幫浦知識

1 幫浦的分類有哪些?答 根據工作的原理不同,可以分為以下幾種 葉片幫浦依靠幫浦內高速旋轉的葉輪來輸送液體,如離心幫浦 軸流幫浦等。1 容積幫浦依靠幫浦內工作容積的變化而吸入或排出液體並提高液體的壓力能,如活塞式幫浦,迴轉式齒輪幫浦等。噴射幫浦利用工作流體 液體或氣體 的能量來輸送液體,如水噴射幫浦...

離心幫浦培訓

一 離心幫浦定義 離心幫浦是葉片幫浦的一種,它主要靠乙個或數個葉輪旋轉時產生離心力而輸送液體的機械稱為離心幫浦 二 離心幫浦的分類 按葉輪的個數分 單級幫浦 乙個葉輪。其揚程較低,一般為120 150公尺 多級幫浦 二個以上的葉輪。揚程高。像高壓水幫浦 輻射幫浦 原料油幫浦 按葉輪吸入方式分 單吸式...