化原实验离心泵性能实验报告

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1、北京化工大学实验报告课程名称：化工原理实验实验日期：2011.11.9班级：姓名：同组人：学号：离心泵性能实验一、摘要：离心泵的性能实验以常温常压下水为流体，测出在一定的转速下，离心泵的扬程He、轴功率N和效率η与流速Q的关系，并以三条曲线分别表示出来，即离心泵的特性曲线。根据此曲线可求出泵的最佳操作范围。管路中需安装孔板流量计，控制压差在0-25kPa逐渐增大，测定不同流速下孔板流量计的孔流系数C0和雷诺数，并在单对数坐标轴上画出C0-Re关系曲线。改变泵的频率，由真空表和压力表测得的压强求出管路的压头H

2、，再由孔流系数C0和孔板流量计的压差计算流量，在坐标轴上绘制H-Q的关系曲线，即管路特性曲线。将离心泵的特性曲线He-Q与其所在管路特性曲线H-Q绘于同一坐标上，两交点称为泵在该管路上的工作点。该点所对应的流量和压头既能满足管路系统要求，又能为泵所能提供。关键词：流量、压头、效率、轴功率、孔流系数二、实验目的：1．了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法。2．测定离心泵在恒定转速下的特性曲线，并确定泵的最佳工作范围。3．熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。4．测定孔板流量计的孔流系数5．测定管路特性曲线。三

3、．实验原理：1.离心泵特性曲线测定对一定类型的泵来说，泵的特性曲线主要是指在一定转速下，泵的扬程(He)、轴功率(N)和效率(η)与流量(Q)之间的关系。由于离心泵的结构和流体本身的非理想性以及流体在流动过程中的种种阻力损失，难以推出扬程的纯理论计算式。因此，一般采用实验的方法直接测定He-Q、N-Q、η-Q的关系，及离心泵的特性曲线。另外，根据特性曲线也可求出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据。（1）泵的扬程He分别取泵的进出口为1-1截面与2-2截面，建立机械能衡算式：+z1++He=+z2+He=H真空

4、表+H压力表+H0He=(Z2-Z1)+(p2-p1)/gρ式中：H压力表----泵出口处的压力H真空表----泵入口处的真空度H0—表示压力表和真空表测压口间的垂直距离，H0=0.85m；p1、p2—分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa；u1、u2—分别为泵进、出口的流速，m/s，u1=u2；计算出泵进出管路上的压差，就可计算出泵提供给液体的扬程。（2）泵的有效功率(Ne)和效率(η)：由于泵在运转过程中存在种种能量损失，使泵的实际压头和流量较理论值为低，而输入泵的功率又比理论值为高，泵的总效率为η=Ne

5、/N轴Ne=HeQρ/102式中Q-----流量，m3/s；He----扬程，m；ρ----流体密度，kg/m3；Ne------泵的有效功率，kW；N轴----轴功率，kW，即泵轴传递给泵的功率。N轴=N电*η电*η转式中   N电---电机的输入功率,kW；  η电---电机的效率，取0.9； η转---传动装置的传动效率，一般取1.0。2.孔板流量计孔流系数的测定在水平管路上装有一块孔板，孔板两侧接测压管，分别与压差传感计两端相连接。孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减小，造成孔

6、板前后压强差，作为测量的依据。若管路直径为d1，孔板锐孔直径为d0，流体流经孔板后所形成缩脉的直径为d2，流体密度为ρ。在孔板前测压导管截面处和缩脉截面处的速度和压强分别为u1，u2与p1，p2，根据柏努利方程式，不考虑能量损失可得：(u22－u12)/2=(p1－p2)/ρ=gh或(u22－u12)0.5=(2gh)0.5由于缩脉的位置随流速的变化而变化，缩颈处截面积S2又难以知道，而孔口的面积却是知道的，测压口的位置在设备制成后也不改变，因此，用孔板孔径处的u0来代替u2，又考虑到流体因局部阻力而造成的

7、能量损失，并用校正系数C来校正。则有：(u02－u12)0.5=C(2gh)0.5对于不可压缩流体，根据连续性方程式又有：u1=u0S0/S1则经过整理后可得：u0=C*(2gh)0.5/[1－(S0/S1)2]0.5令C0=C/[1－(S0/S1)2]0.5，则又可以简化为：u0=C0*(2gh)0.5根据u0和S2，即可算出流体的体积流量：Vs=u0S0=C0*S0*(2gh)0.5或Vs=C0S0(2Δp/ρ)0.5式中：Vs----流体的体积流量，m3/s；Δp----孔板压差，Pa；S0----孔

8、口面积，m2；ρ----流体的密度，kg/m3；C0—孔流系数孔流系数的大小由孔板锐孔的形状，测压口的位置，孔径与管径比和雷诺数共同决定，具体数值由实验确定。当d0/d1一定，Re超过某个数值后，C0就接近于定值。一般在工业上定型孔板流量计都规定在C0为常数的流动条件下使用。四．实验流程示意图：1——蓄水池；2——底阀；3——真空表；4——离心泵；5——灌泵阀；6——压力表；7——流量调节阀；8——孔板流量计；9