离心泵吸入特性

离心泵特性测定实验报告一、实验目的1．了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用；2．测定离心泵在恒定转速下的操作特性，做出特性曲线； 3．了解电动调节阀、流量计的工作原理和使用方法。

二、基本原理离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H 、轴功率N 及效率η与泵的流量Q 之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。

由于泵内部流动情况复杂，不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定。

1．扬程H 的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面，列机械能衡算方程：f h gug p z H g u g p z ∑+++=+++2222222111ρρ （1）由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项f h ∑，速度平方差也很小故可忽略，则有 (=H gp p z z ρ1212)-+- 210(H H H ++=表值）（2） 式中： 120z z H -=，表示泵出口和进口间的位差，m ；ρ——流体密度，kg/m 3； g ——重力加速度 m/s 2；p 1、p 2——分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa ；H 1、H 2——分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头，m ； u 1、u 2——分别为泵进、出口的流速，m/s ； z 1、z 2——分别为真空表、压力表的安装高度，m 。

由上式可知，只要直接读出真空表和压力表上的数值，及两表的安装高度差，就可计算出泵的扬程。

2．轴功率N 的测量与计算k N N ⨯=电 （3）其中，N 电为电功率表显示值，k 代表电机传动效率，可取95.0＝k 。

即：电N N 95.0= （4）3．效率η的计算泵的效率η是泵的有效功率Ne 与轴功率N 的比值。

有效功率Ne 是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功，轴功率N 是单位时间内泵轴从电机得到的功，两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。

实验7 离心泵特性曲线测定实验一、实验目的1. 熟悉离心泵的结构、性能、操作和调节方法，掌握离心泵的工作原理。

2. 掌握离心泵特性曲线的测定方法。

测定单级离心泵在恒定转速下的特性曲线，绘制H e-q V、N a-q V、η-q V曲线，分析离心泵的额定工作点。

3. 掌握离心泵流量调节的方法。

4. 掌握离心泵特性曲线的影响因素。

5. 了解常用的测压仪表。

二、实验原理离心泵是一种液体输送机械，主要构件为旋转的叶轮、固定的泵壳和轴封装置。

离心泵泵体内的叶轮固定在泵轴上，叶轮上有若干弯曲的叶片，泵轴在外力带动下旋转，叶轮同时旋转，泵壳中央的吸入口与吸入管路相连接，侧旁的排出口和排出管路相连接。

启动前，须灌液排出泵壳内的气体，防止出现气缚现象。

启动电机后，泵轴带动叶轮一起高速旋转，充满叶片之间的液体也随着旋转，在惯性离心力的作用下液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时也增大了动能。

液体离开叶轮进入壳体，部分动能变成静压能，进一步提高了静压能。

流体获得能量的多少，不仅取决于离心泵的结构和转速，而且和流体的密度有关。

当离心泵内存在空气，空气的密度远比液体小，相应获得的能量不足以形成所需的压强差，液体无法输送，该现象称为“气缚”。

为了保证离心泵的正常操作，在启动前必须在离心泵和吸入管路内充满液体，并确保运转过程中尽量不使空气漏入。

离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H e、轴功率P a及效率η与液体流量q V之间的关系曲线，如图6-10所示，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。

离心泵的特性曲线与离心泵的设计、加工情况有关，而泵内部流动情况复杂，难以用数学方法计算，只能依靠实验测定。

图6-10 离心泵的特性曲线1. 流量的测定本实验用涡轮流量计测量液体的流量。

测量时，从仪表显示仪上读取的数据是涡轮的频率f ，液体的体积流量为：Cfq V =（6-20） 式中：f 为涡轮流量计的脉冲频率，Hz ；C 为涡轮流量计的流量系数，脉冲数/升。

