1、化工基础学习知识原理实验报告离心泵试验化工原理实验报告班 级: XXXXXX 指导老师: XXX 小 组: XXX 组 员:XXX XXX XXX XXX 实验时间: X年X月X日 实验二 离心泵性能试验一、摘要本实验以水为工作流体,使用WB70/055型离心泵实验装置。通过调节阀门改变流量,测得不同流量下离心泵的各项性能参数,流量通过涡轮流量计测量。实验中直接测量量有P真空表、P压力表、电机功率N电、水流量Q、水温。根据上述测量量来计算泵的扬程He、泵的有效功率Ne、泵的总效率。从而绘制He-Q、Ne-Q和-Q三条曲线即泵的特性曲线图,并根据此图求出泵的最佳操作范围。关键词:离心泵 特性曲线
2、二、实验目的及任务了解离心泵的构造,掌握其操作和调节方法。测定离心泵的扬程与流量关系曲线。测定离心泵的轴功率与流量关系曲线。测定离心泵的总效率与流量关系曲线。综合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。三、基本原理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。由于流体流经泵时,不可避免地会遇到各种阻力,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笑,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-Q三条曲线称为离心泵的特性曲线。另外,曲线
3、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HeHe = H压力表 + H真空表 + H0式中:H真空表泵出口的压力,mH2O;, H压力表泵入口的压力,mH2O; H0两测压口间的垂直距离,H0= 0.2m 。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高,所以泵的总效率为 式中 Ne泵的有效效率,kW; Q流量,m3/s; He扬程,m; 流体密度,kg/ m3。由泵输入离心泵的功率N轴为 N轴 = N电电传 式中:N电电机的输入功率,kW 电电机效率,取0.9; 传传动装置的效率,取1.0;四、实验装置
4、和流程1-水箱 2-离心泵 3-涡轮流量计 4-流量调节阀其中,离心泵型号:WB70/055 H0=0.2m 电=0.9 传=1.0五、操作要点1打开主管路的切换阀门,关闭流量调节阀门,按变频仪灰色按钮启动泵,固定转速(频率在50Hz),观察泵出口表读数在0.2Mpa左右时,即可开始实验。2通过流量调节阀,调节流量,从0到最大(流量由涡轮流量计测得),记录相关数据,完成离心泵特性曲线实验3每个实验都可测15组数据,实验完后再测几组数据验证,若基本吻合,则可停泵(按变频仪红色按钮停泵),关闭流量调节阀。做好卫生工作,同时记录设备的相关数据(如离心泵型号、额定流量、扬程、功率等)。六、实验数据记录
5、与处理 1.泵的扬程与流量关系曲线的测定(HeQ) 计算公式: He=H压力表+H压力真空表+H0 HeQ关系曲线的测定数据处理与记录表Ho=0.2m序号水流量Qm3/hH压力表mH2OH真空压力表mH2O电机功率N电/KW水温/扬程He/m10.0022.000.400.4422.9022.6020.5321.400.400.4523.7022.0031.0321.000.400.4823.6021.6041.5120.600.300.5023.7021.1051.9320300.300.5323.7020.8062.4419.800.300.5523.8020.3072.8019.400.
6、300.5823.9019.9083.0919.000.200.5924.0019.4093.2718.900.200.6224.1019.30103.4718.600.200.6224.3019.00113.5918.400.200.6324.5018.80123.6018.500.200.6224.5018.90133.9617.800.100.6425.1018.10144.1217.700.100.6524.6018.00154.5817.100.000.6724.6017.30165.1316.20-0.100.7124.7016.30175.9714.90-0.200.7424.8
7、014.90186.7813.30-0.400.7624.9013.10197.4612.00-0.600.7925.0011.602.泵的轴功率与流量关系曲线的测定(N轴Q)计算公式: N轴=N电电转 N轴Q关系曲线的测定数据处理与记录表N轴为泵轴输入离心泵的功率 电=0.9 转=1序号水流量Qm3/hH压力表mH2OH真空压力表mH2O电机功率N电/kW水温/N轴/kW10.0022.000.400.4422.900.4020.5321.400.400.4523.700.4131.0321.000.400.4823.600.4341.5120.600.300.5023.700.4551.9
8、320300.300.5323.700.4862.4419.800.300.5523.800.5072.8019.400.300.5823.900.5283.0919.000.200.5924.000.5393.2718.900.200.6224.100.56103.4718.600.200.6224.300.56113.5918.400.200.6324.500.57123.6018.500.200.6224.500.56133.9617.800.100.6425.100.58144.1217.700.100.6524.600.58154.5817.100.000.6724.600.6016
