离心式注水泵性能参数测定与计算

1.2离心泵性能特性曲线测定实验 1.2.1实验目的1）．了解离心泵结构与特性，学会离心泵的操作。

2）．测定恒定转速条件下离心泵的有效扬程(H)、轴功率(N)、以及总效率（η）与有效流量(V)之间的曲线关系。

3）．测定改变转速条件下离心泵的有效扬程(H)、轴功率(N)、以及总效率（η）与有效流量(V)之间的曲线关系。

4）．测定串联、并联条件下离心泵的有效扬程(H)、轴功率(N)、以及总效率（η）与有效流量(V)之间的曲线关系。

5）．掌握离心泵流量调节的方法（阀门、转速和泵组合方式）和涡轮流量传感器及智能流量积算仪的工作原理和使用方法。

6）．学会轴功率的两种测量方法：马达天平法和扭矩法。

7）．了解电动调节阀、压力传感器和变频器的工作原理和使用方法。

8）．学会化工原理实验软件库（组态软件MCGS 和VB 实验数据处理软件系统）的使用。

1.2.2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扬程H 、轴功率N 及效率η与流量V 之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的外部表现形式。

由于泵内部流动情况复杂，不能用数学方法计算这一特性曲线，只能依靠实验测定。

1 ) 流量V 的测定与计算采用涡轮流量计测量流量，智能流量积算仪显示流量值V m 3/h 。

2) 扬程H 的测定与计算在泵进、出口取截面列柏努利方程：gu u Z Z g p p H 221221212-+-+-=ρ (1—9) p 1,p 2：分别为泵进、出口的压强 N/m 2 ρ：液体密度 kg/m 3u 1,u 2：分别为泵进、出口的流量m/s g ：重力加速度 m/s 2 当泵进、出口管径一样，且压力表和真空表安装在同一高度，上式简化为： gp p H ρ12-=(1—10)由式（1-10）可知：只要直接读出真空表和压力表上的数值，就可以计算出泵的扬程。

本实验中，还采用压力传感器来测量泵进口、出口的真空度和压力，由16路巡检仪显示真空度和压力值。

实验三、离心泵性能实验姓名：杨梦瑶学号：1110700056 实验日期：2014年6月6日同组人：陈艳月黄燕霞刘洋覃雪徐超张骏捷曹梦珺左佳灵预习问题：1.什么是离心泵的特性曲线？为什么要测定离心泵的特性曲线？答：离心泵的特性曲线：泵的He、P、η与Q V的关系曲线，它反映了泵的基本性能。

要测定离心泵的特性曲线是为了得到离心泵最佳工作条件，即合适的流量范围。

2.为什么离心泵的扬程会随流量变化？答：当转速变大时，，沿叶轮切线速度会增大，当流量变大时，沿叶轮法向速度会变大，所以根据伯努力方程，泵的扬程：H=（u22- u12）/2g + (p2- p1) / ρg + (z2- z1) +H f沿叶轮切线速度变大，扬程变大。

反之，亦然。

3.泵吸入端液面应与泵入口位置有什么相对关系？答：其相对关系由汽蚀余量决定，低饱和蒸气压时，泵入口位置低于吸入端液面，流体可以凭借势能差吸入泵内；高饱和蒸气压时，相反。

但是两种情况下入口位置均应低于允许安装高度，为避免发生汽蚀和气缚现象。

4.实验中的哪些量是根据实验条件恒定的？哪些是每次测试都会变化，需要记录的？哪些是需要最后计算得出的？答：恒定的量是：泵、流体、装置；每次测试需要记录的是：水温度、出口表压、入口表压、电机功率；需要计算得出的：扬程、轴功率、效率、需要能量。

一、实验目的：1.了解离心泵的构造，熟悉离心泵的操作方法及有关测量仪表的使用方法。

2.熟练运用柏努利方程。

3.学习离心泵特性曲线的测定方法，掌握离心泵的性能测定及其图示方法。

4.了解应用计算机进行数据处理的一般方法。

二、装置流程图：图5 离心泵性能实验装置流程图1 水箱2 Pt100温度传感器3 入口压力传感器 4真空表 5 离心泵 6 压力表7 出口压力传感器 8 φ48×3不锈钢管图 9 孔板流量计d=24mm 10压差传感器11 涡轮流量计 12 流量调节阀 13 变频器三、实验任务：1．绘制离心泵在一定转速下的H（扬程）~Q（流量）；N（轴功率）~Q；η（效率）~Q三条特性曲线。

