离心泵特性曲线测定装置流程图如下:?8+101一水箱:2一离心泵:3一温度传感器:4一泵进口压力传感器:5一灌泵口:6一泵出口压力传感器:7一涡轮流量计:8-转速传感器:9一电动调节阀:10一旁路闸阀:11一管路进水阀:图2-1实验装置流程示意图四、实验步骤及注意事项1.实验步骤:(1)清洗水箱,并加装实验用水。通过灌泵口给离心泵灌水,排出泵内气体。(2)检查各阀门开度和仪表自检情况,试开状态下检查电机和离心泵是否正常运转。开启离心泵之前先将管路进水阀11打开,电动调节阀9的开度开到0,当泵达到额定转速后方可逐步调节电动调节阀的开度。(3)实验时,通过组态软件或者仪表逐渐增加电动调节阀9的开度以增大流量,待各仪表读数显示稳定后,读取相应数据。离心泵特性实验主要获取实验数据为:流量Q、泵进口压力pI、泵出口压力p2、电机功率N电、泵转速n,及流体温度t和两测压点间高度差Ho(Ho=0.1m)
离心泵特性曲线测定装置流程图如下: 1-水箱;2-离心泵;3-温度传感器;4-泵进口压力传感器;5-灌泵口;6-泵出口压力 传感器;7-涡轮流量计;8-转速传感器;9-电动调节阀;10-旁路闸阀;11-管路进水阀; 图 2-1 实验装置流程示意图 四、实验步骤及注意事项 1.实验步骤: (1)清洗水箱,并加装实验用水。通过灌泵口给离心泵灌水,排出泵内气体。 (2)检查各阀门开度和仪表自检情况,试开状态下检查电机和离心泵是否正常 运转。开启离心泵之前先将管路进水阀 11 打开,电动调节阀 9 的开度开 到 0,当泵达到额定转速后方可逐步调节电动调节阀的开度。 (3)实验时,通过组态软件或者仪表逐渐增加电动调节阀 9 的开度以增大流量,待 各仪表读数显示稳定后,读取相应数据。离心泵特性实验主要获取实验数据为: 流量 Q、泵进口压力 p1、泵出口压力 p2、电机功率 N 电、泵转速 n,及流体温 度 t 和两测压点间高度差 H0(H0=0.1m)
(4)测取10组左右数据后,可以停泵,同时记录下设备的相关数据(如离心泵型号,额定流量、额定转速、扬程和功率等),停泵前先将出口阀关闭。(5)旁路闸阀10可以在电动调节阀失灵的时候做“替补”,工业上应用广泛,保证了装置的正常实验。2.注意事项:(1)一般每次实验前,均需对泵进行灌泵操作,防止离心泵气缚。同时注意定期对泵进行保养,防止叶轮被固体颗粒损坏。(2)泵运转过程中,勿触碰泵主轴部分,因其高速转动,可能会缠绕并伤害身体接触部位。(3)不要在出口阀关闭状态下(或者电动调节阀开度在0时)长时间使泵运转,一般不超过三分钟,否则泵中液体循环温度升高,易生气泡,使泵抽空。五、数据处理(1)记录实验原始数据如下表1:学号:实验日期:实验人员:装置号:离心泵型号=,额定流量=,额定扬程一,额定功率=,流体温度t=泵进出口测压点高度差Ho=表1流量Q泵进口压力pi泵出口压力p2电机功率N电泵转速n序号m2/hkPakPakwr/min(2)根据原理部分的公式,按比例定律校核转速后,计算各流量下的泵扬程、轴功率和效率,如表2:
(4)测取 10 组左右数据后,可以停泵,同时记录下设备的相关数据(如离心 泵型号,额定流量、额定转速、扬程和功率等),停泵前先将出口阀关闭。 (5)旁路闸阀 10 可以在电动调节阀失灵的时候做“替补”,工业上应用广泛, 保证了装置的正常实验。 2.注意事项: (1)一般每次实验前,均需对泵进行灌泵操作,防止离心泵气缚。同时注 意定期对泵进行保养,防止叶轮被固体颗粒损坏。 (2)泵运转过程中,勿触碰泵主轴部分,因其高速转动,可能会缠绕并 伤害身体接触部位。 (3)不要在出口阀关闭状态下(或者电动调节阀开度在 0 时)长时间使 泵运转,一般不超过三分钟,否则泵中液体循环温度升高,易生气泡, 使泵抽空。 五、数据处理 (1)记录实验原始数据如下表 1: 实验日期: 实验人员: 学号: 装置号: 离心泵型号= ,额定流量= ,额定扬程= ,额定功率= 泵进出口测压点高度差 H0 = ,流体温度 t = 表 1 序号 流量 Q m3 /h 泵进口压力 p1 kPa 泵出口压力 p2 kPa 电机功率 N 电 kW 泵转速 n r/min (2)根据原理部分的公式,按比例定律校核转速后,计算各流量下的泵扬程、 轴功率和效率,如表 2:
