离心泵特性曲线的测定

一、实验目的

1、熟悉离心泵的操作，了解离心泵的结构和特性； 2、测定一定转速下的离心泵特性曲线； 3、测定不同转速下的管路特性曲线。

二、实验原理

1、离心泵的特性曲线

离心泵是最常用的一种液体输送设备。它的主要特性参数包括流量Q、扬程H、轴功率N及效率η。在一定的转速下，H、N及η均随实际流量Q的变化而变化。通过实验测定出H~Q、N~Q及η~Q之间的关系，并以曲线表示之，即为泵的特性曲线。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。

测定泵特性曲线的具体方法为：

测得不同流量下泵的入口真空度和出口压强，在泵的吸入口和压出口之间列柏努利方程

Z入P出u2入P入u2入HZ出Hf入出g2gg2gP出P入u2出u2入HZ出Z入Hf入出g2g

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，与柏努力方程中其它项比较，Hf入出值很小，故可忽略。于是上式变为：

P出P入u2出u2入HZ出Z入

g2g将测得的Z出Z入和P出P入的值以及计算所得的u入,u出代入上式即可求得H的值。

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，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。

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泵的轴功率=功率表的读数×电动机效率，KW。

的测定：

NeN

HQgHQNeKW1000102式中：—泵的效率；

N—泵的轴功率，KW Ne—泵的有效功率KW H—泵的有效功率，KW Q—泵的流量，m3/s

—水的密度，kg/m3

2、管路特性曲线

当离心泵安装在特定的管路系统中工作时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路特性有关。对一定的管路系统列伯努利方程，可导出：

HeKBQ2

操作条件一定时，K和B均为常数。

本实验通过改变转速来改变泵的特性曲线，从而得出管路特性曲线。 具体测定时，固定阀门某一开度不变，改变泵的转速，测出各转速下的流量、泵的入口真空度、出口压力及电机的输入功率，即可求出管路特性。

三、实验装置

1. 设备参数：

(1)离心泵：流量Q=4m3/h ，扬程H=8m ，轴功率N=168w (2)真空表测压位置管内径d1=0.025m (3)压强表测压位置管内径d2=0.025m

(4)真空表与压强表测压口之间的垂直距离h0=0.25m (5)实验管路d=0.040m

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(6)电机效率为60% 2. 流量测量

采用涡轮流量计测量流量 3. 功率测量

功率表：型号 PS-139 精度1.0级 4. 泵吸入口真空度的测量

真空表：表盘真径-100mm 测量范围-0.1-0MPa 精度1.5级 5. 泵出口压力的测量

压力表：表盘直径-100mm 测量范围0-0.25MPa 精度1.5级 2、实验设备流程图

流程示意图见图一。

1-水箱；2-泵入口表阀；3-离心泵；4-泵入口压力传感器；5-泵出口表阀；6-泵入口真空表；7-泵出口压力表；8-泵出口压力传感器；9-智能流量调节阀；10-涡轮流量计；11-水箱排水阀；12-手动流量调节阀；

水泵3将水槽内的水输送到实验系统，用智能流量调节阀9（手动流量调节阀12）调节流量，流体经涡轮流量计10计量后，流回储水槽。

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仪表柜示意图二

四、实验方法与步骤

实验前准备：

1. 向储水槽内注入水（条件允许的情况下最好用蒸馏水）。

2. 检查智能流量调节阀9（手动流量调节阀12），压力表7及真空表6的开关是否关闭(应关闭)。 3. 启动实验装置总电源。

手动实验方法及步骤：

1、用变频调速器上∧、∨及＜键设定频率50HZ后，按泵开关启动离心泵，按调频器上run键，将手动调节阀12全开。待系统内流体稳定，打开压力表和真空表的开关，方可测取数据。