离心泵特性曲线实验报告一、目的：掌握离心泵特性曲线（H —Q 曲线，N —Q 曲线，η—Q 曲线）的测定方法。

二、设备简图：三、原理：1．流量测定：流量采用体积法，用电子流量计进行测量。

2．扬程：扬程采用离心泵出口压力表及进口真空表进行测量。

gP g P Z H VM ρρ++∆= 式中：H ——离心泵扬程m ；Z ∆——离心泵出口压力表中心到进口真空表测点之间的高差m ； V M P P +——离心泵出口压力表与真空压力表读值（MPa ）。

3．功率：功率采用马达天平法进行测量。

将电机转子固定于轴承上，使电机定子可自由转动，当定子线圈通入电流时，定子与转子之间便产生一个感应力矩M ，该力矩使定子和转子按不同方向各自旋转。

若在定子上安装一套测力矩装置，使之对定子作用一反向力矩M ，当定子不动时，二力矩相等。

因此，只要测读测力表读数及力臂的长度，便可求出感应力矩M ，该力矩与转子旋转角度的乘积即为电机的输出功率。

转子旋转的角速度ω可通过测速表测量求得。

ωM N = FL M = 602nπω= 式中： N ——电机的输出功率w ；M ——电机与转子之间的感应力矩Nm ； ω——转子的旋转角速度l/S ； F ——力传感器读数； L ——力臂的长度m ； n ——电机的转速。

4．效率：效率等于离心泵的有效功率与电机的输出功率或轴功率之比，即： %100⨯=NgQHρη式中： η——离心泵的效率； ρ——水的密度 1000kg/m 3。

四、实验步骤及注意事项：1、实验前检查试验台的准备状况，确保水泵及电机连接螺栓紧固。

用手转动水泵联轴器，确认转动正常。

2、关闭水泵压水管阀门，打开入水管阀门及计量水箱的放水阀门。

3、启动水泵，将压水管阀门开到最大，为便于测量扬程，调节吸水管阀门至真空表读值为0.03MPa ，在以后的实验过程中，吸水管阀门开度固定不动。

4、逐次关小阀门，同时实测P M 、P V 、Q 、F 、n 各值并记录。

离心泵性能实验指导书一、实验目的了解实验设备，掌握离心泵实验方法，测绘离心泵在给定转速下，泵的压头H 、功率P 和效率η与流量Q 的关系曲线，验证理论推导特性曲线的正确性，并分析确定泵的额定工作点。

二、实验装置水泵试验台按其回路系统形式一般分为开式和闭式两种。

本试验台为开式试验装置，如图所示，由电机1、联轴节、传感器2、离心泵3、吸水池13、底阀6、吸入管8、排出管9、涡轮流量变送器10、调节阀门11及排出尾管12组成。

三、实验原理1、流量的测量它是由LW —SO 涡轮流量变送器10及XSF —40B 型流量积算仪配套使用，从而实现流量的测量。

A 、LW —50涡轮流量变送器它是由叶轮组件、导流体、壳体及前置放大器组成，其结构简图见图示、其工作原理是当被测液体流经变送器时。

变送器内的叶轮借助于流体的动能而旋转，叶轮则周期性地改变磁电感应系统中的磁阻值，使通过线圈中的磁通量发生变化而产生脉冲电信号，经前置放大后，送至二次仪表，实现流量的测量。

B 、 S F —40B 流量指示积算仪XSF —40B 能测定电频率讯号的瞬时值，当它与频率输出的流量变送器使用时，可测定流量的瞬时值，瞬时值的指示以HZ （赫兹）表示，量程分二档：0~500HZ 0~3000HZ由涡轮变送器送来的电脉冲信号的频率(f) 与流量(Q)在测量范围内有线性关系：F=ξQ （HZ ）其中ξ为涡轮变送器的流量系数，其物理意义是：每流过单位容积（升）的液体所发出的脉冲数（脉冲数/升）所以Q=f(L/S —升/秒) 2．泵的转矩、转速及轴功率P 的测量采用JCIA 转矩转速传感器及其配套的二次仪表JSGS —1转矩转速功率仪配合测量。

