北京化工大学化工原理实验报告实验名称：离心泵性能实验班级：化工100学号：2010姓名：同组人：实验日期：2012.10.7一、报告摘要：本次实验通过测量离心泵工作时，泵入口真空表P真、泵出口压力表P压、孔板压差计两端压差P 、电机输入功率Ne 以及流量Q（V/t ）这些参数的关系，根据公式H e H 真空表H 压力表H0、N轴N 电电转、 Ne Q He以及Ne 可以得出102N 轴离心泵的特性曲线；再根据孔板流量计的孔流系数C 0u 0 / 2 p 与雷诺数Re du的变化规律作出C0Re 图，并找出在Re 大到一定程度时 C 0不随Re变化时的 C0值；最后测量不同阀门开度下，泵入口真空表P真、泵出口压力表P压、孔板压差计两端压差P ，根据已知公式可以求出不同阀门开度下的H e Q 关系式，并作图可以得到管路特性曲线图。
二、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范围。
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。
三、基本原理1.离心泵特性曲线测定离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。
其中理论压头与流量的关系，可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到。
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笑，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，曲线也可以求出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据。
(1)泵的扬程He：H e H 真空表H 压力表H 0式中： H 真空表——泵出口的压力，mH 2O ，H 压力表——泵入口的压力，mH 2 OH 0——两测压口间的垂直距离，H 00.85m。
(2)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：Ne Q HeN 轴， Ne102式中 Ne ——泵的有效效率，kW ；Q ——流量， m 3/s ； He ——扬程， m ；3由泵输入离心泵的功率N 轴为： N 轴 N 电电 转式中： N 电 ——电机的输入功率， kW电 ——电机效率，取0.9；转 ——传动装置的效率，一般取1.0；2.孔板流量计空留系数的测定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，孔板锐孔直接 d 0，流体流经孔板后形成缩脉的直径为d 2 ，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： u 22u 12 p 1p 2gh222gh 。
2或 u 2u 1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 后则有 u 22 u 12C 2 gh对于不可压缩流体，根据连续性方程有u 1S 0u 0S 12ghC经过整理后，可得：u 0 C，则可简化为：，令C 01(S)21 (S0 )2S 1S 1u 0 C 0 2gh 。
根据u 0 和 S 2 ，可算出体积流量Vs为：Vs u 0SC 0 S 0 2gh 或V S2 pC 0 S 0式中： V s ——流体的体积流量，m 3/s ；P ——孔板压差， Pa ；S 0 ——孔口面积， m 2；——流体的密度， kg/ m 3；C 0 ——孔流系数。
孔流系数的大小由孔板的形状，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d 0 / d 1 一定，雷诺数 Re 超过某个数值后，C 0 就接近于定值。
通常工业上定型的孔板流量计都在C 0 为常数的流动条件下使用。
四、装置和流程离心泵性能实验装置与流程图1. 孔板压降2.水温3.泵出口压力4.泵入口压力 5 电机功率以上测量数据显示在数字仪表箱上。
五、操作要点本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。
1. 检查电机和离心泵是否运转正常。
打开电机电源开关， 观察电机和离心泵的运转情况，如无异常，就可切断电源，准备实验时使用。
2.在进行实验前，首先要排气，开启泵排气完毕后，关闭排气阀，开始实验。
3.测泵特性。
固定频率 ( 50Hz≈ 2900r/min ），改变阀门开度，调节水流量从大到小，记录孔板压降、水温、泵出入口压力、电机功率相关数据，4.测取 10 组以上数据并验证其中几组数据，若基本吻合后，可以停泵，同时记录下设备的相关数据（如离心泵的型号、额定流量、扬程和功率等）。
5. 测管路特性。
调节流量至使压力表示数为20KPa 左右固定不动，按变频器“△”或“▽” 键改变电源频率，调节水流量从大到小，分别记录压力表、真空表及孔流计压降示数。
共测 7组。
6．调节阀门开度，继续测量两组不同数据。
