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离心泵性能实验

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离心泵性能实验【摘要】本实验中，通过对泵内液体质点运动的理论分析得到理论压头与流量的关系. 直接测定并根据各参数间的关系，得出He-Q、N-Q和η-Q三条曲线,称为泵的特性曲线. 求出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据。

作图拟合找出孔流系数与雷诺数的关系。

并在三个不同流量下均匀改变电机的频率测得一系列实验点，以此来研究管路特性曲线并对实验结果进行分析讨论。

【关键词】离心泵，管路特性曲线，扬程，效率，孔流系数一、实验目的及任务(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)测定管路特性曲线。

二、基本原理1.离心泵特性曲线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，可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到，。

由于液体流经泵时，不可避免地会遇到种种阻力，产生能量损失，诸如摩擦损失、环流损失等，因此，实际压头比理论压头小，且难以通过计算求得，因此通常采用实验方法，直接测定其参数间的关系，并将测出的He-Q、N-Q和η-Q三条曲线称为离心泵的特性曲线。

另外，根据此曲线也可以求出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据。

（1） 泵的扬程He He=H 压力表+H 真空表+H 0式中 H 压力表——泵出口处的压力，m H2O ；H 真空表——泵入口处的真空度，m H2O ；H 0——压力表和真空表测压口之间的垂直距离，H 0=0.85m 。

（2） 泵的有效功率和效率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，所以泵的总效率为轴ηN Ne=102QHe Ne ρ=式中Ne ——泵的有效功率，kW ； Q ——流量，m 3/s ； He ——扬程，m ；ρ——流体密度，kg/ m 3。

由泵轴输入离心泵的功率N 轴为 :转电电轴ηηN N =式中N 电——电机的输入功率，kW ；η电——电机效率，取0.9； η轴——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相连。

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。

若管路直径为d 1，孔板锐孔直径为d 0，流体流经孔板前后所形成缩脉的直径为d 2，流体密度为ρ孔板前侧压导管截面处和缩脉截面处的速度和压强分别为u 1、u 2与p 1、p 2，根据伯努利方程，不考虑能量损失，可得gh u =-=-ρ212122p p 2u或 gh u u 22122=-由于缩脉的位置随流速的变化而变化，故缩脉处截面积S 2难以知道，孔口的面积为已知，且测压口的位置在设备制成后也不改变，因此，可用孔板孔径处的u 0代替u 2，考虑到流体因局部阻力而造成的能量损失，用校正系数C 校正后，则有gh C u u 22120=-对于不可压缩流体，根据连续性方程有 :11S S u u =经过整理可得: 2100)(12S S gh Cu -=令2100)(1S S CC -=，则又可以简化为 : gh C u 200=根据u 0和S 2，即可算出流体的体积流量V s 为 :gh S C S u V s 20000== 或 ρpS C V s ∆=20式中V s ——流体的体积流量，m 3/s ； p ——孔板压差，Pa ；S0——孔口面积，m3；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，具体数值由实验测定。

当d0/d1一定，雷诺数Re超过某个数值后，C0就接近于定值。

通常工业上定型的孔板流量计都在C0为常数的流动条件下使用。

三装置与流程图1 实验装置图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-活动接口；10-流量计；11-计量水槽（495495）mm；12-回流水槽；13-计量槽排水阀另外还有秒表用来计时。

