报告题目：离心泵性能试验实验时间：2015年12月16日报告人：同组人：报告摘要本实验以水为工作流体，使用了额定扬程He为20m，转速为2900 r/min IS 型号的离心泵实验装置。

实验通过调节阀门改变流量，测得不同流量下离心泵的各项性能参数，流量通过计量槽和秒表测量。

实验中直接测量量有P真空表、P 压力表、电机功率N电、孔板压差ΔP、计量槽水位上升高度ΔL、时间t,根据上述测量量来计算泵的扬程He、泵的有效功率Ne、轴功率N轴及效率η,从而绘制He-Q、Ne-Q和η-Q三条曲线即泵的特性曲线图,并根据此图求出泵的最佳操作围；又由P、Q求出孔流系数C0、Re，从而绘制C0-Re曲线图，求出孔板孔流系数C0；最后绘制管路特性曲线H-Q曲线图。

本实验数据由EXCEL处理，所有图形的绘制由ORIGIN来完成实验目的及任务①了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法。

②测定离心泵在恒定转速下的特性曲线，并确定泵的最佳工作围。

③熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。

④测定孔板流量计的孔流系数。

⑤测定管路特性曲线。

基本理论1.离心泵特性曲线测定离心泵的性能参数取决于泵的部结构、叶轮形式及转速。

其中理论压头与流量的关系，可通过对泵液体质点运动的理论分析得到，如图4-3中的曲线。

由于流体流经泵时，不可避免地会遇到各种阻力，产生能量损失，诸如摩擦损失、环流损失等，因此，实际压头比理论压头小，且难以通过计算求得，因此通常采用实验方法，直接测定其参数间的关系，并将测出的He-Q 、N-Q 和η-Q 三条曲线称为离心泵的特性曲线。

另外，根据此曲线也可以求出泵的最佳操作围，作为选泵的依据。

泵的扬程用下式计算：e 0H H H H =++真空表压力表式中：H 真空表——泵出口处的压力，2mH O ；H 压力表——泵入口处的真空度，2mH O ；0H ——压力表和真空表测压口之间的垂直距离0.2m 。

泵的有效功率和效率由于泵在运转过程中存在种种能量损失，使泵的实际压头和流量较理论值为低，而输入泵的功率又比理论值高，所以泵的总效率为：轴N Ne =η 102e ρ⋅⋅=He Q N 式中 Ne ——泵的有效效率，kW ；Q ——流量，m 3/s ； He ——扬程，m ； ρ——流体密度，kg/ m 3轴N 为由泵输入离心泵的功率：转电电轴ηη••=N N式中：电N ——电机的输入功率，kW ； 电η——电机效率，取0.9；转η——传动装置的效率，一般取1.0； 2.孔板流量计孔流系数的测定 孔板流量计的结构如图4-4所示。

在水平管路上装有一块孔板，其两侧接测压管，分别与压差传感器两端连接。

孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减小，造成孔板前后压强差，作为测量的依据。

若管路直径d 1，孔板锐孔直径为d 0，流体流经孔板后形成缩脉的直径为2d ，流体密度ρ，孔板前测压导管截面处和缩脉截面处的速度和压强分别为u 1、u 2和p 1、p 2，根据伯努利方程，不考虑能量损失，可得：gh p p u =-=-ρ2121222u或gh u 2u 2122=- 由于缩脉的位置随流速的变化而变化，故缩脉处截面积S 2难以知道，孔口的面积为已知，且测压口的位置在设备制成后也不改变，因此，可用孔板孔径处的u 0代替u 2，考虑到流体因局部阻力而造成的能量损失，用校正系数C 校正后则有：gh C u 2u 2120=-对于不可压缩流体，根据连续性方程有：1001u u S S =经过整理可得：2100)(12S S gh Cu -=令2100)(1S S C C -=，则又可以简化为：gh C u 200=根据u 0和S 2即可算出体积流量：gh S C S u V 20000s == 或ρpS C V S △200=式中：s V ——流体的体积流量，m 3/s ；P ∆——孔板压差，Pa ； 0S ——孔口面积，m 2； ρ——流体的密度，kg/ m 3； 0C ——孔流系数。

孔流系数的大小由孔板锐孔的形状，测压口的位置、孔径与管径比和雷诺数共同决定。

具体数值由实验确定。

当10/d d 一定，雷诺数Re 超过某个数值后，0C 就接近于定值。

通常工业上定型的孔板流量计都在0C 为常数的流动条件下使用。

实验装置流程图图4-5所示为泵性能实验带控制点的工艺流程。

实验操作要点1、打开主管路的切换阀门，关闭流量调节阀门6，按变频仪7绿色按钮启动泵，固定转速（频率在50Hz），观察泵出口压力表读数在0.2MPa左右时，即可开始实验。