2、测取数据的顺行可从最大流量至0，或反之。一般测10~20组数据。 3、每次在稳定的条件下同时记录：流量、压力表、真空表、功率表的读数及流体温度。

4、将流量定在8-9mL/min之间，用变频调速器上∧、∨及＜键设定频率，从大到小，测定系列数据。每次在稳定的条件下同时记录：流量、压力表、真空

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表、功率表的读数及流体温度。

5、实验结束，关闭流量调节阀，停泵，切断电源。

五、使用实验设备注意事项

1. 该装置电路采用五线三相制配电，实验设备应良好地接地。

2. 使用变频调速器时一定注意FWD指示灯亮，切忌按FWD REV键REV指示灯亮，电机反转。

3. 启动离心泵前，关闭压力表和真空表的开关，以免损坏压强表。

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离心泵性能测定实验数据记录 1 2 序号 26 26.3 水温0C 996.7 996.7  kg/m3 8 9 10 序号 27.2 27.2 27.5 水温0C 996.5 996.5 996.5  kg/m3 3 26.6 996.7 11 27.8 996.5 4 26.8 996.7 12 28 996.2 5 27 996.5 13 28.1 996.2 6 27.1 996.5 14 28.3 996.2 7 27.2 996.5 15 28.4 996.2 6

表1离心泵性能测定实验数据记录

水温：27.40C 水的密度：996.5kg/m3 入口压序 号 (MPa) (MPa) 52.0 65.8 78.4 89.0 101.5 111.7 120.9 130.8 138.6 147.8 155.6 162.6 169.4 175.2 181.4 (KW) 0.76 0.75 0.75 0.74 0.73 0.71 0.70 0.68 0.66 0.64 0.62 0.59 0.57 0.54 0.51 (m3/h) 9.60 9.08 8.58 8.08 7.55 7.05 6.58 6.08 5.60 5.09 4.59 4.07 3.57 3.07 2.56 (m) 8.2535 9.4305 10.4641 11.3239 12.3473 13.1866 13.9235 14.7422 15.3768 16.1546 16.8096 17.3828 17.9661 18.4574 19.0101 （KW） 0.456 0.450 0.450 0.444 0.438 0.426 0.420 0.408 0.396 0.384 0.372 0.354 0.342 0.324 0.306 （KW） 0.2152 0.2326 0.2438 0.2485 0.2531 0.2524 0.2488 0.2434 0.2338 0.2233 0.2095 0.1921 0.1741 0.1538 0.1321 (%) 47.193 51.682 54.189 55.970 57.795 59.259 59.233 59.655 59.048 58.147 56.321 54.253 50.911 47.476 43.173 出口压力P2 电机功率 流量Q 力P1 压头H 泵轴功率N 泵有效功率Ne η 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 -26.2 -23.9 -21.4 -19.2 -16.7 -14.7 -12.7 -10.8 -9.2 -7.6 -6.2 -4.8 -3.7 -2.7 -1.9 7

表2管路特性曲线测定实验数据记录

水温：290C 水的密度：996.0kg/m3

入口压力P1 (MPa) -20.7 -18.9 -16.6 -14.4 -12.5 -10.7 -8.9 -7.3 -5.9 -4.6 -3.5 -2.4 -1.6 -0.8 -0.3 电机频率 电机功率 序号 Hz 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

出口压力P2 (MPa) 80.3 72.1 63.0 54.8 47.1 39.7 32.6 26.9 20.9 15.6 11.2 7.5 4.5 2.2 0.4 流量Q 压头H KW 0.79 0.70 0.55 0.46 0.38 0.30 0.23 0.19 0.14 0.12 0.10 0.07 0.05 0.04 0.01 (m3/h) 8.48 7.99 7.50 7.02 6.53 6.02 5.52 5.01 4.50 3.98 3.44 2.90 2.35 1.76 1.14 (m) 10.3370 9.3135 8.1468 7.0824 6.0998 5.1582 4.2474 3.5002 2.7429 2.0674 1.5045 1.0132 0.6243 0.3070 0.0716 50 47 44 41 38 35 32 29 26 23 20 17 14 11 8

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实验分析

一． 离心泵的特性曲线

根据实验数据做出H—Q曲线，N—Q曲线，—Q曲线，如右图。由图可知离心泵的扬程H随着流量Q的增大而减小；在一定的流量范围内，离心泵的轴功率N随着流量Q的增大而增大；离心泵的效率与流量Q呈二次函数关系，效率先随着流量Q的增大而提高，并在流量Q=6.2m3/h时达到最大，之后增大流量Q效率减小。适宜操作区为Q=5.0~7.5m3/h，此时离心泵的效率在一个最大的范围。

二．管路特性曲线

由实验数据做出He—Q曲线，由图可知：离心泵的实际扬程He与流量Q呈二次函数关系，He=K+BQ2，（K，B均为常数），流量Q越大，实际扬程He越大。

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