離心泵特性曲線測定實驗臺指導書

實驗目的
熟悉離心泵綜合實驗臺的結構和基本原理。
掌握利用實驗裝置進行離心泵特性曲線測定實驗的實驗方法。
通過實驗測得數據得出H—Q，N—Q和η—Q曲線。
實驗裝置
試驗臺的結構如圖所示。

試驗臺的結構示意圖
1.傳感器 2.電機（1） 3.水泵（1） 4.串聯管路及閥門 5.出水閥（泵1）6.壓力表 7.真空表 8. 出水閥（泵2） 9. 真空表 10. 壓力表 11.文丘里流量計 12.轉向漏斗 13.計量水箱 14.調試排空水箱 15.排水閥 16.測量水箱放水閥 17.進、排氣閥 18.水箱 19.排水閥 20.實驗臺支架 21. 電機（2） 22. 水泵（2）  23.吸水管 24. 進水閥（泵1） 25. 進水閥（泵2）
實驗臺主要由水泵1（用以測泵特性及串并聯實驗）、水泵2（用以測泵的汽蝕余量和串并聯實驗）。水箱、文丘里流量計、計量水箱、真空表、真空壓力表、壓力表，管道及閥門等組成。泵1的驅動電機，其轉子的軸固定的軸承上，而其定子是懸浮的，在測定水泵特性曲線時，電機通電，定子和轉子產生感應力矩，使轉子旋轉，驅動泵的葉輪轉動；利用壓力傳感器測定出電機的工作力矩M;再用轉速表測出電機的轉速n(轉速表自備)，學生實驗時，也可用電機標牌上給出的轉速，其誤差小于2%。即可算出泵的輸入功率M。實驗時，利用各閥門的開、關和調節，形成泵1的單臺泵工作回路，在不同流量下，測定一組相應的壓力表、真空表、和流量計的差壓計的讀數（或利用計量水箱和秒表來計量），以及電機的轉速n,測力矩M，即可得出一組泵的流量Q、揚程H,實用功率N等數據，可以繪出泵的H-Q,N-Q和η-Q等特征曲線。
三、實驗原理
1、H—Q曲線
根據實驗內容要求，在相應位置建立能量方程。
利用閥門調節流量，測定H、Q的數值。Q用計量水箱和秒表測定；H值可由下式計算：

式中：H——揚程[m]
——壓力表讀數，[Mpa] ，換算成水柱高，[m]
 ——真空表讀數，[Mpa] ，換算成水柱高，[m]
——壓力表至真空表接出點之間的高度，[m]
——水的重度，等于密度和重力加速度的乘積。[]
 ——泵進口流速，一般進口和出口管徑相同， 所以

逐次改變閥門的開度，測得不同的值和其相應得水頭值（和值），在Q—H坐標系中得到相應的若干測點，將這些點光滑地連接起來，即得水泵得H—Q曲線。
2、N—Q曲線
測定泵在不同流量時的泵輸入功率（為電機的輸出功率），繪制N—Q曲線。
泵的實用功率，
          
式中：——相應工況下的感應力矩， [N.m]
      ——相應工況下的電機（泵）旋轉角速度
      ——相應工況下的電機（泵）旋轉速度，[轉/分]
逐次改變閥門的開度，測得不同的值和其相應泵實用功率值，在Q—N坐標系中得到相應得若干測點，將這些點光滑地連接起來，即得水泵得N—Q曲線
3．η—Q曲線
利用H—Q和N—Q曲線，任取一個值可以得出相應的和值，由此可得該流量下得相應效率值：

取若干個值，并求得相應和值，即可算出其相應的值，在Q—η坐標系中可光滑地連出泵的η—Q效率曲線。
對于文丘里測流量，按以下公式計算：

其中，表示體積流量，；
文丘里流量計的流量系數，按1.15算；
文丘里管大徑，；
文丘里管小徑，；
文丘里管兩端壓差，；
 水的密度，
四、實驗步驟
1、泵的特性實驗
（1）試驗前準備
①將水箱注滿水
②擰開泵1的充水孔蓋，向水泵充水，直到泵體內充滿水為止（此時，應關閉進口閥24）
③關閉閥門25，4，8；打開閥門5。
（2）進行試驗
①啟動泵1。泵運轉后，即打開閥門24，再關閉閥門5。此時，流量為0，為空載狀態。測量壓力表6，真空壓力表7的讀數，并測出電機轉速n（轉速表由用戶自備）和力矩（N）。
②打開閥門5至一定開度，水泵開始給水，再測讀壓力表6、真空壓力表7、流量計的讀數，并測定電機的轉速n和力矩N。泵的流量也可用計量水箱和秒表（用戶自備）來測量。
③逐步開大閥門5，改變泵的流量（一般改變10-15次），在每一流量下，測量并記錄上述試驗數據。
這樣，可以測得相應于不同流量下的試驗數據，從而就可以繪出泵的特性曲線。
五、實驗數據記錄與報告編寫
 1、實驗臺的主要指標和參數
離心泵：
型號：                          最大揚程：         m
最大流量：                 泵進口管徑d:       mm
電機額定功率：     KW          電機額定轉速：     轉/分
文丘里管流量系數K =0.98
2、實驗數據可記錄在如下的表格中：

No	M(Mpa)	V(Mpa)	力矩（N.M）	n(轉/分)	Q（Kg/s）	備注
					W（立方）t（秒）
1
2
3
4
5
6

  3、實驗數據處理記錄在如下的表格中：

No	壓頭H（m）	軸功率N（KW）	泵效率η（％）	流量Q（m3/s）	備注
1
2
3
4
5
6

3、實驗報告編寫
實驗報告應認真編寫，內容主要包括：
（1）、簡要說明實驗目的、實驗原理、實驗方法及過程。
（2）、根據實驗數據處理結果，在坐標系中點出測試點，最后光滑地繪制出H—Q，N—Q和η—Q曲線。（可以在一張圖上繪出）
（3）、論述一下對實驗裝置和實驗方案的評價，提出自己的設想和建議。
六、思考題
1、哪些因素會影響到離心泵的特性曲線？
2、試分析離心泵特性曲線的規律？
3、選擇離心泵的基本原則與基本步驟是什么？
4、本實驗離心泵啟動前要注意什么？