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离心泵特性曲线测定实验一、实验目的1.1能进行离心泵特性曲线测定实验，测出扬程与流量、功率与流量以及离心泵效率与流量的关系曲线图；1.2学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法，使学生了解涡轮流量计、电动调节阀以及相关仪表的原理和操作。
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。
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：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: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＝k2.3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：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′下（可取离心泵的额定转速2900rpm）的数据。
换算关系如下：三、实验步骤3.1实验准备：（1）实验用水准备：清洗水箱，并加装实验用水。
（2）离心泵排气：通过灌泵漏斗给离心泵灌水，排出泵内气体。
3.2开始实验：（1）仪表自检情况，打开泵进口阀，关闭泵出口阀，试开离心泵，检查电机运转时声音是否正常，，离心泵运转的方向是否正确。
实验四 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.掌握离心泵在一定转速下特性曲线的测定方法。
二． 基本原理离心泵的主要性能参数有流量Q 、压头H 、效率η和轴功率N 。
在一定转速下，离心泵的输液能力（流量）可以通过调节出口阀门使之从零至最大值间变化。
而且，当其流量变化时，泵的压头、功率及效率也随之变化。
因此，要正确选择和使用离心泵，就必须掌握流量变化时，其压头、效率和功率的变化规律，即查明离心泵的特性曲线。
用实验方法测出某离心泵在一定转速下的Q 、H 、N 、η，并做出H-Q 、N-Q 、η-Q 曲线，称为该离心泵的特性曲线。
1. 流量Q 的测定泵的流量可以用容积法或标准流量计测量。
本实验采用涡轮流量计测量离心泵的流量。
涡轮流量计显示表显示的是瞬时流量值，单位是升/秒。
2. 泵的压头H 的测定离心泵的压头是指泵对单位重量流体所提供的有效能量，单位为m 。
在进口真空表和出口压力表两测压点截面间列伯努利方程，忽略阻力损失，两测压点处管径一致时，有：)(H 1212Z Z gp g p -+-=ρρ m若两侧压表头在同一水平处，上式变为：gp p H ρ12-=m （4—1）式中：p2---离心泵的出口压力表示值，Pa ； -p1--离心泵的入口真空表示值，Pa ； ρ---离心泵输送液体的密度，kg/m3。
3. 轴功率N 的测定离心泵的轴功率是泵轴所需的功率，也是电机传给泵轴的功率。
本实验装置采用马达-天平测功器测定此轴功率。
马达-天平测功器是水泵实验常用的测功方法之一，其有准确和使用可靠的优点。
它是在拖动泵的交流电动机外壳（定子）两端加装轴承，使外壳能自由转动。
外壳连有测功臂和平衡锤，后者用以调整零位。
当电动机带动水泵运转时，由于反作用力的作用会使外壳反方向旋转；此反向力矩相同。
如果在测功臂上加上适当的砝码，即可保持外壳不转动。
此时所加砝码重量乘以测功臂长度，就是电动机输出的转矩，即电动机输出的功率为：7.97310006081.92N PLn PLn =⨯⨯=π kW （4-2）式中：P---测功臂上所加砝码的数量，kg ； L---测功臂长度，m ；本装置L=0.4869m; n---转速，转/分。
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：（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。
一．根据数据绘制离心泵特性曲线（如图（2）所示）目的：掌握离心泵特性曲线的绘制方法，实现离心泵的合理调节。
