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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）。
离⼼泵的控制⽅案⼀、离⼼泵的控制⽅案1、离⼼泵⼯作原理离⼼泵是通过离⼼⼒的原理⼯作的。
离⼼泵⼯作原理是在泵内充满液体的情况下，叶轮旋转产⽣离⼼⼒，叶轮槽道中的液体在离⼼⼒的作⽤下被甩向外围⽽流进泵壳，于是叶轮中⼼压⼒降低，这个压⼒低于进⽔池液⾯的压⼒，液体就在这个压⼒的作⽤下有吸⼊池进⼊叶轮，这样泵就可以不断的吸⼊压出，完成液体的输送。
2、离⼼泵的主要参数离⼼泵的主要参数包括：流量、扬程、功率、效率、转速和汽蚀余量等。
3、泵的类型①叶⽚式泵：它对介质的输送是靠有叶⽚的叶轮⾼速旋转⽽完成的。
②容积式泵：它对介质的输送是靠泵体⼯作室容积的周期性变化⽽完成的。
③其他类型泵：只改变输送介质的位能和利⽤输送介质本⾝能量的泵。
4、离⼼泵特性由于离⼼泵的叶轮和机壳之间存在空隙，泵的出⼝阀全闭，液体在泵体内循环，泵的排量为零，压头最⼤；随着出⼝阀的逐步开启，排出量随之增⼤，出⼝压⼒将慢慢下降。
泵的压头H ，排量Q 和转速n 之间的函数关系:、排出量Q →↑压头n 1n 2n 3n 4aa’H =R 1n 2 – R 2Q 2 5、管路特性HL=hp+hL+hf +hv4项阻⼒：1)管路两端的静压差引起的压头hp ； 2)管路两端的静压柱⾼度hL ； 3)管路中的摩擦损失压头hf ；4)控制阀两端节流损失压头hv ；当系统达到稳定⼯作状态时，泵的压头H 必然等于HL ，这是建⽴平衡得条件。
左图中泵的特性曲线与管路特性曲线的交点C ，即是泵的平衡⼯作点。
⼯作点C 的流量应符合⼯艺预定的要求，可以通过改变hv 或其它⼿段来满⾜这⼀要求，这是离⼼泵的压⼒（流量）的控制⽅案的主要依据。
6、离⼼泵的控制⽅案1）直接节流法排出量Q →↑压头注意：直接节流法的控制阀应安装在泵的出⼝管道上，⽽不能装在泵的吸⼊管道上。
否则会出现“⽓缚”及“⽓蚀”现象。
控制阀⼀般宜装在检测元件（如孔板）的下游，这样将对保证测量精度有好处。
直接节流法的优点是简单易⾏。
离心泵的工作原理就是在泵内充满水的情况下，叶轮旋转产生离心力，叶轮槽道中的水在离心力的作用下甩向外围流进泵壳，于是叶轮中心压力降低，这个压力低于进水管内压力，水就在这个压力差的作用下由吸水池流入叶轮。
这样水泵就可以不断地吸水不断地供水了。
除了叶轮的作用之外，螺旋形泵壳起的作用也是很重要的。
从叶轮里获得了能量的液体流出叶轮时具有较大的功能，这些液体在螺旋形泵壳内被收集起来，并在后面的扩散管里把动能变成压力能。
离心泵与其他种类的泵相比，它具有构造简单、不易磨损、运行平稳、噪音小、出水均匀、调节方便、效率高等优点，因此离心泵得到了广泛的应用。
水泵的常见故障，大体上可分为水力故障和机械故障两类。
出现故障，应及时检查、排除，不可使机器“带病”工作。
排除故障的程序是：弄清现象—→分析原因—→加以排除。
一、离心泵在运行中，水泵出水量不足原因：排除方法：吸水管淹没不够深，泵内吸入1、增加吸水管长度，水面上放一块木板，阻止空气进入水管吸水管接头处漏气、漏水2、拧紧连接螺丝或更换胶垫吸水管或叶轮有水草杂物3、清除水草杂物输水高度过高4、降低输水高度或关小压水管上的闸阀密封填料漏气5、旋紧压盖或更换填料水扬程过高 6、调整吸水扬程或关小闸阀转速不够7、调整传动皮带的松紧度二、离心泵在运行中，水泵突然停止出水原因：排除方法：吸水管道突然被杂物堵塞 1、停机后清除堵塞物被吸入杂物缠塞或被打坏2、停机后，拆开水泵，清除杂物或更换叶轮管口吸入大量空气3、加深吸水管淹没深度总而言之，水泵故障原因是多方面的，要作认真细致的分析，不要忙于拆卸机件。
应该遵循“先外部、后内部”的原则检查，找出原因，“对症下药”，排除故障。
什么叫扬程？用什么字母表示？用什么计量单位？和压力的换算及公式？答：单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程。
泵的扬程包括吸程在内，近似为泵出口和入口压力差。
扬程用H表示，单位为米（m）。
