实验五 离心泵性能的测定
一．实验目的
1. 熟悉离心泵的构造和操作。
2. 测定离心泵在一定转速下的特性曲线。
二．基本原理
离心泵的主要性能参数有流量Q 、压头H 、效率η和轴功率Na ，通过实验测出在一定的转速下H-Q 、Na-Q 及η-Q 之间的关系，并以曲线表示，该曲线称为离心泵的特性曲线。
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。
1. 流量Q 的测定 在一定转速下，用出口阀调节离心泵的流量Q ，用涡轮流量计计量离心
泵的流量Q （m 3
/h ）
2. 压头H 的测定 离心泵的压头是指泵对单位重量的流体所提供的有效能量，其单位为m 。
在进口真空表和出口压力表两测压点截面间列机械能衡算式得
g
u u h g P g P H 22
1
22
12-++-=ρρ（m 液柱） (1) 式中：1P ——泵进口处真空表读数（负值）, Pa ； 2P ——泵出口处压力表读数, Pa ；
h ——压力表和真空表两测压截面间的垂直距离, m ； 1u ——吸入管内水的流速, m/s ； 2u ——压出管内水的流速, m/s ； g ——重力加速度, m/s 2。
3. 轴功率Na 的测定 离心泵的轴功率是泵轴所需的功率，也就是电动机传给泵轴的功率。
在本实验中不直接测量轴功率，而是用三相功率表测量电机的输入功率，再由下式求得轴功率
传电ηη⋅⋅=N N a (2)
式中： N ——电动机的输入功率, kW
电η——电动机的效率，由电机样本查得
传η——传动效率，联轴节联接 传η=1
4. 离心泵的效率η 泵的效率为有效功率与轴功率之比a
e
N N =η (3) 式中：e N ——泵的有效功率, kW ； a N ——轴功率, kW 。
e N ——用kW 来计量，则：
，102
100081.9ρ
ρρe e e e QH QH g QH N =⨯=
= a e N QH 102ρη= (4)
式中：Q ——泵的流量, m 3
/s ； e H ——泵的压头, m ；
ρ——水的密度, kg/m 3；
g ——重力加速度, m/s 2。
5. 转速改变时的换算
特性曲线是某指定转速下的特性曲线，如果实验时转速与指定转速有差异，应将实验结
果换算为指定转速下的数值：
)(
11n n Q Q =；211)(n n H H =；311)(n
n
N N = (5) 注：下标1表示指定转速下的物理量 三．实验装置流程和主要设备
1. 实验装置流程
离心泵性能测定实验装置的流程如下图所示。
图3-5 离心泵性能测定实验装置
1—离心泵；2—止回阀；3—泵出口阀；4—真空表；5—压力表；6—灌水阀；7—特种法兰；8—弯头； 9—流量积算仪；10—涡轮流量计；11—计量槽；12—水槽；13—温度显示仪；14—转速传感器；15—转速表；16—功率表；17—联轴节。
2. 主要设备
（1）循环水槽（1230×580×520mm）１个。
（2）计量槽（550×300×560mm）１个。
（3）40BJ17离心泵1台, 进口管内径为Φ40，出口管内径为Φ32。
（4）涡轮流量变送器 LW-40A 1台, XMJ 智能流量积算仪1台。
（5）PM9863W-3三相有功功率表1台，用来测量交流三相电机的有功功率，仪表的精确度为0.5级，额定电流为0~1/5A ，额定电压为380V 。
（6）转速表，XJP-02B 型转速数字显示仪一台，通过磁电转速传感器测量电机轴转速。
（7）温度显示仪，XM智能温度显示仪1台，配接Pt100铂电阻1支。
四．实验步骤
1. 了解设备、熟悉流程及所使用的仪表，特别是三相功率表和智能流量积算仪的使用。
2. 检查轴承润滑情况，用手转动联轴节看其是否转动灵活。
3. 打开离心泵出口阀，开启灌水阀的开关，接上橡胶管向泵内灌水至满，当空气经出口阀排除后，可看到泵出口压力表示数大于0，关闭灌水阀和泵的出口调节阀。
4. 启动离心泵。
5. 用出口调节阀调节流量，首先缓慢调节到最大值，以智能流量积算仪的示数为定量标准，待流动稳定后同时读取流量、压力、真空度、转速、输入功率、水温等数据。
再调小流量，从大流量到小流量，每次减少1m3/h, 待流动稳定后依次测取对应的实验数据，当流量小于1m3/h时，用计量槽测取流量。
最后关闭泵出口流量调节阀，记录读取流量为零时各参数的值。
6. 实验完毕，关闭泵的出口阀，停泵。
五．实验预习要求和数据处理
1. 预习教材中离心泵的有关内容。
2. 搞清实验装置的流程、设备、仪表和操作方法，确定需查找的各种参数、需测的各种参数和测取手段。
3. 绘出泵的特性曲线。
离心泵特性曲线测定记录表
离心泵型号40BJ17 泵吸入管内径40 mm 泵排出管内径32 mm
计量槽截面积550×300 mm2泵额定转速2900 r/min 两测压点间垂直距离0.21 m
实验数据整理结果
六．思考题
1. 测定离心泵的特性曲线，为什么流量仅靠调节出口阀来改变，而不用进口阀来调节？
2. 为什么流量越大，入口真空度愈大而出口压力表读数愈小？
3. 为什么启动离心泵前要灌泵？
4. 离心泵为什么要求在关闭出口阀门时启动？泵启动后如果出口阀不开，压力是否会不断上升？为什么？
5. 改变离心泵特性曲线的方法有哪些？。