离心泵实验台，离心泵特性曲线测定实验装置
2024-07-31 16:27
离心泵特性曲线测定实验是一个重要的实验，旨在了解离心泵的性能参数及其在不同工况下的变化规律。以下是对该实验的详细阐述：
一、实验目的
熟悉离心泵的构造和操作：通过实际操作，了解离心泵的主要部件及其功能。
掌握离心泵特性曲线的测定方法：通过实验数据，绘制出离心泵的流量-扬程（H-Q）、流量-轴功率（N-Q）和流量-效率（η-Q）等特性曲线。
学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法：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、实验基本原理
离心泵的主要性能参数包括流量（Q）、扬程（H）、效率和轴功率（N）。在一定转速下，离心泵的送液能力（即流量）可以通过调节出口阀门来改变。随着流量的变化，泵的扬程、轴功率和效率也会相应变化。因此，需要通过实验测定这些参数，并绘制出相应的特性曲线。
扬程（H）的测定：
扬程是指泵对单位重量流体所提供的有效能量，单位为米（m）。
实验时，在泵的进、出口管上装有真空表和压力表，通过测量进出口的压差来计算扬程。
计算公式：H = (p2 - p1) / (ρg) + Δz，其中p1、p2分别为进出口的压强，ρ为流体密度，g为重力加速度，Δz为进出口测压点的高度差。
轴功率（N）的测量：
轴功率是指单位时间内泵轴从电机得到的功，单位为瓦特（W）。
实验中，通常使用电功率表测量电机的输入功率，并通过电机传动效率换算得到泵的轴功率。
计算公式：N = N电 × η电，其中N电为电机输入功率，η电为电机传动效率。
效率（η）的计算：
效率是指泵的有效功率与轴功率的比值，用百分数表示。
有效功率是指单位时间内流体经过泵时所获得的实际功率。
计算公式：η = (Ne / N) × 100%，其中Ne为有效功率，N为轴功率。
三、实验装置与流程
实验装置通常包括水箱、离心泵、涡轮流量计、压力传感器、温度传感器、转速传感器、电动调节阀等。实验流程大致如下：
实验准备：清洗水箱并加装实验用水，对离心泵进行排气处理。
开启实验系统：检查各仪表是否正常，开启离心泵，调节出口阀门使泵达到额定转速。
数据测量：通过调节出口阀门改变流量，在每个流量点下稳定系统后读取并记录相关数据，包括流量、进出口压力、电机转速、电机功率等。
数据处理：根据实验数据计算扬程、轴功率和效率，并绘制出相应的特性曲线。
四、注意事项
实验前准备：每次实验前均需对泵进行灌泵处理，避免离心泵气缚。
实验安全：泵运转过程中，勿碰触泵主轴部分，以免发生危险。
实验操作：不要在出口阀关闭状态下长时间使泵运转，以免泵中液体循环温度升高导致气泡产生。
五、实验结论
通过离心泵特性曲线测定实验，可以直观地了解离心泵在不同流量下的性能表现。特性曲线对于离心泵的选择、使用和维护具有重要意义。同时，实验过程中还可以学习到流量、功率、转速等参数的测量方法以及相关仪表的原理和操作。
YUY-HR107离心泵特性曲线测定实验台
| 分 项 | 说明 | |||
| 装置功能 |
1、使学生充分了解离心泵的结构与特性，熟悉离心泵的工作方式和操作流程。 2、能够进行单泵、双泵串并联操作。 3、熟悉组成管路的各种管件、阀门，了解温度、压力、电功率、流量等就地显示仪表及传感检测设备，掌握涡轮流量计的测量原理及使用方法。 4、测定恒定转速条件下泵的扬程(H)、轴功率(N)以及效率（η）与泵的流量(Q)之间的泵特性曲线。 5、测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。 6、能够进行双泵串、并联性能测定和管路特性测定。 7、改变离心泵转速测定泵的扬程(H)、轴功率(N)以及效率（η）与泵的流量(Q)之间的泵特性曲线。 8、掌握多元回归的方法，回归（H-Q、η-Q、N-Q）关系曲线。 |
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| 设计参数 |
单泵：液体流量：0.2～7.2m3/h，离心泵出口压力：0-0.2MPa，离心泵的扬程(H)：0-20m，离心泵轴功率(N)：0.43-0.85KW，离心泵效率（η）：0-60%，离心泵转速：0-2900r/min。 双泵串联：液体流量：0～10.5m3/h，离心泵出口压力：0-0.4MPa，离心泵的扬程(H)：0-40m，离心泵轴功率(N)：0.43-1.85KW，离心泵效率（η）：0-60%、离心泵转速：0-2900 r/min。 双泵并联：液体流量：0～14.0m3/h，离心泵出口压力：0-0.2MPa，离心泵泵的扬程(H)：0-20m，离心泵轴功率(N)：0.43-1.85KW，离心泵效率（η）：0-60%、离心泵转速：0-2900 r/min。 液体温度：常温。 |
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| 公用设施 |
水：装置自带不锈钢水箱，连接自来水。实验时经离心泵进入测试管路，循环使用。 电：电压AC220V，功率2KW，标准单相三线制。每个实验室需配置1~2个接地点（安全地及信号地）。 实验物料：清洁自来水，外配设备：无。 |
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| 主要设备 |
单相矢量变频器，规格：（0-50）Hz。 指针式压力表：表盘直径Φ100mm 测量范围0-0.6MPa，精度1.5级。 指针式真空表：表盘直径Φ100mm 测量范围-0.1-0MPa，精度1.5级。 功率变送器、智能功率数字显示仪。 光电传感器：数显，测量范围0~2999rpm，精度1rpm，转速检测机构。 宇电AI702M温度数字显示仪。 宇电AI702M流量数字显示仪。 DN40涡轮流量计：1~20m3/h，4-20mA远传输出，流量检测机构。 不锈钢离心泵：功率750W，最大流量7.2m3/h；2台。 水箱：304不锈钢材质，容积100L,带贮水排空底阀，管路循环回水与泵吸入口间隔板设计。 管路：304卫生级不锈钢材质，采用不锈钢快装活接与管路连接，总出口闸阀；管道法兰连接涡轮流量计。 电器：接触器、开关、漏电保护空气开关。 304不锈钢仪表柜：测控、电器设备在实验架上。 304不锈钢材质框架1800*600*1900mm（长×宽×高），带脚轮及禁锢脚。 |
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| 测控组成 | 变量 | 检测机构 | 显示机构 | 执行机构 |
| 液体温度 | PT100铂电阻 | 数字温度仪表 | 无 | |
| 液体流量 | 涡轮流量计 | 数字流量仪表 | 手阀或变频器 | |
| 泵进口压力 | 指针式压力表 | 就地显示 | 无 | |
| 泵出口压力 | 指针式真空表 | 就地显示 | 无 | |
| 泵功率 | 功率变送器 | 数字功率仪表 | 无 | |
| 电机转速 | 光电传感器 | 数字转速仪表 | 无 | |