A ． JCIA 传感器该传感器的基本原理是通过磁电变换，把被测转矩、转速换成具有相位差的两个电信号。

这两个电信号的相位差的变化与被子测转矩的大小成正比，把这两个电信号输入到JSGS —1。

转矩转速功率仪即显示出转矩、转速及功率的大小。

离心泵性能综合实验一、实验目的1、观察离心泵汽蚀、气缚现象，了解汽蚀、气缚现象产生原因及其防止方法；2、学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法，了解转子流量计的工作原理；3、测定离心泵特性曲线，绘制出扬程、功率和效率与流量的关系曲线图。

二、实验原理1、气缚现象离心泵靠离心力输送液体。

离心力大小，除与叶轮直径及叶轮旋转速度有关外，还与流体重度有关。

若离心泵启动时，泵壳内存在大量空气，则由于空气的重度远远低于液体的重度，叶轮旋转所造成的离心力也很小，导致泵入口与水池液面间的压差太小，不能把水池内液体抽压到叶轮中心，就会发生离心泵空转却送不出液体的状况，这种现象称“气缚”。

所以，离心泵若安装在液面上方时，启动前必须先使泵体及吸入管路中充满液体(所谓“灌泵”)。

同时，在运转过程中也要防止外界空气大量漏入，以免产生气缚。

2、汽蚀现象离心泵之所以能吸取液体，是由于泵的叶轮旋转时，将液体抛向外沿，而中心形成真空，而贮槽液面上的压力却为大气压，因此，泵就依靠此压差将液体压入泵内，如果输送的是水，并设叶轮进口处为绝对真空，管路阻力为零，液面上为一个标准大气压，那么最大几何吸上高度也不超过10.33米。

图1离心泵吸上真空度参照图1，列0~0，1~1截面间柏努利方程式：0120112s f p p u Z h g g g ρρ-⎛⎫=-++∑ ⎪⎝⎭(1)式中s Z 为几何安装高度。

设：01s p p H gρ-=，s H 为吸上真空高度，则012112o s s f p p u H Z h g gρ--==++∑(2)由此可知，1p 愈小，s H 愈大。

但当1p 低达v p (输送液体的饱和蒸汽压)时，液体就要汽化，就产生汽蚀现象，使泵无法工作，所以对1p 的降低幅度应有限制。

由上式可见，1p 随着泵的几何安装高度s Z 提高而降低，故最终应对泵的几何安装高度加以限制。

在离心泵的铭牌(性能表)上一般都列有允许吸上真空高度s H 允许和汽蚀余量h ∆允许，二者均是对泵的安装高度加以限制，以避免汽蚀现象发生。

离心泵性能实验一、目的及任务1、了解离心泵结构于特性，学会离心泵的操作。

2、测定离心泵在恒定转速下得特性曲线，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、掌握离心泵特性曲线测定方法。

二、实验原理1）离心泵特性曲线的测定离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。

其中理论压头与流量的关系，可以通过对泵内液体质点运动的理论分析得到，如图所示。

离心泵的主要性能参数有流量Q、扬程（也叫压头）、轴功率η。

在一定的转速下，离心泵的扬程H、轴功率和效率η均随实际流速Q的大小而改变。

通常用水经过试验测出Q-H、Q-N及Q-η之间的关系，并以三条曲线分别表示出来，这三条曲线就称之为离心泵的特性曲线。

实验时，在泵出口阀全关至全开的范围内，调节其开度，测得一组流量及对应的压头、轴功率和效率，即可测定并绘制离心泵的特性曲线。

泵的扬程He有下式计算：He=H压力表+H真空表+Hο式中 H压力表：泵出口处的压力；H真空表：泵入口处十五真空度；Hο：压力表和真空表测压口之间的垂直距离，Hο=0.85m。

2）泵的有效功率和效率泵的效率η为泵的有效功率Ne 与轴功率N 的比值。

有效功率Ne 是流体单位时间内自泵得到的功，轴功率N 是单位时间内泵从电机得到的功，两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。

Ne=QHe ρ/102η=Ne/N 轴式中 Ne ：泵的有效功率，KW; Q:流量，m3/s; He:扬 程，m;ρ: 流体的密度Kg/m3. 由泵轴输入离心泵的功率N 轴为 N=N 电η电η转式中 N 电：电动机的输入功率，KW;η电：电机效率，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，其两侧接测压管，分别与压差传感器的两端连接。

孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减少，造成孔板前后压强差，作为测量的依据。

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）、(（效率）之间的特性曲线。

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 guugP P Z Z H H gu g P Z H g u g P Z 2(222222ρρρ （4-1）上式中 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, 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 和 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 。