第一节 离心泵2-1-1 离心泵的工作原理离心泵的种类很多， 但工作原理相同， 构造大同小异。

其主要工作部件是旋转叶轮和固 定的泵壳（图 2-1）。

叶轮是离心泵直接对液体做功的部件，其上有若干后弯叶片，一般为 4~8 片。

离心泵工作时， 叶轮由电机驱动作高速旋转运动（ 1000~3000r/min ），迫使叶片间的 液体也随之作旋转运动。

同时因离心力的作用， 使液体由叶轮中心向外缘作径向运动。

液体 在流经叶轮的运动过程获得能量， 并以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。

在蜗壳内， 由于流 道的逐渐扩大而减速， 又将部分动能转化为静 压能，达到较高的压强， 最后沿切向流入压出 管道。

在液体受迫由叶轮中心流向外缘的同时， 在叶轮中心处形成真空。

泵的吸入管路一端与 叶轮中心处相通， 另一端则浸没在输送的液体 内，在液面压力 （常为大气压） 与泵内压力 （负 压）的压差作用下， 液体经吸入管路进入泵内， 只要叶轮的转动不停， 离心泵便不断地吸入和 排出液体。

由此可见离心泵主要是依靠高速旋 转的叶轮所产生的离心力来输送液体， 故名离 心泵。

离心泵若在启动前未充满液体， 则泵内存 在空气， 由于空气密度很小， 所产生的离心力 也很小。

吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内，虽启动离心泵，但不能输送液体， 此现象称为“气缚” 。

所以离心泵启动前必须向壳体内灌满液体，在吸入管底部安装带滤网 的底阀。

底阀为止逆阀，防止启动前灌入的液体从泵内漏失。

滤网防止固体物质进入泵内。

靠近泵出口处的压出管道上装有调节阀，供调节流量时使用。

2-1-2 离心泵的理论压头一、离心泵的理论压头 从离心泵工作原理知液体从离心泵叶轮获得能量而提高了压强。

单位质量液体从旋转的 叶轮获得多少能量以及影响获得能量的因素， 可以从理论上来分析。

由于液体在叶轮内的运 动比较复杂，故作如下假设：（1）叶轮内叶片的数目无限多，叶片的厚度为无限薄，液体完全沿着叶片的弯曲表面 而流动。

一、 实验名称：离心泵特性曲线的测定二、实验目的：1、 了解水泵的结构；2、 熟悉离心泵的机械结构和操作方法；3、 测定离心泵在一定转速下的流量和压头、功率及总效率的关系，并绘制泵的特性曲线。

三、实验原理：离心泵的特性曲线是指在一定转速下，流量和压头、流量和轴功率、流量和总效率之间的变化关系，由于流体在泵内运动的复杂性，泵的特性曲线只能用实验的方法来测定。

泵的性能和管路的布局无关，前者在一定转速下是固定的，后者总是安装在一定的管路上工作，泵所提供的压头和流量必须和管路所需的压头和流量一致，为此目的，人们是用管路的特性去选择适用的泵。

管路特性曲线和泵特性曲线的交点叫工作点，现测定离心泵性能是用改变管路特性曲线（即改变工作点）的方法而获得。

改变管路特性曲线最简单的手段是调节管路上的流量控制阀，流量改变，管路特性曲线即变，用改变泵特性曲线的办法（改变泵转速或把叶轮削小可实现）去改变工作点，在理论上是讲得通，但生产实际不能使用（为什么？）。

1、流量V 的测定本实验室甲乙二套泵的流量用孔板流量计测定，第三四套用文氏流量计测定，五、六套用涡轮流量计测定，由流量计的压差计读数去查流量曲线或公式计算即得流量V[m 3/h]。

2、泵压头（扬程）H 的测定以离心泵吸入口中心线水平为基准面。

并顺着流向，以泵吸入管安装真空表处管截面为1截面，以泵压出管安装压力表处管截面为2截面，在两截面之间列柏努利方程并整理得：ζρh gu u g p p Z Z H +-+-+-=2)(21221212 （1） 令：h 0=(Z 2—Z 1)——两测压截面之间的垂直距离，约0.1[m]p 1——1截面处的真空度[MPa] p 2——2截面处的表压强[MPa]ρ——水的密度，以1000[kg/m 3]计算 g=9.8[N/kg]——重力加速度 3、轴功率N e 的测定轴功率为水泵运转时泵所耗功率，测电机功率，再乘上电机效率和传动效率而得：][KW N N e 传电电ηη= （2） 式中：电N ——输入给电动机的功率[kw]，用功率表测定电η——电机效率，可查电机手册，现使用以下近似值：2.8kw 以上电动机： 电η=0.9 2.0kw 以下电动机： 电η=0.75传η——传动效率，本机用联轴节，其值：传η=0.984、水泵总效率η的计算： %1001023600⨯⨯⋅⋅=eN V H ρη （3）式中：102——[KW]和[smkg ⋅]的换算因数；其余符号同上 四、实验设备流程图：AB1、水箱2、底阀3、离心泵4、联轴接5、电动机6、调节阀7、真空表8、压力表9、功率表 10、流量计 11、灌水阀图2-2-3-2 离心泵实验装置图泵的实验装置如图2-2-3-2所示，离心泵3为单吸悬臂式水泵，型号为121BA ，泵轴和电机5的轴由联轴节4相连。