7．实验完毕，停泵，记录相关数据，清理现场。
六、实验数据处理原始数据：离心泵型号：HG32-125 管道离心泵管径：26mm孔板流量计内径：18mm水温： 23℃水997.56kg/m 3水0.9325mPa m表 1.泵的特性曲线测定数据记录表：p(KPa )q( m3 / h)H 压（ m）H 真（ m )N电(kw)44.55 6.3913.9-0.60.6339.40 6.0014.5-0.50.6032.53 5.4015.5-0.30.5726.38 4.9316.3-0.20.5520.76 4.3616.9-0.10.5314.50 3.6517.80.10.4910.11 3.0318.30.20.476.47 2.4319.10.20.433.70 1.8519.70.30.411.39 1.1420.50.40.370.270.5021.00.40.330.000.0021.50.40.33表 2：管路特性曲线数据记录表开度一开度二开度三频率p( KPa )H （ m）H （m)p( KPa )H （m）H （m)p (KPa )H （ m）H （m)压真压真压真5020.7016.8-0.113.3017.90.1 6.66190.2 4516.9013.80.010.7314.70.1 5.7515.60.3 4013.1311.10.18.2811.70.2 4.4712.40.3 359.808.60.2 6.289.10.2 3.619.50.3 307.12 6.40.2 4.53 6.70.3 2.697.00.3 25 4.79 4.60.3 2.95 4.80.3 1.81 4.90.4 20 2.86 3.00.3 1.85 3.10.3 1.12 3.20.4数据处理：(1)离心泵特性曲线以及 C 0 Re 数据处理以表 1 第二组数据为例：Q q 6.00=0.0016667m 3 / s 3600 3600He H真空表H压力表H 0 14.5(0.5)0.8515.85m QH e0.00166715.85997.560.258355kwN e102102N e0.2583550.478435N 轴0.54du4Q40.001667997.56 Red 3.140.02687356.640.0009235u04Q 4 0.0016670.737294C02p d02 2 p 3.140.0092239.4103997.56处理结果如下：表 3Q (m 3 / s)H e (m)Ne( kw)Re C00.00177515.350.26650.4700930350.73840.00166715.850.25840.4784873570.73730.00150016.650.24430.4761786210.73030.00136917.350.23240.4694717780.74040.00121117.850.21140.4432634790.73810.00101418.550.18400.4171531420.73930.00084218.950.15600.3688441150.73500.00067519.750.13040.3369353790.73690.00051420.250.10180.2758269350.74180.00031720.950.06490.1948165980.74580.00013921.450.02910.098172800.7422021.95000根据表 3 数据可以作出泵的特性曲线，如图 1 所示图 1：离心泵特性曲线图作出 C 0Re 曲线，如图 2 所示图 2：孔板流量计C0Re 关系图(2)管路特性曲线由图 2中C0Re 关系图可以看出当雷诺数Re 大到一定程度后孔流系数C0趋于平缓保持不变，从图中读出这一定值C00.7365 ，作为下面求管路特性曲线的已知量。
以表 2 中第二组数据为例：Q C0 S02p0.7365 3.140.0092216.9 1030.00109 m 3 / s997.56H e H 真空表H 压力表H 013.800.8514.65m不同阀门开度下，改变电机频率后的H e Q 关系如下表：表 5：开度一开度二开度三Q ( m 3 / s)H e (m )Q (m 3 / s)H e ( m )Q ( m 3 / s)H e ( m )0.00120717.750.00096718.650.00068419.650.00109014.650.00086915.450.00063616.150.00096111.850.00076312.350.00056112.950.0008309.250.0006659.750.00050410.050.0007087.050.0005657.250.0004357.550.000580 5.150.000456 5.350.000357 5.350.000449 3.550.000361 3.650.000281 3.65根据表 5 数据可以作出管路特性曲线，如图 3 所示图 3 管路特性曲线图七、实验结果讨论与分析1.从图 1 中可以看出，随着流体流量的增加，扬程呈现下降的趋势；而轴功率呈现上升的趋势。