离心泵性能实验一、离心泵特性曲线的测定 （一）实验目的1、熟悉离心泵的构造和操作2、测定单级离心泵在一定转速下的特性曲线。

（二）基本原理在生产上选用一台即满足生产任务又经济合理的离心泵，总是根据生产要求（压头和流量），参照泵的性能来决定。

泵的性能，即在一定转速下，离心泵的压头H ，轴功率N 及效率η均随实际流量Q 的大小而改变，通常用水做实验测出H~Q ，N~Q ，η~Q 之间的关系，称为特性曲线，特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用离心泵的重要依据。

如果在泵的操作中，测得其流量Q 、进出口压力和泵所消耗的功率（即轴功率），则可求得其特性曲线。

泵的压头为：gu u h H H H 22122012-+++= （4-4） 式中：H 2—泵出口处的压力表读数，以m 水柱（真空度）表示； H 1—泵入口处的真空表读数，以m 水柱（真空度）表示； h 0—压力表和真空表测接头之间的垂直距离，m ; u 2—压出管内水的流速，m/s ; u 1—吸入管内水的流速，m/s ; g — 重力加速度，9.81m/s 2轴功率N ，就是泵从电机接受到的实际功率，在本实验中不直接测量轴功率，而是用瓦特计测得电机的输入功率，再由下式求得轴功率。

N=N 电·η电·η传式中：N 电—电动机的输入功率，kW ；η电—电动机的效率，由电动机效率曲线求得，无因次； η传—联轴节或其他装置的传动效率，无因次，联轴节取η=1。

泵的效率即为有效功率与其轴功率之比，由下式求得：η=%100102⨯NQH ρ（4-5） 式中：Q —泵的流量，m 3/s; H —泵的压头，m; ρ—水的密度，kg/m 3； N—泵的轴功率，kW（三）实验装置本实验用B12-5离心泵进行实验，其装置如图4-7所示。

离心泵用三相电动机带动，将水从水槽中吸入，然后由压出管排至水槽。

在吸入管内进口处装有滤水器。

以免污物进入水泵，滤水器上带有单向阀，以便在起动前可使泵内灌满水。

离心泵特性曲线的测定北京理工大学化学学院董婧 1120102745一、实验目的1.掌握离心泵特性曲线的测定方法。

2.了解离心泵的构造、安装、使用与操作。

二、实验原理离心泵的特性受泵的结构, 叶轮形式与转速的影响, 特性参数包括流量Ｑ、扬程H、功率N、效率η, 对确定的泵, 在一定的转速下, H、N、η都随流量Ｑ的改变而变化, 以曲线形式表示这些参数之间的关系就是离心泵的特性曲线。

离心泵的特性曲线能清楚的反映离心泵的操作性能, 是选用离心泵和确定泵的适宜操作条件的主要依据。

对任意一台离心泵的特性曲线不能用解析法进行计算, 只能通过实验来测定。

1.流量Ｑ的测定通过离心泵的流量采用涡流流量计测量, 本实验系统中流量计读数与实际流量间的关系式为：Q=fk式中: Q—流量,m3/sf—涡轮转数, Hzk—流量计校正系数, 次/升2.扬程H的测定在泵的吸入口和排出口之间列柏努利方程:Z 入+p入ρg+u入22g+H=Z出+p出ρg+u出22g+Hf入−出H=（Z出−Z入）+p出−p入ρg+u入2−u出22g+Hf入−出上式中Hf入−出是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力, 与柏努利方程式中其它项比较,Hf入−出值很小, 可以忽略。

上式变为：H=（Z出−Z入）+p出−p入ρg+u入2−u出22g式中: H—离心泵的扬程, mp出、P入—出口、入口处压强, Pau出、u入—出口、入口处流速, m/sZ出、Z入—出口、入口测压点高度, m ρ—流体密度, kg/m3g—重力加速度, m/s2将测得的Z出−Z入和的p出−p入值以及计算所得的u入、u入代入上式即可求得H的数值。

3.功率N的测定功率表测得的功率为电动机的输入功率N电入（KW）, 泵由电动机直接带动, 传动效率可视为1,电动机的输出功率N电出（kW）等于泵的轴功率N（kW）, 即：N轴=N电出N电出=N电入∙η电所以N=N电入∙η电式中: η—电动机效率, 无因次4.泵效率η的测定η=N eNN e=HQρg1000=HQρ102式中: η—泵的效率Ne—泵的有效功率, kW5.转速ｎ的测定三、实验内容测定单级离心泵在不同转速下的特性参数, 绘制离心泵特性曲线。