四、实验操作(1)检本实验通过调节阀门就能改变流量，测得不同流量下的离心泵的各项性能参数。

流量可通过计量槽和秒表测量。

查电机和离心泵是否正常运转。

打开电机的电源开关，观察电机和离心泵的运转情况，如无异常，就可切断电源，准备在实验时使用。

(2)在进行实验前，首先要灌泵（打开灌泵阀），排出泵内的气体（打开流量调节阀）。

灌泵完毕后，关闭调节阀及灌水阀即可启动离心泵，开始实验。

(3)实验时，逐渐打开调节阀以增大流量，并用计量槽计量液体流量。

当流量大时，应注意及时按动秒表和迅速移动活动接管，并多测取几次数据。

(4)为防止因水面波动而引起的误差，测量时液位计高度差值应不小于200mm。

(5)测取10组数据并验证其中几组数据，若基本吻合后，可以停泵，同时记录下设备的相关数据（如离心泵型号、额定流量、扬程和功率等）。

(6)测定管路特性曲线时，固定阀门开度，改变频率，测定8~10组数据，并记录。

(7)实验完毕，停泵，记录相关数据，清理现场。

五．数据处理及结果讨论1、泵的特性曲线研究，并由实验得 C 0-Re 曲线表1 泵性能曲线实验原始数据序号H 0/mm H 1/mmt/sP 真Mpa P 压MpaN 电/kwT/0Cp 孔板压降kpa1 0 0 0 -0.010 0.190 0.49 16.4 02 42 253 69 -0.009 0.181 0.61 16.4 2.1 3 19 242 54 -0.008 0.165 0.68 16.4 4.4 4 54 298 50 -0.008 0.152 0.74 16.4 6.7 5 80 318 42 -0.010 0.140 0.76 16.4 9 6 63 310 37 -0.012 0.122 0.8 16.4 11.6 7 96 350 35 -0.015 0.115 0.83 16.4 13.4 8 74 342 34 -0.015 0.102 0.85 16.4 16.29 84 329 30 -0.016 0.091 0.88 16.4 18.3 108031627-0.0180.0730.8916.420.6表2：泵的特性曲线实验相应的计算值（说明：取ρ=998.74 kg/m 3 μ=1.113 mpa ·s ）流量(m 3/h)扬程He/mNe/kwN 轴/kw效率孔流系数Re0.00 21.26 0.0000 0.441 0.0000 0.0000 0 2.70 20.24 0.1485 0.549 0.2705 0.7948 20393 3.64 18.51 0.1834 0.612 0.2996 0.7415 27540 4.30 17.18 0.2011 0.666 0.3020 0.7101 32544 5.00 16.16 0.2197 0.684 0.3212 0.7114 37790 5.89 14.53 0.2327 0.72 0.3231 0.7382 44519 6.40 14.12 0.2458 0.747 0.3291 0.7467 48397 6.95 12.79 0.2419 0.765 0.3162 0.7376 52566 7.20 11.77 0.2306 0.792 0.2912 0.7190 54462 7.7110.140.21260.8010.26540.725358290以表2中第二行数据示例计算如下：流量 Q=（H 1-H 0）×A/t=(0.253-0.042)×0.4952×3600/69=2.70 m 3/h扬程 He =+= + 0.85= 20.24 m有效功率1485.0102360074.99824.207.2102QHe Ne =⨯⨯⨯==ρ kw 轴功率： 549.09.061.09.0N N N =⨯=⨯==电转电电轴ηηkw效率： 2705.0549.01484.0N Ne ===轴η 孔流系数 ρpS V C s ∆÷=20=0.7948雷诺数=20393以表2中数据结果作图如下123456786810121416182022240.50.60.70.80.80.000.050.100.150.200.250.300.35 扬程扬程H e流量(m 3/h )轴功率 N 轴K W效率 效率η图2 离心泵性能曲线1、 由图可知离心泵的有效压头He(扬程)、效率η、轴功率Pa 三者均随流量变化而变化。