表2轴功率N'流量Q扬程H'泵效率n序号kw%m°/hm六、实验报告1.分别绘制一定转速下的H~Q、N~Q、n~Q曲线2.分析实验结果,判断泵最为适宜的工作范围。七、思考题试从所测实验数据分析,离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门?1.2.启动离心泵之前为什么要引水灌泵?如果灌泵后依然启动不起来,你认为可能的原因是什么?3.为什么用泵的出口阀门调节流量?这种方法有什么优缺点?是否还有其他方法调节流量?4.泵启动后,出口阀如果不开,压力表读数是否会逐渐上升?为什么?5.正常工作的离心泵,在其进口管路上安装阀门是否合理?为什么?6.试分析,用清水泵输送密度为1200Kg/m的盐水,在相同流量下你认为泵的压力是否变化?轴功率是否变化?
表 2 序号 流量 Q′ m3 /h 扬程 H′ m 轴功率 N′ kW 泵效率η′ % 六、实验报告 1.分别绘制一定转速下的 H~Q、N~Q、η~Q 曲线 2.分析实验结果,判断泵最为适宜的工作范围。 七、思考题 1. 试从所测实验数据分析,离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门? 2. 启动离心泵之前为什么要引水灌泵?如果灌泵后依然启动不起来,你认 为可能的原因是什么? 3. 为什么用泵的出口阀门调节流量?这种方法有什么优缺点?是否还有其 他方法调节流量? 4. 泵启动后,出口阀如果不开,压力表读数是否会逐渐上升?为什么? 5. 正常工作的离心泵,在其进口管路上安装阀门是否合理?为什么? 6. 试分析,用清水泵输送密度为 1200Kg/m 3 的盐水,在相同流量下你认为 泵的压力是否变化?轴功率是否变化?
实验三流体流动阻力的测定一、实验目的1.掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。2.测定直管摩擦系数入与雷诺准数Re的关系,验证在一般端流区内入与Re的关系曲线。3.测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数。4.学会倒U形压差计和涡轮流量计的使用方法。5.识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。二、基本原理流体通过由直管、管件(如三通和弯头等)和阀门等组成的管路系统时,由于粘性剪应力和涡流应力的存在,要损失一定的机械能。流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。1.直管阻力摩擦系数入的测定流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:h,=(3-1)d 20p2dApf元=(3-2)即,plu?式中:入一直管阻力摩擦系数,无因次d一直管内径,m;AP,一流体流经1米直管的压力降,Pa;hr一单位质量流体流经1米直管的机械能损失,J/kg;p一流体密度,kg/m3;1一直管长度,m;u一流体在管内流动的平均流速,m/s。滞流(层流)时
实验三 流体流动阻力的测定 一、实验目的 1.掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。 2.测定直管摩擦系数 λ 与雷诺准数 Re 的关系,验证在一般湍流区内 λ 与 Re 的关系曲线。 3.测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数。 4.学会倒 U 形压差计和涡轮流量计的使用方法。 5.识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。 