实验四 离心泵性能测定
一、实验目的
1、了解离心泵的结构和特性，熟悉离心泵的操作
2、掌握离心泵主要参数的测定方法，测量一定转速下的离心泵特性曲线
3、了解并熟悉离心泵的工作原理
二、实验原理及要求
1、离心泵的特性曲线
离心泵是化工生产中应用最广的一种流体输送设备，它的主要特性参数包括：流量Q，扬程He，功率N和效率η。这些特性参数之间是相互联系的，在一定转速下，He、N、η都随着输液量Q变化而变化；离心泵的压头He、轴功率N、效率η与流量Q之间的对应关系，若以曲线H～Q、N～Q、η～Q表示，则称为离心泵的特性曲线，可由实验测定。特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用离心泵的重要依据。
离心泵在出厂前均由制造厂提供该泵的特性曲线，供用户选用。泵的生产部门所提供的离心泵的特性曲线一般都是在一定转速和常压下，以常温的清水为介质测定。在实际生产中，所输送的液体多种多样，其性质（如密度、粘度等）各异，泵的性能亦将发生变化，厂家提供的特性曲线将不再适用，如泵的轴功率随液体密度变化而改变，随粘度变化，泵的压头、效率轴功率等均发生变化。此外，改变泵的转速或叶轮直径，泵的性能也会发生变化。因此，用户在使用时要根据介质的不同，重新校正其特性曲线后选用。
2、曲线的测定
（1）流量Q的测定
转速一定，用泵出口阀调节流量，管路中流过的液体量通过涡轮流量计或用压差式流量计读出的压差值来确定流量；
（2）扬程（压头）He的测定
根据泵进出口管上安装的真空表和压力表读数可计算出扬程：
He =h0 +
式中：
、
，分别为泵出口压力表和入口真空表测得的读数，
ρ，输送液体密度，kg/
h0，两测压口间的垂直距离，m
（3）功率N的测定
由三相功率表直接测定电机功率N（KW）；
（4）效率η的测定
Ne =HeQρg/102
η泵=Ne/N轴×100%
或：η总=Ne/N电×100%
η总=η电η传η泵
式中：He，扬程，m
u1、u2，泵进、出口管内流体流速，m/s
Ne，离心泵有效功率，KW
Q，泵的流量，m3/s
ρ，流体密度，Kg/m3
N轴、N轴，泵的轴功率、电机的输入功率
η电、η传、η泵，电机效率、传动效率、泵的效率
3、离心泵的工作点与调节
（1）管路特性曲线与泵的工作点
当离心泵安装在特定的管路系统中时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路特性有关，即在输送液体的过程中，泵和管路是相互制约的，对一特定的管路系统，可得出：He=K+BQ2。
其中：操作条件一定时，K为常数。由上式看出，在固定管路中输送流体时，管路所输送的流体的压头He随被输送流体的流量Q的平方而变（湍流状态），该关系标在相应坐标纸上，即为管路特性曲线，该线的形状取决于系数K、B，即取决于操作条件和管路的几何条件，与泵的性能无关。
将离心泵的特性曲线H～Q与其所在管路的特性曲线绘于同一坐标图上，两线交点M称为泵在该管路上的工作点，该点所对应的流量和压头既能满足管路系统的要求，又为离心泵所能提供。
（2）离心泵的流量调节
离心泵在指定的管路上工作时，当生产任务发生变化，或已选好的泵在特定管路中运转所提供的流量不符合要求的，都需要对离心泵进行流量调节，实质上是改变泵的工作点，因此，改变两种特性曲线之一均可达到调节流量的目的。调节流量最直接的方法是改变离心泵出口管路上调节阀门的开度，阀门开大，管路局部阻力减小，管路特性曲线变得平坦，工作点流量加大，扬程减小，反之亦然；调节流量的另一方法是改变泵的转速以改变泵的特性曲线，以达到调节流量的目的。
三、实验装置
四、操作步骤与注意事项
1、检查水槽内的水是否保持在一定的液位，必要时应向水槽加水；
2、泵启动前，泵壳内应注满被输送的液体（本实验为水）；并且泵的出口阀需关闭。若出现泵无法输送液体，则说明泵未灌满或者其内有空气，气体排尽后可以输送液体。
3、泵启动后，待泵的出口有一定的压力后再开启泵出口阀，但幅度不要太大，否则文丘里管压差计则不是测压的而是流体的另一通道。记录下泵在一定转速下的压力、流量等于原始记录表格中。
4、压差计的调零，开文丘里管压差计连通阀然后再开关排空阀至压差计两侧水位平行再关闭连通阀。对于泵入口处压差计，因其测的是真空度，所以调零时打开排空阀，测量时则打开连通阀，但要注意开度不要太大避免压差计读数迅速升高，以致读不出读数。
5、关泵时，应注意泵的出口阀门必须关闭，再停泵；
6、须定期清洗水箱，以免污圬过多。
思考题
1、泵启动前，泵壳内应注满被输送的液体，为什么？
2、泵启动前，泵的出口阀门应关闭；而关泵前，泵的出口阀门也应关闭，为什么？
3、泵启动后，泵的出口阀门开启幅度不要太大，为什么？
4、泵的底阀有什么特性？底阀泄漏较严重时会出现什么现象？
5、所输送的流体发生变化时，泵性能如何变化？
6、泵的转速及叶轮直径对泵性能有何影响？
7、离心泵的气蚀现象是如何引起的？有何危害？如何消除？
8、如何选择离心泵？轴封有什么作用？实验时，请观察本实验所用的轴封，并分析采用这种轴封的原因及其优缺点，如发生泄漏如何处理？
9、泵入口处真空表及出口处压力表的读数的关系怎样？
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| 转子流量计 |
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| 压差计 |
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| 压力表 |
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| 设备全图 |
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| 离心泵 |
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| 水槽 |