泵的扬程随流量增大而减小，泵的轴功率随讨论一流量增大而增大。

而效率在流量为4.5~5.5 m3/h时有最大值。

2、离心泵内的容积损失、水力损失和机械损失是构成泵的效率的主要因素。

由图中可以看到泵的效率曲线存在极值点（最大值），即该点对应的压头损失最小。

3、泵的理论压头与流量的关系可以用于泵的选择的重要依据，能提供该泵的最佳工作范围，也可以根据管路要求判断一个泵是否符合要求。

4、将实验数据点用多项式拟合成曲线如图所示，有些实验点与曲线间有一定差距，实验中存在一定误差。

分析误差产生原因可能是：人为操作产生的误差，读取压力表，水箱高度，操作秒表时等都可能会产生一定误差。

仪器的灵敏度不够，本小组所使用的测温仪所示温度一直是同一值，当然此时温度的微小变化对实验结果没有太大的影响，也可以忽略。

-Re曲线如下：由表2用单对数坐标图作出C20000300004000050000600000.00.20.40.60.81.0Rec0 && Re图3 C 0-Re 曲线1、 由图可看到，总体上，孔流系数几乎不变，在0.7到0.8之间变化，在实验范围内，孔流系数几乎为一个常数（当然有些数据有所偏离），因此在研究管路特性曲线的时候采用实验测得的孔流系数的平均值。

2、 根据实验点拟合出孔流系数与雷诺数的关系曲线，理论上讲，孔流系数主要是雷诺数与面积比，本实验中面积比是定值，所以C 0仅取决于雷诺数，当雷诺数增大到一定值后，C 0不再随其变化。

本实验中曲线变化趋势不稳定，而且根据工程经验孔流系数应该在0.6~0.7之间，但本实验测得平均值为0.7361，有些偏大。

分析可能是因为实验中存在一定误差，所得实验点的值孔流系数C 0讨论二与真实值之间存在一定得误差，误差可能产生的原因同讨论一中所提。

2、管路特性曲线研究表3 P孔板压降=20kpa序号T/0C N电/kw P真Mpa P压Mpa f/Hz p孔板压降kpa 流量(m3/h) H/m1 16.4 0.89 -0.019 0.073 50 20.8 7.86 10.242 16.4 0.72 -0.018 0.062 46 16.9 7.09 9.023 16.4 0.56 -0.016 0.053 42 14.1 6.47 7.894 16.4 0.46 -0.015 0.045 38 11.4 5.82 6.975 16.4 0.34 -0.014 0.035 34 8.7 5.08 5.856 16.4 0.26 -0.013 0.029 30 6.5 4.40 5.147 16.4 0.19 -0.011 0.02 26 4.5 3.66 4.018 16.4 0.15 -0.01 0.015 22 3 2.99 3.40表4 P孔板压降=15kp序号T/0C N电/kw P真Mpa P压Mpa f/Hz p孔板压降kpa 流量(m3/h) H/m1 16.4 0.85 -0.017 0.105 50 15.1 6.70 13.302 16.4 0.68 -0.016 0.092 46 13.1 6.24 11.873 16.4 0.53 -0.015 0.073 42 10.8 5.67 9.834 16.4 0.42 -0.014 0.061 38 8.7 5.08 8.505 16.4 0.34 -0.013 0.049 34 6.8 4.50 7.186 16.4 0.25 -0.011 0.038 30 5 3.85 5.857 16.4 0.19 -0.01 0.028 26 3.4 3.18 4.738 16.4 0.15 -0.01 0.02 22 2.1 2.50 3.91表5 P孔板压降=8kpa序号T/0C N电/kw P真Mpa P压Mpa f/Hz p孔板压降kpa 流量(m3/h) H/m1 16.4 0.76 -0.013 0.142 50 8.2 4.94 16.672 16.4 0.6 -0.012 0.121 46 6.8 4.50 14.423 16.4 0.48 -0.011 0.102 42 5.5 4.04 12.384 16.4 0.37 -0.011 0.081 38 4.5 3.66 10.245 16.4 0.3 -0.011 0.068 34 3.4 3.18 8.916 16.4 0.23 -0.01 0.051 30 2.6 2.78 7.087 16.4 0.17 -0.009 0.038 26 1.8 2.31 5.658 16.4 0.14 -0.009 0.029 22 1.1 1.81 4.73以表3中第二行数据示例计算如下：取孔流系数C 0=0.7361(取平均值) 流量74.99810009.1620121.014.37361.02200⨯⨯÷⨯⨯=∆=ρp S C V sH =+=+ 0.85= 9.02 m用三个表中计算数据绘制管路特性曲线图如下：图4管路特性曲线H /m流量(m 3/h) 讨论三1、本实验通过固定阀门开度，改变频率测定出三条管路特性曲线，从每一条曲线看H随流量增大而增大。

