化工原理实验报告
实验名称：离心泵特性曲线实验报告姓名：***
专业：化学工程与工艺（石油炼制）班级：化工11203
学号：*********
离心泵特性曲线实验报告
一、 实验目的
1. 了解离心泵的结构与特征，熟悉离心泵的使用。
2. 测定离心泵在恒定转速下的特征曲线，并确定离心泵的最佳工作范围。
3. 熟悉孔板流量计的构造与性能以及安装方法。
4. 测量孔板流量计的孔流系数C 岁雷诺数R e 变化的规律。
5. 测量管路特性曲线。
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 、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。 2.1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： z 1+P 1
ρg +
U 122g
+H=z 2+P 2
ρg
+
U 222g
+∑h f (1-1)
由于两截面间的管子较短，通常可忽略阻力项∑h f ，速度平方差也很小，故也可忽略，则有
H=(z 1-z 2)+
p 1−p 2ρg
=H 1+H 2（表值）+H 3 (1-2)
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。 2.2轴功率N 的测量与计算
N=N电k(w) (1-3)其中，N电为电功率表显示值，k代表电机传动效率，可取0.90
2.3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率，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。泵的有效功率Ne可用下式计算：
N e=HQρg (1-4)
η=HQρg
N
×100％(1-5)
2.4 转速改变时各参数的换算
泵的特性曲线是在定转速下的实验测定所得。但是，实际上感应电动机在转矩改变时，其转速会有变化，这样随着流量Q的变化，多个实验点的转速n将有所差异，因此在绘制特性曲线之前，须将实测数据换算为某一定转速n′（可取离心泵的额定转速2900rpm）的数据。换算关系如下：
流量Q,=Q n,
n
(1-6)
杨程H’=H(n,
n
)2(1-7)
轴功率N’=N(n,
n
)2(1-8)
效率η= ρgH’Q,
N =QHgρ
N
(1-9)
2.5管路特性曲线H-Q
当离心泵安装在特定的管路系统时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵身的特性有关，海域管路特性有关，也就是说，在液体输送的过程中，泵与管路二者是相互制约的。
在一定的管路上，泵所提供的压头和流量必然与管路所需的压头和流量一致。将泵的特性曲线与管路的特性曲线绘在同一坐标图上。两曲线交点即为泵在该管路上的工作点。因此。可通过改变泵转速来改变泵的特征曲线，从而得出管路特性曲线。泵的压头H计算同上
H=△z+∆P
ρg +∆u2
2g
+∑h f=A+BQ2
(1-10)
其中BQ2=∆u2
2g +∑h f=∆u2
2g
+(8λ
π2g
)(l+∑l e
d5
)Q2
当H=H时，调节流量，即可得到管路特性曲线H-Q。
2.6孔板流量计孔流系数的测定
孔板流量计的结构如图所示
d
d0d2
孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，造成孔板前后压强差,作为测量的依据。根据波努利方程，暂不考虑能量损失，可得
u22−u12
2=P1−P2
ρ
=gh (1-11)
观景为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，孔板前测压导管截面处和缩脉截面处的速度和压强分别u1,u2与P1,P2由于缩脉位置随流速的变化而变化，故缩脉处截面积A2难以知道，
而孔口的面积为已知，可用孔板孔径处的u0来代替u2,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：
√u02−u12-C√2gh(1-12)
对于不可压缩流体，更具连续性方程可知：u1=u0A0
A1
(1-13)
经过整理：u0=√2gh
√1−(A0
A1)2
(1-14)
令C0=
√1−(A0
A1)
则又简化为u0=C0√2gh
根据u0和A0即可算出流体体积流量：
Q=u0·A0=C0·A0·√2gh m3/s (1-15)
式中Q—流体的体积流量，
△P—孔板压差
A0—孔口面积
ρ—流体密度
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准数共同决定的，具体数值由实验确定。当d0d
⁄一定时雷诺数超过某一值后，C0
1
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．实验装置与流程
3.1实验装置与流程
离心泵特性曲线测定装置流程如图
3.2装置参数
离心泵特性曲线装置参数如表所示