二、基本原理 流体通过由直管、管件(如三通和弯头等)和阀门等组成的管路系统时,由 于粘性剪应力和涡流应力的存在,要损失一定的机械能。流体流经直管时所造成 机械能损失称为直管阻力损失。流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大 小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。 1.直管阻力摩擦系数 λ 的测定 流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为: 2 2 1 2 u d p p p l h f f = − = = (3-1) 即, 2 2 lu d p f = (3-2) 式中: λ —直管阻力摩擦系数,无因次; d —直管内径,m; p f —流体流经 l 米直管的压力降,Pa; f h —单位质量流体流经 l 米直管的机械能损失,J/kg; ρ —流体密度,kg/m3; l —直管长度,m; u —流体在管内流动的平均流速,m/s。 滞流(层流)时
a-R(3-3)Re = dup(3-4)u式中:Re一雷诺准数,无因次;μ一流体粘度,kg/(m-s)。湍流时入是雷诺准数Re和相对粗糙度(sld)的函数,须由实验确定。由式(2)可知,欲测定入,需确定I、d,测定Apr、u、p、μ等参数。l、d为装置参数(装置参数表格中给出),P、μ通过测定流体温度,再查有关手册而得,u通过测定流体流量,再由管径计算得到。例如本装置采用涡轮流量计测流量,V,m/h。V(3-5)u=900元d2AP,可用U型管、倒置U型管、测压直管等液柱压差计测定,或采用差压变送器和二次仪表显示。(1)当采用倒置U型管液柱压差计时(3-6)4p, = pgR式中:R一水柱高度,m。(2)当采用U型管液柱压差计时(3-7)4p, =(p。- p)gR式中:R一液柱高度,m;P一指示液密度,kg/m3。根据实验装置结构参数1、d,指示液密度p,流体温度to(查流体物性p、μ),及实验时测定的流量V、液柱压差计的读数R,通过式(3-5)、(3-6)或(3-7)(3-4)和式(3-2)求取Re和入,再将Re和入标绘在双对数坐标图上。2.局部阻力系数的测定局部阻力损失通常有两种表示方法,即当量长度法和阻力系数法。(1)当量长度法流体流过某管件或阀门时造成的机械能损失看作与某一长度为1,的同直径的管道所产生的机械能损失相当,此折合的管道长度称为当量长度,用符号1表
Re 64 = (3-3) du Re = (3-4) 式中:Re —雷诺准数,无因次; μ —流体粘度,kg/(m·s)。 湍流时 λ 是雷诺准数 Re 和相对粗糙度(ε/d)的函数,须由实验确定。 由式(2)可知,欲测定 λ,需确定 l、d,测定 p f 、u、ρ、μ 等参数。 l、d 为装置参数(装置参数表格中给出), ρ、μ 通过测定流体温度,再查有关手册 而得, u 通过测定流体流量,再由管径计算得到。 例如本装置采用涡轮流量计测流量,V,m3 /h。 2 900 d V u = (3-5) p f 可用 U 型管、倒置 U 型管、测压直管等液柱压差计测定,或采用差压 变送器和二次仪表显示。 (1)当采用倒置 U 型管液柱压差计时 p f = gR (3-6) 式中:R-水柱高度,m。 (2)当采用 U 型管液柱压差计时 p f = (0 − )gR (3-7) 式中:R-液柱高度,m; 0 -指示液密度,kg/m3。 根据实验装置结构参数 l、d,指示液密度 0 ,流体温度 t0(查流体物性 ρ、 μ),及实验时测定的流量 V、液柱压差计的读数 R,通过式(3-5)、(3-6)或(3-7)、 (3-4)和式(3-2)求取 Re 和 λ,再将 Re 和 λ 标绘在双对数坐标图上。 2.局部阻力系数 的测定 局部阻力损失通常有两种表示方法,即当量长度法和阻力系数法。 (1) 当量长度法 流体流过某管件或阀门时造成的机械能损失看作与某一长度为 e l 的同直径 的管道所产生的机械能损失相当,此折合的管道长度称为当量长度,用符号 e l 表