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离心泵性能实验实验报告

离心泵性能实验实验报告

离心泵性能实验实验报告一、实验目的1、了解离心泵的结构、工作原理和性能特点。

2、掌握离心泵性能参数的测量方法，包括流量、扬程、功率和效率。

3、绘制离心泵的性能曲线，分析其性能变化规律。

4、探究离心泵的运行工况对其性能的影响。

二、实验原理1、离心泵的工作原理离心泵依靠叶轮旋转时产生的离心力将液体甩出，在叶轮中心形成低压区，从而使液体不断被吸入和排出。

2、性能参数的定义及计算流量（Q）：单位时间内泵排出的液体体积，通过流量计测量。

扬程（H）：泵给予单位重量液体的能量，H ＝（P2 P1) ／（ρg) ＋（Z2 Z1) ＋ hf ，其中 P1、P2 为进出口压力，Z1、Z2 为进出口高度，hf 为管路阻力损失。

功率（P）：包括轴功率和有效功率。

轴功率由功率表测量电机输入功率，有效功率 Pe ＝ρgQH 。

效率（η）：η ＝ Pe ／ P 。

三、实验装置1、离心泵：实验所用离心泵型号为_____，额定流量为_____，额定扬程为_____。

2、水箱：用于储存实验液体。

3、流量计：选用_____流量计，测量范围为_____，精度为_____。

4、压力表：分别安装在泵的进出口处，测量压力。

5、功率表：测量电机的输入功率。

6、管路系统：包括吸入管路和排出管路，管路上安装有调节阀用于调节流量。

四、实验步骤1、检查实验装置，确保各仪器仪表正常工作，管路连接紧密无泄漏。

2、向水箱中注入适量的实验液体（通常为清水）。

3、启动离心泵，待运行稳定后，记录初始的流量、扬程、功率等参数。

4、逐渐调节调节阀，改变流量，每次调节后待运行稳定，记录相应的流量、进出口压力和功率等数据。

5、重复步骤 4，测量多组数据，流量调节范围应涵盖离心泵的正常工作范围。

6、实验结束后，关闭离心泵，清理实验装置。

五、实验数据记录与处理｜流量 Q（m³/h）｜扬程 H（m）｜轴功率 P（kW）｜效率η（％）｜｜｜｜｜｜｜＿____|＿____|＿____|＿____|｜＿____|＿____|＿____|＿____|｜＿____|＿____|＿____|＿____|｜＿____|＿____|＿____|＿____|｜＿____|＿____|＿____|＿____|根据实验数据，计算出不同流量下的有效功率和效率，并绘制离心泵的性能曲线，包括扬程流量曲线（HQ 曲线）、功率流量曲线（PQ 曲线）和效率流量曲线（ηQ 曲线）。

离心泵性能实验指导书

离心泵性能实验指导书

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。

离心泵性能实验报告(1)(总10页)

离心泵性能实验报告(1)(总10页)

离心泵性能实验报告(1)(总10页)离心泵是一种常用的流体机械，广泛应用于各种工业领域中。

本次实验旨在对离心泵的性能进行测试与分析，包括流量、扬程、效率等指标。

本文将分为实验目的、实验原理、实验方法、实验结果、实验分析以及实验结论六个部分。

一、实验目的1、了解离心泵的工作原理及分类。

2、测量离心泵的流量、扬程、效率等性能指标。

3、分析离心泵的性能曲线及工作状态。

4、掌握离心泵注意事项及安全知识。

二、实验原理离心泵是一种由转子和静叶轮组成的轴向流泵。

其工作原理是通过叶轮的高速旋转将物质吸入中心，并带动物质在离心力的作用下向外流动。

叶轮是离心泵主要的旋转部件，其结构形式多样，可以分为开式叶轮和闭式叶轮两种。

另外，根据叶轮的进口位置，离心泵还可以分为前置叶片泵和后置叶片泵两种。

离心泵的性能曲线是指在不同流量下，离心泵所能提供的最大扬程和效率的关系曲线。

其中最大扬程是指在某一流量下，泵所能提供的最大扬程高度；效率则是指在某一流量下，泵所能转换成流体能量的比例。

离心泵的性能曲线实际上反映了离心泵在不同工况下的性能和工作状态，是进行离心泵选择和设计的重要依据。

三、实验方法1、实验设备（1）离心泵一台（2）流量计、压力表等实验仪器（3）进出口管道及附件等2、实验步骤（1）检查实验设备的完好性及安全性，确定试验内容并准备所需仪器。