泵的压力用P表示，单位为Mpa（兆帕），H=P/ρ.如P为1kg/cm2，则H=（lkg/ cm2)/(1000kg/ m3) H=(1kg/ cm2)/(1000公斤/m3)=(10000公斤/m2)/1000公斤/m3=10m1Mpa=10kg/c m2,H=(P2-P1)/ρ (P2=出口压力P1=进口压力)1.16. 什么叫汽蚀余量？什么叫吸程？各自计量单位表示字母？答：泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金属表面产生剥蚀，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力，汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。
离心泵离心泵结构简单，操作容易，流量易于调节，且能适用于多种特殊性质物料，因此在工业生产中普遍被采用。
一离心泵的主要部件和工作原理1．离心泵的主要部件（1）叶轮：叶轮是离心泵的核心部件，由4-8片的叶片组成，构成了数目相同的液体通道。
按有无盖板分为开式、闭式和半开式（其作用见教材）。
（2）泵壳：泵体的外壳，它包围叶轮，在叶轮四周开成一个截面积逐渐扩大的蜗牛壳形通道。
此外，泵壳还设有与叶轮所在平面垂直的入口和切线出口。
（3）泵轴：位于叶轮中心且与叶轮所在平面垂直的一根轴。
它由电机带动旋转，以带动叶轮旋转。
2．离心泵的工作原理（1）叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间的流体做功，流体受离心力的作用，由叶轮中心被抛向外围。
当流体到达叶轮外周时，流速非常高。
（2）泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体，这些液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动，使流体的动能转化为静压能，减小能量损失。
所以泵壳的作用不仅在于汇集液体，它更是一个能量转换装置。
（3）液体吸上原理：依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心的液体以很高的速度被抛开，从而在叶轮中心形成低压，低位槽中的液体因此被源源不断地吸上。
气缚现象：如果离心泵在启动前壳内充满的是气体，则启动后叶轮中心气体被抛时不能在该处形成足够大的真空度，这样槽内液体便不能被吸上。
这一现象称为气缚。
（通过第一章的一个例题加以类比说明）。
为防止气缚现象的发生，离心泵启动前要用外来的液体将泵壳内空间灌满。
这一步操作称为灌泵。
为防止灌入泵壳内的液体因重力流入低位槽内，在泵吸入管路的入口处装有止逆阀（底阀）；如果泵的位置低于槽内液面，则启动时无需灌泵。
（4）叶轮外周安装导轮，使泵内液体能量转换效率高。
导轮是位于叶轮外周的固定的带叶片的环。
这此叶片的弯曲方向与叶轮叶片的弯曲方向相反，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向，使能量损耗最小，动压能转换为静压能的效率高。
离心泵的工作原理及主要部件性能参数离心泵——生产中应用最为广泛，着重介绍。
§ 2.1.1 离心泵 （Centrifugal Pumps ）一． 离心泵的工作原理及主要部件1．工作原理如左图所示，离心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相连接，侧旁的排出口和排出管路9相连接。
启动前，须灌液，即向壳体内灌满被输送的液体。
启动电机后，泵轴带动叶轮一起旋转，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，同时也增大了流速，一般可达15～25m/s 。
液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动能转变为静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高。
