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离心泵综合实验台实验指导书
发布时间: 2019-04-02 来源: 管理员
  一、实验目的
  通过对本次实验的操作、记录、数据处理和曲线的绘制,了解离心泵装置的组成;掌握离心泵的工作原理;掌握离心泵的特性;了解离心泵的串、并联特性和汽蚀的原因。达到验证和巩固课堂教学知识、培养动力能力的目的。
  二、实验内容
  1.离心泵性能测定实验;
  2.离心泵启停和串并联实验;
  3.离心泵的汽蚀实验。
  三、实验装置
  实验装置由两台离心泵综合试验台和两台计算机组成。试验台的组成及设备如下图所示:
  离心泵参数:
  型号:FS103#-2                  最大扬程: 11       m
  最大流量:4.5              泵进口管径d:  32   mm
  电机额定功率:0.55  KW          电机额定转速:2840  转/分
  文丘里管流量系数K =0.98
  本实验台的电机1上安装了一个转速传感器,经计算后在电子显示屏上读出的是电机1的电功率,泵1的输入功率要经换算后求得;而泵1、泵2的压力表、真空表的读数在电子显示屏上可直接读出;而电子显示屏上读出的文丘里流量计的压差,其流量要经计算而得;电子显示屏上的最上方可读出泵的转速。
  四、实验基本原理
  本实验台的水泵1(用以测泵的特性及串并联实验)、水泵2(用以测泵的汽蚀余量和串并联实验)。
  1.特性实验
  实验时,利用各阀门的开、关和调节,形成泵1的单台泵工作回路,在不同流量下,测定一组相应的压力表、真空表、电机1的电功率和文丘里流量计的压差读数(或利用计量水箱和秒表来计量、计算),以及电机的转速n;经计算后即可得出一组泵的流量Q、扬程H、输入功率N、离心泵的效率η等数据,用这些数据即可绘出泵的H-Q,N-Q和η-Q等特性曲线。
  2.汽蚀实验
  进行泵的汽蚀实验时,利用相应阀门的开、闭和调节,形成泵2的单泵工作回路,并使水箱成为封闭的容器,水泵抽水时,使水箱由于水的抽出而产生真空,从而使泵的进口压力减少,直到发生汽蚀,测出泵的汽蚀余量ΔH。
  3.泵的串联或并联实验
  利用相应阀门的开、闭,组成泵1和泵2的串联或并联回路,从而测定泵串联和并联时的运行特性。
  五、实验基本步骤
  1.泵的特性实验
  (1)试验前准备
  ①将水箱注满水(其水位应至少高出水箱底部的两个进水孔口,此时离心泵内也已灌注满水)。
  ②关闭阀门3、9、12,打开阀门7。
  (2)进行试验
  ①接通电源,打开电源开关;
  ②按K3启动离心泵泵1。泵运转后,即打开阀门3,再关闭阀门7,此时,输入、输出流量均为0,为空载状态。读出泵1压力表读数p2()MPa,泵1真空表读数p1()KPa,电机的电功率N()W,文丘里流量计的压差读数△p()KPa,电机的转速n()转/分。
  ③打开阀门7至一定开度,水泵开始给水,再测读出泵1压力表读数p2()MPa,泵1真空表读数p1()KPa,文丘里流量计压差△p()Kpa,电机的电功率N()W,电机的转速n()转/分。
  ④逐步开大阀门4,改变泵的流量(一般改变8-10次),在每一流量下,测量并记录上述试验数据。
  这样,可以测得相应于不同流量下的试验数据,按下列计算公式进行相关的计算后(计算时一定要注意单位换算),将实验数据和计算结果填入实验数据表,计算得到不同的值和其相应泵输入功率值,泵1的效率η1,在H—Q、N—Q、η—Q坐标系中得到相应测点,将这些点光滑地连接起来,从而就可以绘出泵的H—Q曲线、N—Q曲线、η—Q曲线等特性曲线。
  (3)计算公式
  ①流量Q1
  对于文丘里测流量,按以下公式计算:
  其中:表示体积流量,;