1．准备工作：数据资料；坐标纸；直尺；曲线板；铅笔；橡皮2. 操作步骤：(1）按比例在坐标纸上绘制横、纵坐标，横坐标表示流量；纵坐标表示扬程H、轴功率N、泵功率η。
(2）绘制特性Q-H曲线：1)将流量和扬程对应的数据点画在坐标纸上2）将各点用平滑曲线连接起来（3）绘制绘制特性Q-N曲线：1)将流量和功率对应的数据点画在坐标纸上2）将各点用平滑曲线连接起来（4）绘制绘制特性Q-η曲线：1)将流量和效率对应的数据点画在坐标纸上2）将各点用平滑曲线连接起来（5）绘制绘制特性Q- NPSHr曲线：1)将流量和必需的气蚀余量对应的数据点画在坐标纸上2）将各点用平滑曲线连接起来（6）在曲线图上标注曲线名称：Q-H曲线Q-N曲线Q-η曲线Q-NPSHr曲线（7）在曲线图上标出最佳工况点（效率η最大的点）（8）完善图名，清洁图面（离心泵的特性曲线）（9）回收工具，清理现场。
3．注意事项：（1）坐标末端必须标出箭头（2）连线必须是平滑曲线，不能是直线。
二．离心泵相关知识的介绍1．主要部件：1）包括叶轮和泵轴的旋转部件2）由泵壳、填料函和轴承组成的静止部件2．工作原理：液体随叶轮旋转，在惯性离心力的作用下自叶轮中心被甩向外周并获得了能量，使流向叶轮外周的液体的静压强提高，流速增大。
液体离开叶轮进入蜗壳，因蜗壳内流道逐渐扩大而使流体速度减慢，液体的部分动能转换成静压能。
于是，具有较高压强的液体从泵的排出口进入排出管路，被输送到所需的管路系统。
图（1）离心泵结构示意图3.主要性能参数（1）流量（Q）:离心泵在单位时间送到管路系统的液体体积，常用单位为L/s 或m/h；（2）压头（H）：离心泵对单位重量的液体所能提供的有效能量，其单位为m；（3）效率（η）：由原动机提供给泵轴的能量不能全部为液体所获得，通常用效率来反映能量损失；（4）轴功率（N）：[指离心泵的泵轴所需的功率，单位为W或kW 。
离心泵知识、性能参数与特性曲线要正确地选择和使用离心泵，就必需了解泵的性能和它们之间的相互关系。
离心泵的主要性能参数有流量、压头、轴功率、效率等。
离心泵性能间的关系通常用特性曲线来表示。
一、离心泵的概念：水泵是把原动机的机械能转换成抽送液体能量的机器。
来增加液体的位能、压能、动能。
原动机通过泵轴带动叶轮旋转，对液体作功，使其能量增加，从而使需要数量的液体，由吸入口经水泵的过流部件输送到要求的高处或要求压力的地方。
二、离心泵的基本构造离心泵的基本构造是由六部分组成的，分别是：叶轮，吸液室，泵壳，转轴，托架，轴承及轴承箱，密封装置，基础台板等。
1、叶轮是离心泵的核心部分，它转速高输出力大，叶轮上的叶片又起到主要作用，叶轮在装配前要通过静平衡实验。
叶轮上的的内外表面要求光滑，以减少水流的摩擦损失。
2、泵壳，它是水泵的主体。
起到支撑固定作用，并与安装轴承的托架相连接。
3、转轴的作用是借联轴器和电动机相连接，将电动机的转距传给叶轮，所以它是传递机械能的主要部件。
4、轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件，有滚动轴承和滑动轴承两种。
轴承的依托为轴承箱。
滚动轴承使用牛油作为润滑剂加油要适当一般为2/3～3/4的体积太多会发热，太少又有响声并发热！滑动轴承使用的是透明油作润滑剂的,加油到油位线。
太多油要沿泵轴渗出，不利于散热；太少轴承又要过热烧坏造成事故！在水泵运行过程中轴承的温度最高在85度一般运行在60度左右，如果高了就要查找原因（是否有杂质，油质是否发黑，是否进水）并及时处理！5、密封装置。
叶轮进口与泵壳间的间隙过大会造成泵内高压区的水经此间隙流向低压区，影响泵的出水量，效率降低！间隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损。
为了增加回流阻力减少内漏，延缓叶轮和泵壳的所使用寿命，在泵壳内缘和叶轮外援结合处装有密封装置，密封的间隙保持在0.25～1.10mm之间为宜。
三、泵的分类泵的种类很多，可按其各种特征加以分类，见表1-1。
实验五 离心泵特性曲线实验一、实验目的1、了解离心泵的结构组成及特性, 掌握理性泵的操作方法；2、观察离心泵的气体现象；3、熟悉离心泵操作方法和特性曲线的应用；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； 测定离心泵在一定转速下的特性曲线: N-Q 、H-Q 、η-Q 曲线。