实验四 离心泵特性曲线测定实验一、实验目的：1、熟悉离心泵的结构与操作方法，了解压力、流量的测量方法。

2、掌握离心泵特性曲线的测定方法、表示方法，加深对离心泵性能的了解。

二、实验内容：1、熟悉离心泵的结构与操作。

2、手动（或计算机自动采集数据和过程控制）测定某型号离心泵在一定转速下，Q （流量）与H （扬程）、N （轴功率）、η（效率）之间的特性曲线。

一、 实验原理：A 、离心泵性能的测定：离心泵是最常见的液体输送设备。

对于一定型号的泵在一定的转速下，离心泵的扬程H 、轴功率N 及效率η均随流量Q 的改变而改变。

通常通过实验测出Q-H 、Q-N 及Q-η关系，并用曲线表示之，称为特性曲线。

特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。

本实验中使用的即为测定离心泵特性曲线的装置，具体测定方法如下：1、H 的测定：在泵的吸入口和压出口之间以1N 流体为基准列柏努利方程出入入出入出入出出入出出出入入入）--+-+-+-=+++=+++f f H gu u g P P Z Z H H gu g P Z H g u g P Z 2(222222ρρρ （4-1）上式中出入-f H 是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力(不包括泵体内部的流动阻力所引起的压头损失)，当所选的两截面很接近泵体时，与柏努利方程中其它项比较，出入-f H 值很小，故可忽略。

于是上式变为：gu u g P P Z Z H 2(22入出入出入出）-+-+-=ρ （4-2）将测得的高差）入出Z Z -(和入出PP -的值以及计算所得的u 入，u 出代入式4-2即可求得H 的值。

2、 N 的测定：功率表测得的功率为电动机的输入功率。

由于泵由电动机直接带动，传动效率可视为1.0，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。

即： 泵的轴功率N ＝电动机的输出功率，kw电动机的输出功率＝电动机的输入功率×电动机的效率。

泵的轴功率＝功率表的读数×电动机效率，kw 。

离心泵前言离心泵是靠叶轮搅动流体旋转的离心力产生压力，输送流体。

在选用离心泵时，要确定泵的用途和性能并选择泵型。

这种选择首先得从选择泵的种类和形式开始，那么以什么原则来选泵呢？依据又是什么？泵选型原则1、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀流量、吸程等工艺参数的要求。

2、机械方面可靠性高、噪声低、振动小3、经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本最低。

4、离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点。

因此除以下情况外，应尽可能选用离心泵：有计量要求时，选用计量泵。

扬程要求很高，流量很小且无合适小流量高扬程离心泵可选用时，可选用往复泵，如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵。