液体以较高的压强，从泵的排出口进入排出管路，输送至所需的场所。
当泵内液体从叶轮中心被抛向外缘时，在中心处形成了低压区，由于贮槽内液面上方的压强大于泵吸入口处的压强，在此压差的作用下，液体便经吸入管路连续地被吸入泵内，以补充被排出的液体，只要叶轮不停的转动，液体便不断的被吸入和排出。
泵 离心泵旋转泵漩涡泵 往复泵由此可见，离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转的叶轮，液体在离心力的作用下获得了能量以提高压强。
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。
通常在吸入管路的进口处装有一单向底阀，以截留灌入泵体内的液体。
另外，在单向阀下面装有滤网，其作用是拦阻液体中的固体物质被吸入而堵塞管道和泵壳。
启动与停泵：灌液完毕后，此时应关闭出口阀后启动泵，这时所需的泵的轴功率最小，启动电流较小，以保护电机。
启动后渐渐开启出口阀。
停泵前，要先关闭出口阀后再停机，这样可避免排出管内的水柱倒冲泵壳内叶轮，叶片，以延长泵的使用寿命。
单吸离心泵原理
单吸离心泵是一种常用的离心泵，其工作原理如下：
1. 主轴转子转动：单吸离心泵的主轴转子通过电动机或其他驱动装置驱动转动。
转子在泵体内旋转，产生离心力。
2. 吸入液体：当离心泵转子旋转时，液体通过进口管道进入泵体。
由于离心力的作用，液体被抛出离心泵的中心，形成液压高处于中心轴线上的密封室。
3. 造成低压区域：离心泵的转子外侧形成低压区域。
此区域的压力低于进口处压力，从而形成了吸力。
4. 推出液体：由于低压区域的作用，液体从进口管道进入离心泵，经过离心力的作用被推出离心泵的出口管道。
推出的液体通过出口管道输送到需要的地方，供应给相应的设备或系统使用。
5. 循环工作：单吸离心泵在液体通过的过程中，不断重复上述吸入和推出的过程，实现连续循环工作。
通过上述原理，单吸离心泵能够实现液体的输送和供应，广泛应用于工业生产、建筑、农业等领域。
2.2 离心泵2.2.1 离心泵的工作原理（1）离心泵的主要构件——叶轮和蜗壳 （2）离心泵的理论压头T H假设：①叶片的数目无限多，叶片的厚度无限薄，从而可以认为液体完全沿着叶片的弯曲表面流动，无任何环流现象；②液体是理想流体，无摩擦阻力损失。
在叶轮的进、出口截面到机械能衡算式，从而导出离心泵理论压头T H 为222T cos u c H gα=（2-15） （3）流量对理论压头的影响2222T V 2ctg u u H q g gA β=- （2-18）2222A r b π=v 22r 22222sin q A c r b c πα==（4）叶片形状对理论压头的影响当泵转速n 、叶轮直径2D 、叶轮出口处叶片宽度2b 、流量v q 一定时，T H 随叶片形状2β而变。
① 径向叶片，2β=90，2ctg β=0，T H =22u g 与v q 无关。
② 后弯叶片， 2222T 90,ctg 0,u H gββ<><③ 前弯叶片，2222T 90,ctg 0,u H gββ><>由此可见，前弯叶片产生的T H 最大，似乎前弯叶片最有利，实际情况是否果真如此呢？我们分析如下：T H =位头（z ∆）+静压头（pgρ∆）+动压头（22u g ∆）而290β>的前弯叶片流体出口的绝对速度2c 很大，此时增加的压头主要是动压头，静压头反而比后弯叶片小。
动压头虽然可以通过蜗壳部分地转化为静压头，但由于2c 大，液体在泵壳内产生的冲击剧烈得多，转换时的能量损失大为增加，效率低。
故为获得较多的能量利用率，离心泵总是采用后弯叶片（ oo230~25≈β）。
（5）液体密度ρ对理论压头的影响从式（2-15）或（2-18）均可看出T H 与ρ无关，也就是说被输送液体ρ变，在其他条件不变时T H 不变。
可以这样解释：2c c T 2,,F pF mr p H A gωρρρρ=∝=∝=与无关. 气缚现象（前一节已解释） 2.2.2离心泵的特性曲线（1）泵的有效功率e P 和效率η液体从泵中实际得到的功率称为有效功率e Pe v e P q H g ρ=电动机给予泵轴的功率称为轴功率a P 。
