离心泵特性曲线测定实验
一、实验目的
1． 了解离心泵的结构特性，掌握离心泵的操作方法； 2． 了解无纸记录仪及压力、流量等传感器的使用方法； 3． 测定离心泵在恒定转速下的运行特性，测定特性曲线。 二、实验装置与流程
实验装置如图1所示，由水箱、离心泵、涡轮流量计、电动调节阀、压力表、真空表、转速传感器、功率表和不锈钢进、出管道等组成。
1－底阀； 2－引水阀； 3－离心泵； 4－真空表前切断阀； 5－真空表； 6－负压传感器；7－压力表前切断阀； 8－压力表； 9－压力传感器； 10－温度传感器； 11－涡轮流量传感器；12－电动调节阀； 13－切断阀； 14－旁路阀； 15－转速表； 16－功率表 ； 17－水箱
图1 离心泵特性曲线测定实验装置流程示意图
水从水箱17经泵底阀1吸入，流过吸入管路到离心泵3，经离心泵增压后，流经涡轮流量计11、电动调节阀12返回水箱，循环使用。在泵的进、出口管线上分别装有真空表5、负压传感器6、压力表8和压力传感器9，在它们的进口管线上分别装有真空表前切断阀4和压力表前切断阀7。管路内流量由涡轮流量计11测量，并由出口电动调节阀12调节流量。
所用离心泵型号为 IT-6，涡轮流量传感器型号为LWGY-40，电动调节阀的开度和流量均
可在无纸记录仪上操作和读数。 三、原理和方法
在转速n 固定不变的情况下，离心泵的实际扬程H 、功率消耗N 及总效率 与泵送液
2
1
1
能力（即流量）Q 之间的关系以曲线表示，称为离心泵的特性曲线，它能反映出泵的运行性能，可作为选择离心泵的依据。
离心泵的特性曲线可用下列三个函数关系表示：
H = f 1 (Q ) N = f 2 (Q ) η = f 3 (Q ) ( 1 ) 这些函数关系均可由实验测得，其测定方法如下： 1．流量Q （l/s ）
流体在管内的流量由涡轮流量计测量，并在无纸记录仪上读取。
Q= Q ’×1000/3600 （l/s ）
式中： Q ’—无纸记录仪上的泵流量读数， m 3/h 。 2．实际扬程H （mH 2O ）
在泵进、出口真空表及压力表处列柏努利方程可得：
f H g
u
g p z H g u g p z +++=+++222
2222
111ρρ ( 2 )
因两截面间的管长很短，通常可忽略阻力损失项H f ，则：
g
u u g p p z z H 2)(2
12
21212-+-+-=ρ ( 3 )
式中： h 0 = z 2 - z 1，指真空表、压力表接口间垂直距离，本装置h 0=0.1m ；
P 1 —由真空表读出的真空度（读数为负数），Pa ； P 2 —由压力表读出的压力，Pa ；
ρ —流体（水）的密度，可近似取 ρ=1000 kg/m 3
g —重力加速度，g = 9.807m/s 2 。
u 1 —泵进口处液体流速，m/s ；本装置进口处内径d 1=0.040m ；
112
4
3600'd Q u ⨯⨯
=
π
u 2 —泵出口处液体流速，m/s ；本装置出口处内径d 2=0.031m 。
222
4
3600'd Q u ⨯⨯
=
π
3．轴功率N （W ）
传电电ηη⋅⋅=N N ( 4 )
式中：
N 电 —电动机的输入功率，由功率表测得，W ；
η电 —与电动机的输入功率N 电相对应的电机效率，根据电动机的输入功率N 电的大小，
查实验室提供的电机效率曲线图可得到；
η传 —传动效率，本装置为联轴节传动，故η传 =1 。
4．总效率η
%100103
⨯⨯⋅⋅⋅==-N
g Q H N N e ρη泵输入功率（轴功率）率）泵输出功率（即有效功 ( 5 )
式中：Q ——流量，l/s ；
H ——实际扬程， mH 2O ； N ——轴功率，W ；
ρ——流体（水）的密度，可近似取 ρ=1000 kg/m 3 ，或者根据水温查水的物性数
据表而得到；
g ——重力加速度，g = 9.807m/s 2 。 5．泵转速改变时的换算
考虑到泵特性曲线要求在恒定转速下测定，但是实际上感应电动机在负载转矩改变时，其转速也会有变化，这样当实验点的流量发生变化时，其相应的转速也会有所改变。为了绘制出恒定转速下的泵的特性曲线，我们可应用泵的比例定律，将实验的实测数据换算成某一定转速n 2下的数据（通常取n 2为离心泵的额定转速，一般泵的额定转速n 2=2840转/分）。
比例定律的应用条件： （1）%20≤∆n
n
（2）在转速改变前后，η保持基本不变。 具体换算关系如下：
2
1
21n n Q Q = 2
22
1
21n n H H =
3
23
1
21n n N N =
四、实验操作步骤和注意事项 1.注意事项
（1）实验装置有可靠的漏电保护设计，通电前，将实验装置外壳和电源地线连接，可防止轻微漏电现象出现。
（2）电机和泵连接轴为高速转动部分，实验时应防止身体部位接触连接轴，特别要注意头发或衣物转入而发生危险事故。
（3）实验前先通电检查电机转动方向和电机外壳所标示的转动方向是否一致，若不一致，可通过改变电机进线相序来调节。
（4）上位机软件中，“重做实验”只是对实验表格中数据清除，曲线历史记录仍然存在。 1． 先关闭离心泵电源开关，然后开启仪表柜上的电源总开关和功率表、智能测速仪、无纸记录仪及电动调节阀的电源开关，打开计算机，运行上位监控工程软件，当出现离心泵特性曲线测定实验装置画面后，点“进入实验”按扭。
2． 全开电动调节阀前切断阀，关闭电动调节阀，同时全开电动调节阀的旁路阀。 3． 在启动离心泵前，先给泵引水：打开引水阀，用杯子通过引水漏斗向离心泵内引水，