（2）将离心泵安装于实验台上，连接管道及附件，并根据所需实验流量调节泵的出口阀门。

（3）启动泵，并调整进水管道阀门实测所需流量，记录流量计及各压力表的数据。

（4）根据实验数据绘制离心泵的性能曲线，并分析曲线中的各项性能指标。

（5）实验结束后及时关闭水源及电源，并清洁实验设备。

四、实验结果1、原始数据流量(Q)(m³/h)压力(P)1(kPa) 压力(P)2(kPa) 效率(η)10 370 190 45%15 355 185 53%20 345 182 60%25 330 173 65%30 310 160 70%35 290 155 72%40 260 135 75%45 230 118 76%50 205 105 75%2、实验性能曲线由上表中数据得到离心泵的性能曲线如下：3、实验分析根据实验数据及曲线图可知，离心泵的最佳工作流量范围为20-40m³/h，此时泵的效率较高，且扬程逐渐增加。

离心泵性能测定与管路性能测定实验

离心泵性能测定与管路性能测定实验

离心泵性能测定与管路性能测定实验一、实验目的1.了解离心泵的操作及有关仪表的使用方法。

2.测定离心泵在固定转速下的操作特性, 作出特性曲线；3、测定管路性能, 作出高阻和低阻管路性能曲线。

二、实验原理提示1、 离心泵性能曲线:2、 离心泵的特性曲线取决于泵的结构、尺寸和转速。

对于一定的离心泵, 在一定的转速下, 泵的扬程H 与流量q 之间存在一定的关系。

此外, 离心泵的轴功率和效率亦随泵的流量而改变。

因此H -q,P -q 和η-q 三条关系曲线反应了离心泵的特性, 称为离心泵的特性曲线。

由于离心泵内部作用的复杂性, 其特性曲线必须用实验方法的测定。

流量q 测定: （经典体积法）]/[312s m S t h h q ⋅-=h2, h1—计量前后计量槽液面高m2；t —计量时间s ；S —计量槽横截面积, 0.1718m2。

2.扬程H 的计算:如右图在1-1 和2-2截面列BNL 方程:212222211122-∑+++=+++f h gu g p z H g u g p z ρρ 整理得：212122122-∑+-+-+∆=f h gu u g p g p z H ρρ 上式中, 知:00''21=≈≈+=∑-f f f f f h H h h h h 内，因此泵内局部阻力已包含在短，其阻力直管阻力由于直管段很 得化简式:表头读数P ’和实际压力P 之间的关系：引压管内充满水, 根据静力学方程知：z h gp g p h g p g p ∆++=+=ρρρρ'11'22 将此关系代入上化简式中得:即 ：][106'1'2液柱m g P P H ⨯⋅-=ρP 2’、 P 1’——压力表和真空表表头读数 [MPa]ρ——流体（水）在操作温度下的密度[Kg/m 3]3.电功率P 电:电功率P 电: 电机输入的电功率。

本实验由功率表可直接测出。

轴功率P 轴: 泵轴的功率, 也是泵的输入功率；有效功率P 有：泵对流体所作的有效功, 也是泵的输出功率；三者关系为:有轴电PP P 电有总轴有泵电轴传电P P P P P P ===⋅ηηηη4.泵的总效率:%1001000⨯⨯⋅⋅⋅==电电有总电功率泵有效功率P g H q P P ρη 5.转速效核: 应将以上所测参数校正为额定转速2900rpm 下的数据来作特性曲线图。