9、5.1316.20-0.100.7124.700.64175.9714.90-0.200.7424.800.67186.7813.30-0.400.7624.900.68197.4612.00-0.600.7925.000.713.泵的总效率与流量关系曲线的测定(Q) 计算公式: Q关系曲线的测定数据处理与记录表序号水流量Qm3/h扬程Hem水密度Kg/m3泵的有效功率Ne/kW水温/N轴/kW泵的总效率10.0022.60997.5610.0022.900.400.0020.5322.00997.3960.031723.700.410.07731.0321.60997.3930.060423
10、.600.430.1441.5121.10997.3960.086523.700.450.1951.9320.80997.3960.10923.700.480.2362.4420.30997.3440.13423.800.500.2772.8019.90997.3200.15123.900.520.2983.0919.40997.2950.16324.000.530.3193.2719.30997.2700.17124.100.560.31103.4719.00997.2210.17924.300.560.32113.5918.80997.1700.18324.500.570.32123.60
11、18.90997.1700.18524.500.560.33133.9618.10997.0180.19525.100.580.34144.1218.00997.1450.20124.600.580.35154.5817.30997.1450.21524.600.600.36165.1316.30997.1200.22724.700.640.35175.9714.90997.0940.24224.800.670.36186.7813.10997.0690.24124.900.680.35197.4611.60997.0430.23525.000.710.334.计算示例 (1)泵的扬程与流量关
12、系曲线的测定(HeQ) 以第二组数据为例,H压力表=21.40 m,H真空压力表=0.40 m,H0=0.2m, He= H压力表+H压力真空表+H0 =21.40+0.40+0.2 =22.00m(2)泵的轴功率与流量关系曲线的测定(N轴Q) 以第二组为例, N电=0.45kW, 电=0.9,转=1, N轴=N电电转 =0.45x0.9x1 =0.41kW(3)泵的总效率与流量关系曲线的测定(Q) 以第二组为例, Q=0.53m3/h, He=22.00m,=997.396kg/m3, 泵的有效功率 =0.5322.00997.3963600102 =0.0317kw =0.03170.41
13、 =0.077七、实验结果及分析根据上表数据,绘制WB70/055型离心泵的特性曲线如图所示:结果分析:由图可知,在恒定转速下,泵的扬程随流量的增大而减小,泵的轴功率随流量的增大而增大,而泵的效率则随着流量的增大先增大后减小,存在一个最大值。由图可得,当流量等于5.10m3/h时,泵的功率出现最大值,最大值约为37。可确定该该泵的最佳工作范围是4.1-6.8m3/h。八、误差分析1.调解仪器状态时仪器无法处于完全稳定的状态,读数不准确。2.电机效率电取0.9;传动装置的效率传取1.0。均为近似值,与真实值有偏差。3.由于液体流动和管壁有摩擦,会产生热量导致温度变化,且该变化在管道中各部也不完全
14、相同,属分布参数,而温度变送器仅检测所在点温度,不具有完全代表性,导致密度计算稍有偏差。4.所使用的水已经在蓄水池中存放多时,且并不纯净,不能保证其密度与理想状态相同。九、思考题 根据离心泵的工作原理,在启动前为何要关闭调节阀? 答:在同一压头下,泵进、出口的压差却与流体的密度成正比,如果泵启动时,泵体内是空气,而被输送的是液体,则启动后泵产生的压头虽为定值,但因空气密度太小,造成的压差或泵吸入口的真空度很小而不能将液体吸入泵内。因此,离心泵启动前关闭流量调节阀门,可以让液体充满泵,排净空气。当改变流量调节阀开度时,压力表和真空表的读数按什么规律变化? 答:出口阀门开大时,出口压力减小,压力表
15、读数增大,流量随之增大(这是离心泵的一种特性)。真空表的读数增大,这是因为随着流量增大,吸水管的压力损失增大,管内压强降低,反映在进口真空表的读数增大(注意真空值增大,压强是减小的)。试分析气缚现象与气蚀现象的区别。 答:气蚀现象是流体在高速流动和压力变化条件下,与流体接触的金属表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。它是离心泵设计不足或运行工况偏离设计产生的一种不正常状况。常发生在如离心泵叶片叶端的高速减压区,在此形成空穴,空穴在高压区被压破并产生冲击压力,破坏金属表面上的保护膜,而使腐蚀速度加快。气蚀的特征是先在金属表面形成许多细小的麻点,然后逐渐扩大成洞穴。 气缚现象是离心泵启动时,若泵内存有空气,由于空气密度很低,旋转后产生的离心力小,因而叶轮中心区所形成的低压不足以将储槽内的液体吸入泵内,虽启动离心泵也不能输送液体。表示离心泵无自吸能力,所以必须在启动前向壳内灌满液体。根据什么条件来选择离心泵? 答:(1)先根据所输送的液体及操作条件确定泵的类型; (2)再根据所要求的流量与压头确定泵的型号; (3)若被输送液体的粘度和密度与水相差较大时,应核算泵的特性参数:流量、压头和轴功率。若要实现计算机在线测控,应如何选用测试传感器及仪表?答:流量测量采用电磁流量计、涡街流量计、涡轮流量计、质量流量计都可以,带一体化表头,也可带模拟量输出配数字显示仪表。压力采用压力变送器配数字显示仪表。