  文丘里流量计的流量系数,按1.15算;
  文丘里管大径,0.042;
  文丘里管小径,0.035;
  文丘里管两端压差,;
  水的密度,10000
  值也可用计量水箱和秒表测定;
  ②杨程
  值可由下式计算:
  式中:—扬程[m]
  —压力表读数,[Mpa] ,换算成水柱高,[m]
  —真空表读数,[Mpa] ,换算成水柱高,[m]
  —压力表至真空表接出点之间的高度,[m]
  —水的重度,等于密度和重力加速度的乘积。[]
  —泵进口流速,一般进口和出口管径相同, 所以
  ③泵的输入功率
  式中:N——电机的电功率, [w]
  ——电机的效率,取,
  ④泵的效率
  任取一个值可以得出相应的和值,由此可得该流量下得相应效率值:
  2.水泵的汽蚀试验
  (1)试验前的准备
  ①将水箱注满水,直至排气阀19溢出水为止。关闭排气阀19。
  ②向水泵2充水,此时,应关闭阀门4。
  ③关闭阀门4,7,9,18,24,打开阀门12,17。
  (2)进行试验
  ①启动水泵2。
  ②调节阀门12,调至某一流量。
  ③在此流量下,将阀门17由开启向关闭方向逐步调节,使水箱内的真空度逐步增大,每调节一次,同时测读流量计读数、真空表10的读数Hs和压力表11读数H(扬程)。继续调节阀门17,直至压力表11的指针发生剧烈颤动或急剧下降为止(即发生汽蚀)。这样,可以读出一组试验数据,并确定在此流量下的汽蚀余量Δh。
  (4)将阀门12调至另一开度,重复上述步骤,测定此流量Q2下的汽蚀余量Δhc。
  如此,进行3-5个流量下的试验,测得3-5组试验数据,即可测定泵的汽蚀特性曲线。
  3.两台泵的串联运行试验
  (1)在相同流量下,测出单台泵运行时的泵1和泵2的扬程H1和H2。其试验步骤和方法可参照泵的特性试验方法。
  (2)在与单台泵运行时的相同流量下,测出两台泵的串联时的扬程  H串可以得出H串= H1+ H2。具体步骤如下:
  ①打开阀门9,18;关闭阀门4,7,12,17,24。
  ②接通电源,首先启动泵2,运行正常后,打开串联阀门4,再启动泵1,待运行正常后,然后打开阀门7。
  ③调节阀门7,使流量指示与单台泵运行时相同。
  ④在压力表5和11上进行扬程H串和H2读值。
  4.两台泵的并联运行试验
  (1)在相同的扬程下,测出单台水泵进行时泵1和泵2的流量Q1和Q2。
  (2)在与单台泵运行时的相同的扬程下,测出两台泵并联时的流量Q并,得出:Q并 = Q1+ Q2。具体步骤如下:
  ①开阀门4,25,17;关闭阀门7,9,12,18。
  ②启动水泵1和水泵2,运行正常后,打开阀门7,12。
  ③调节阀门7,12,使压力表5,11的扬程一致,并与单台泵运行使相同。
  ④用流量计或计量水箱进行流量Q并测量。
  [注]1.上述泵的串、并联运行试验,可以进行多个流量下的串联运行试验和多个扬程下的并联运行试验,以观察和验证泵的串、并联运行时的基本规律。
  2.泵的串、并联试验也可以参照离心泵的启、停及串并联实验台实验指导书介绍的方法进行试验,给出单泵运行时的Q-H特性曲线及双台泵串并联运行时的Q-H特性曲线,以观察和验证泵的串、并联运行时的基本规律。
  六.实验记录与数据处理要求
  七、实验中的注意事项
  在接电运转前,必须做好下列准备工作:
  1.仔细检查各阀门、接头和表头等有无松动,如有松动,应加以紧固;
  2.用橡胶管将文丘里的测压口与压差计相连接;
  3.将测力矩力臂用限位装置锁住;
  4.将水箱注满水,并使泵内全部充满水。完成上述安装工作以后,即可接电试运转。启动水泵,观察有无漏水现象,如漏水,应设法处理。
  5.试验台应很好的接地,以保安全!
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