扬程很低，流量很大时，可选用轴流泵和混流泵。

介质粘度较大（大于650~1000mm2/s）时，可考虑选用转子泵或往复泵（齿轮泵、螺杆泵）。

介质含气量75%，流量较小且粘度小于37。

4mm2/s时，可选用旋涡泵。

对启动频繁或灌泵不便的场合，应选用具有自吸性能的泵，如自吸式离心泵、自吸式旋涡泵、气动（电动）隔膜泵。

泵的选型依据泵选型依据，应根据工艺流程，给排水要求，从五个方面加以考虑，既液体输送量、装置扬程、液体性质、管路布置以及操作运转条件等。

1、流量是选泵的重要性能数据之一，它直接关系到整个装置的的生产能力和输送能力。

如设计院工艺设计中能算出泵正常、最小、最大三种流量。

选择泵时，以最大流量为依据，兼顾正常流量，在没有最大流量时，通常可取正常流量的1。

1倍作为最大流量。

2、装置系统所需的扬程是选泵的又一重要性能数据，一般要用放大5%—10%余量后扬程来选型。

3、液体性质。

包括液体介质名称，物理性质，化学性质和其它性质，物理性质有温度c密度d，粘度u，介质中固体颗粒直径和气体的含量等，这涉及到系统的扬程，有效气蚀余量计算和合适泵的类型：化学性质，主要指液体介质的化学腐蚀性和毒性，是选用泵材料和选用那一种轴封型式的重要依据。

·1·第一节 离心泵2-1-1 离心泵的工作原理离心泵的种类很多，但工作原理相同，构造大同小异。

其主要工作部件是旋转叶轮和固定的泵壳（图2-1）。

叶轮是离心泵直接对液体做功的部件，其上有若干后弯叶片，一般为4~8片。

离心泵工作时，叶轮由电机驱动作高速旋转运动（1000~3000r/min ），迫使叶片间的液体也随之作旋转运动。

同时因离心力的作用，使液体由叶轮中心向外缘作径向运动。

液体在流经叶轮的运动过程获得能量，并以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。

在蜗壳内，由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转化为静压能，达到较高的压强，最后沿切向流入压出管道。

在液体受迫由叶轮中心流向外缘的同时，在叶轮中心处形成真空。

泵的吸入管路一端与叶轮中心处相通，另一端则浸没在输送的液体内，在液面压力（常为大气压）与泵内压力（负压）的压差作用下，液体经吸入管路进入泵内，只要叶轮的转动不停，离心泵便不断地吸入和排出液体。

由此可见离心泵主要是依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力来输送液体，故名离心泵。

离心泵若在启动前未充满液体，则泵内存在空气，由于空气密度很小，所产生的离心力也很小。

吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内，虽启动离心泵，但不能输送液体，此现象称为“气缚”。

所以离心泵启动前必须向壳体内灌满液体，在吸入管底部安装带滤网的底阀。

底阀为止逆阀，防止启动前灌入的液体从泵内漏失。

滤网防止固体物质进入泵内。

靠近泵出口处的压出管道上装有调节阀，供调节流量时使用。

2-1-2 离心泵的理论压头一、离心泵的理论压头从离心泵工作原理知液体从离心泵叶轮获得能量而提高了压强。

单位质量液体从旋转的叶轮获得多少能量以及影响获得能量的因素，可以从理论上来分析。

由于液体在叶轮内的运动比较复杂，故作如下假设：（1）叶轮内叶片的数目无限多，叶片的厚度为无限薄，液体完全沿着叶片的弯曲表面而流动。

无任何倒流现象；（2）液体为粘度等于零的理想液体，没有流动阻力。

离心泵特性曲线测定实验报告实验目的：
本实验主要是为了掌握离心泵的工作原理和性能特点，并通过测定离心泵特性曲线，分析其性能参数。

实验仪器：
离心泵工作台、流量计、压力表、电表、水泵、软管等。

实验原理：
在离心泵中，液体由于离心力的作用，向外偏离，从而在吸入口形成低压区域，推动液体流入泵腔。

当液体流过叶片后，由于离心力的作用，它被推向法向出口，形成高压区域，最终实现流体的输送。

实验步骤：
1. 打开水泵，将液体从水箱中抽入泵内。

2. 调整流量计和压力表，测取液体的流量、压力和功率。

3. 测量液体在不同流量和扬程下的性能曲线。

实验结果：
通过本次实验，我们测得了离心泵在不同流量和扬程下的压力、流量和功率数据，得到了如下性能参数曲线图。

从曲线图中可以看到，随着扬程的增加，流量逐渐减少，而功
率则逐渐增加，且压力也呈现出逐渐增大的趋势。

结论：
通过对离心泵的性能曲线测定，我们能够了解到离心泵在不同
工作条件下的性能特点，可以根据实际应用情况进行选择和设计，合理利用离心泵的性能，提高其工作效率和使用寿命，实现更好
的液体输送效果。