2、通过流量调节阀6，调节水流量，从0到最大（流量由涡轮流量计3测得），记录相关数据，完成离心泵特性曲线和孔板孔流系数实验。

3、打开全部支路阀门，流量调节阀6使流量固定在6，通过改变变频仪频率，实现调节水流量，完成管路特性曲线实验一。

4、将频率调回50Hz，流量调节阀6使流量固定在4，通过改变变频仪频率，实现调节水流量，完成管路特性曲线实验二。

5、将频率调回50Hz，流量调节阀6使流量固定在2，通过改变变频仪频率，实现调节水流量，完成管路特性曲线实验三。

6、每个实验均测10-12组数据，实验完后再测几组验证数据，若基本吻合，则可停泵（按变频仪红色按钮停泵），关闭流量调节阀6，做好卫生工作，同时记录设备的相关数据（如离心泵型号、额定流量、扬程、功率等）。

实验数据整理离心泵性能实验：以第一组数据为例：已知流量和出入口直径，可得到入口流0.11 m/s，出口流速0.26m/s。

经过插入法计算，在温度为24.70℃时，水的密度为994.53 kg/m3。

He=p2-p1+H0+（u22-u12）/2g=21mN轴=0.9N电=0.31kWNe=(Q/3600*He*ρ)/102 =0.03kWη= Ne/ N轴=0.1作图可得(去除坏点第九组数据):孔板流量计：可以算出S=0.00025m2用插入法可以算出，在24.7℃时，水的密度为994.53 kg/m3，粘度为90.9*10-5Pa*s。

Re=duρ/μ=8041C0=Vs /S/(2Δp/ρ)0.5=0.83作图可得（去除坏点第八组数据）：管路特性实验大流量：入口直径42mm 出口直径27mm频率/Hz流量/( m3/h) 水温度/℃出口表压/m入口表压/m入口流速/m*s-1出口流速/m*s-1密度/kg*m-3H/m50.00 6.00 26.40 11.90 -2.40 1.20 2.91 994.10 14.86 47.00 5.65 26.60 11.40 -2.20 1.13 2.74 994.05 14.12 44.00 5.29 26.60 10.10 -1.90 1.06 2.57 994.05 12.48 41.00 4.92 26.60 8.80 -1.60 0.99 2.39 994.05 10.84 38.00 4.56 26.70 7.50 -1.40 0.91 2.21 994.03 9.31 35.00 4.20 26.70 6.50 -1.20 0.84 2.04 994.03 8.08 32.00 3.83 26.70 5.40 -1.00 0.77 1.86 994.03 6.75 29.00 3.46 26.70 4.50 -0.80 0.69 1.68 994.03 5.62 26.00 3.08 26.70 3.60 -0.60 0.62 1.50 994.03 4.49 23.00 2.71 26.70 2.80 -0.40 0.54 1.32 994.03 3.47中流量：小流量：用插入法可以算出，在27.2℃时，水的密度为993.90kg/m3。

H=P2-P1+H+（u22-u12）/2g=19.74m 作图可得：实验结果及结论1.由图1可知，在恒定转速下,泵的扬程随流量的增大而减小，泵的轴功率随流量的增大而增大，而泵的效率则存在最大值。

2.由图2可知，孔流系数Co在一定围是一定值,当雷诺数Re大于谋一值时Co不再改变,一般在0.6—0.7，本实验测定结果为0.78，较之略大。

由于误差的原因,实际测定Co-Re 曲线并并不像理论曲线样随着Re的增大而减小然后趋于定值, 而是有所波动。

3.由图3可知,随着流量Q的增加,单位重量流体所需补充的能量H而增大,不同开度时,在相同的转速（频率相同）时开度大的H小。

分析讨论1、实验开始时，发现实验仪器主阀有漏水现象，在流量为围时，管路中出现杂音，可能有进气，所以影响了实验数据的准确性。

2、实验的仪器使用时间过长，并且没有进行校准，所以造成的一定的实验误差。

3、实验操作时，因为阀门有漏水现象，使得阀门控制精准度较低，造成的认为误差会比较大。

思考题2.当改变流量调节阀门开度时，压力表和真空表的读数按什么规律变化？答：增大阀门开度时，压力表的读数和真空表读数均变小。

3．用孔板流量计测流量时，应根据什么选择孔口尺寸和压差计的量程？答应根据管路流动的雷诺数Re和面积比m来选择4.试分析气缚现象与气蚀现象的区别。

答：“气蚀”现象是离心泵设计不足或运行工况偏离设计产生的一种不正常状况。

叶轮进口处的压力与输送介质的饱和蒸汽压相同时，液体介质就会发生气化，体积骤然膨胀，就会扰乱叶轮进口处液体的流动。

气泡随液体进入叶轮被压缩，高压使气泡突然凝结消失，周围的液体会以极大的速度补充原来的气泡空间，从而产生很大的局部压力，这种压力不断的冲击叶轮表面，就会使叶轮很快损坏。

“气蚀”发生时，泵体震动，响声加大，泵的流量、压力明显下降。

解决方法是1、选择足够的气蚀余量。

2、及时改变不正常的运行工况，如冷却介质，改变入口压力等。

“气缚”现象是指泵启动时泵体存有气体，由于气体的密度比液体的小得多，叶轮转动时产生的离心力很小，叶轮中心形成的负压很小，不足以将液体引入叶轮中心，也就不能输送介质。

解决方法石材用灌泵等方法将气体赶出来。