二、实验装置本实验用离心泵进行实验,其装置如图1所示, 离心泵用三相电动机带动, ,经整个管线返回水池。
在吸入管进口处装有阀, 以便启动前灌满水；在泵的吸入口和出口分别装有真空表和压力表, 以测量离心泵的进出口处压力；泵的出口管路装有孔板流量计用做流量测量, 并装有阀门以调节流量。
三、实验原理在离心泵进出口管装设真空表和压力表, 在相应的两截面列出机械能衡算方程式（以单位重量液体为衡算基准）:f 22222111H 2g u g p z H 2g u g p z +++=+++ρρ （1）1、排水阀；2、吸水阀；3、水槽；4、泵；5、引水漏斗；6、真空表；7、功率表盒；8、压力表；9、文士管； 10、压力计图1 离心泵特性曲线实验装置图由于在测试离心泵特性曲线时, 直管段摩擦损失很小, 其损失归入离心泵的效率, 所以上式（1）的能量损失Hf=0。
令:gp H 11ρ= g p H 22ρ= 120z z h -= （2） 所以式（1）变为:2gu u h H H H 2122021-+++= （3） 式中: H1－泵入口真空表读数, 换算为mH2O 表示；H2－泵出口压力表读数, 换算为mH2O 表示；h0－压力表与真空表测压孔之间的垂直距离, m ；u1－吸入管内水的流速, m ／s ；u2－排出管内水的流速, m ／s ；g －重力加速度, 9. 8lm ／s2。
由式（3）计算出扬程, 此即为离心泵给单位重量流体提供的能量, 由于体积流量可由涡轮流量计测得, 因此流体获得的有效功率Ne 为：Ne = Q ·H ·ρ·g （4）根据离心泵效率的定义及有效功率表达式（5）, 有:1000N g QH ρη=（5） 式中: Q －流量, m3／s ；H －压头, m ；ρ－被输送液体密度, kg ／m3；N －泵的轴功率, kW 。
图文解析离心泵的特性曲线一、离心泵的特性曲线定义当转速n为常量时，列出扬程（H）、轴功率（N）、效率（η）以及允许吸上真空高度（Hs）等随流量（Q）变化的函数关系，即：H = f（Q）；N = F（Q）；Hs = Ψ（Q）；η= φ（Q），我们把这些方程关系用曲线来表示，就称这些曲线为离心泵的特性曲线。
离心泵的特性曲线是液体在泵内运动规律的外在表现形式，这三条曲线需要根据试验的方法（采用离心泵特性曲线的测定装置，逐渐开启水泵出口阀门改变其流量，测得一系列的流量及相应的扬程和轴功率，然后将H一Q、N —Q、η一Q曲线绘制在同一张坐标纸上，即为一定型式离心泵在一定转速下的特性曲线），不同的水泵特性曲线不同，水泵的特性曲线由设备生产厂家提供。
严格意义上讲，每一台水泵都有特定的特性曲线。
在水泵特性曲线上，对应任意流量点都可以找到一组与其相对应的扬程、轴功率和效率值，通常把这一组相对应的参数称为工况，其对应最高效率点的一组工况称为最佳工况。
在生产实践中，水泵的运行工况点是通过管路的特性曲线与水泵的特性曲线确定的（M工况点，见下图）。
在选择和使用泵时，使水泵在高效区运行，以保证运转的经济和安全。
二、影响离心泵特性曲线的因素离心泵的特性曲线与很多因素有关，如液体的粘度与密度、叶轮出口宽度、叶片的出口安放角与叶片数及离心泵的压出室形状等均会对离心泵的特性曲线产生影响。
1、叶轮出口直径对性能曲线的影响在叶轮其它几何形状相同的情况下，如果改变叶轮的出口直径，则离心泵的特性曲线平行移动，见下图。
根据这一特性，水泵制造厂和使用单位可以采用车削离心泵叶轮外径的方法改变一台泵的性能范围，以使泵的性能更适合实际运行需要。
例如，某厂的一台离心式循环泵，其运行压力偏高，为降低压力，将叶轮外径由270mm车削到250mm后，在流量相同的情况下，压力下降，给水泵的电机电流减小，满足了运行的要求。
2、转速与性能曲线的关系同一台离心泵输送同一种液体，泵的各项性能参数与转速之间的关系式为：Q1/Q2 = n1/n2H1/H2 = (n1/n2)2Nl/N2 = (n1/n2)2三、理论特性曲线的定性分析1、理论扬程特性曲线的定性分析由HT =中，将C2u = u2 - C2rctgβ2 代入，可得：HT =（u2 - C2rctgβ2）叶轮中通过的水量可用此式表示：QT = F2C2r，也即：C2r =式中QT：泵理论流量（m3/s）；F2：叶轮的出口面积（m2）；C2r：叶轮出口处水流绝对速度的径向（m/s）。