优秀水泵制造商-上海沈泉泵阀制造有限公司是一家专业生产，销售管道泵，隔膜泵，磁力泵，自吸泵，螺杆泵，排污泵，消防泵，化工泵等给排水设备的厂家，产品涉及工矿企业、农业、城市供水、石油化工、电站、船舶、冶金、高层建筑、消防供水、工业水处理和纯净水、食品、制药、锅炉、空调循环系统等行业领域。

耐腐蚀自吸离心泵具有以下特点：
自吸力强：耐腐蚀自吸离心泵的自吸力特别强劲，可达20伏特。

在进口处完全封闭的情况下，可以自动将泵内液体回流到进口管中，从而避免了泵内液体回流到出口管而导致泵抽空的状况。

耐腐蚀性：耐腐蚀自吸离心泵的材质具有耐腐蚀性，能抵抗各种腐蚀性介质的侵蚀，适用于输送各种不含颗粒杂质的腐蚀性或无腐蚀性的介质。

使用寿命长：耐腐蚀自吸离心泵的叶轮和泵体采用耐腐蚀材料，如不锈钢、塑料、玻璃钢等，使得泵具有较长的使用寿命。

维护方便：耐腐蚀自吸离心泵的机械密封采用硬质合金与氟橡胶制成的机械密封，具有较强的耐磨性和耐腐蚀性，易于维护和更换。

流量大、扬程高：耐腐蚀自吸离心泵的流量和扬程可以根据实际需要进行调节，满足不同的输送要求。

总之，耐腐蚀自吸离心泵具有自吸力强、耐腐蚀性、使用寿命长、维护方便以及流量大、扬程高等多种优点，广泛应用于化工、制药、石油、食品等行业。

9.1.汽蚀现象根据离心泵的工作原理可知,液流是在吸入罐压力•和叶轮入口最低压力间形成的压差作用下流入叶轮的,•则叶轮入口处压力越低,吸入能力就越大。

但若压力降低到某极限值(目前多以液体在输送温度下的饱和蒸汽压力Pt为液体汽化压力的临界值)时,就会出现汽蚀现象。

汽蚀会引起的严重后果:(1)产生振动和噪音。

(2)对泵的工作性能有影响:当汽蚀发展到一定程度时,•汽泡大量产生,会堵塞流道,使泵的流量、扬程、效率等均明显下降。

(3)对流道的材质会有破坏:主要是在叶片入口附近金属的疲劳剥蚀.离心泵的吸入特性:1•泵发生汽蚀的基本条件是:叶片入口处的最低液流压力≤该温度下液体的饱和蒸汽压。

2•有效汽蚀余量:液体流自吸液罐,经吸入管路到达泵吸入口后•,所富余的高出汽化压力的那部分能头。

用Δha表示。

NPSHa——装置汽蚀余量，越大越不易汽蚀.3•必须汽蚀余量:液流从泵入口到叶轮内最低压力点处的全部能量损失,用Δhr表示。

NPSHr——泵汽蚀余量，又叫必需的汽蚀余量或泵进口动压降，越小抗汽蚀性能越好4•Δhr与Δha的区别和联系:Δha>Δhr 泵不汽蚀Δha=Δhr 泵开始汽蚀Δha<Δhr 泵严重汽蚀5•对于一台泵,为了保证其安全运行而不发生汽蚀,对于泵的必须汽蚀余量还应加一个安全裕量,一般取0.5米液柱。

于是,泵的允许汽蚀余量为:[Δhr]=Δhr＋0.5。

6•提高离心泵抗汽蚀性能的方法有:A.改进机泵结构,降低Δhr,属机泵设计问题。

B.提高装置内的有效汽蚀余量.最主要最常用的方法是采用加大灌注压头.此外，尽量减少吸入管路阻力损失，降低液体的饱和蒸汽压，即在设计吸入管路时尽可能选用管径大些，长度短些，弯头和阀门少些，输送液体的温度尽可能低些等措施，都可提高装置的有效气蚀余量。

9.2气缚现象不灌液，则泵体内存有空气，由于ρ空气≤ρ液，所以产生的离心力很小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，达不到输液目的.。