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水泵性能测试实验装置设计

摘要水泵是人类把自然能转变为有用功的发明之一,水泵种类繁多、使用广泛,属于通用类机械。

然而由于液体在泵内流动情况十分复杂,运行工况因时因地都有变化要确保水泵在较高的效率范围内安全经济的运行,就必须了解水泵基本原理、性能变化规律,及时检测水泵性能参数,掌握水泵的实际性能曲线,更好地为生产实践服务,以达到节能的目的。

目前获得水泵性能参数及这些参数之间的相互关系,主要依赖于性能试验。

为了测定离心泵的各项性能参数,从而绘制离心泵性能曲线。

我设计了离心泵性能测试开式试验台,通过此次试验可以熟悉离心泵试验装置的布置以及各种仪表仪器的原理及使用方法。

通过该试验台对离心泵流量、扬程、轴功率、效率等的测定可以绘制出离心泵性能曲线,进而达到对离心泵性能的深入了解。

本文研究的系统符合国家标准GB/T3216《离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法》。

关键词:水泵性能参数性能测试实验装置AbstractHuman nature is the pump can turn into one of invention,pumps,phyletic,widely use belongs to. However,due to liquid flow within the pump is extremely complex,operating conditions are changing to ensure also describes in high efficiency water within the scope of the safe and economic operation,we must understand the basic principle,the performance of water pump,timely detection performance parameters of the pump,master of actual performance curve,better service for the production practice,in order to achieve the purpose of saving energy.Now get pump performance parameters and the relationship between these parameters,mainly rely on performance tests. To determine the performance parameters of the centrifugal pump,thus rendering centrifugal pump performance curve. I designed the centrifugal pump performance testing,through the test bench type can be familiar with centrifugal pump test equipment layout and various instrument principle and method of use. Through the test of centrifugal pump capacity and head,the shaft power,efficiency of determination can draw the centrifugal pump performance curves of centrifugal pump,and the deep understanding of the performance.This research system complies with the state standard of GB/T3216 the centrifugal pump,mixed flow pump,axial vortex pumps and test methods.Keywords:pumps performanceparameters performancetesting test equipment目录前言 (1)1 绪论 (2)1.1 课题来源及意义 (2)1.2 国内外水泵测试技术发展概况 (3)1.3 离心泵的工作原理 (4)1.4 离心泵的主要参数 (5)2 离心泵的测试原理及方法 (6)2.1性能试验各个参数的测量原理及计算 (6)2.1.1 参数测量原理 (6)2.1.2 参数测试过程 (9)2.2 汽蚀试验原理及方法 (12)2.2.1 试验原理 (12)2.2.2 试验方法 (13)3 系统总体方案设计 (16)3.1 设计目标 (16)3.2系统方案的设计原则 (16)3.2.1 需要采集的变量 (17)3.2.2 试验装置设计方案对比 (18)3.2.3 管道和水池的设计 (20)3.3 阀门的设计 (23)3.3.1 阀门的种类及特点 (23)3.3.2 阀门的调节机构的选择 (25)3.3.3 阀门的选择 (26)3.4 泵的选型设计 (28)3.4.1泵的选型原则 (28)3.4.2泵的具体选择 (29)3.5 电动机的选型设计 (30)3.6 联轴器的选型设计 (31)3.7 转速仪的选型设计 (32)3.7.1转速仪的基本原理 (32)3.7.2具体选型 (32)4 测试仪表的选择 (34)4.1流量计的种类及特点 (34)4.1.1 流量计的选择 (35)4.1.2 流量计的选型原则 (37)4.1.3 流量计的具体选择 (37)4.2 压力仪器的种类及选择 (38)4.2.1 压力仪器的种类 (38)4.2.2 压力变送器的选型原则 (39)4.2.3 压力变送器的具体选择 (39)4.3 取力孔的设计 (40)5 实验指导书 (42)5.1 实验目的 (42)5.2实验内容 (42)5.3 实验台介绍 (42)5.4 实验原理、方法和手段 (43)5.5 实验步骤 (44)5.6 实验注意事项 (44)5.7 实验报告 (44)5.7.1 实验报告要求 (44)5.7.2实验数据记录及处理 (45)结束语 (47)致谢 (48)参考文献 (49)附录 (50)外文资料与中文翻译 (50)前言自从首次采用泵装置输送和提升水开始。

就出现了这样或那样的泵试验手段。

对泵装置的每一次改进只有经过试验后才被接受,这种试验证明了这一改进的价值。

随着泵设备的日趋精制,泵的试验方法也越来越完善,每一台泵,不论其大小或种类如何,都应经过某种形式的试验之后才能被用户接受。

如果不这样,用户就无法知道该产品是否满足全部要求、采用哪种试验、以及采用什么方法进行试验,这要根据试验的最终目的而定。

试验的最终目的一般有以下一个或两个:设计或操作上的改进进行检验;检验产品否达到合同规定的性能指标,从而对要求的、预测的和实际的性能进行比较。

此次实验设计我是基于学校实验室离心泵闭式性能测试实验装置,尝试开式实验装置的设计。

本说明书共分五个章节,第一章绪论,第二章离心泵的测试原理及方法,第三章系统总体方案设计,第四章测试仪表的选择,第五章实验指导书。

其中第三章总体方案设计是本书的重点及难点,第五章实验指导书是对所设计的实验装置的总结应用与检验。

1 绪论1.1 课题来源及意义水泵作为最广泛应用的通用机械之一,目前在水利、电力、石油、化工、航天航空、航海、核工业、矿山、冶金、机械、医疗、卫生、农业排灌等许多部门得到广泛的应用,并且对其生产起着非常重要的作用。

为了保证水泵能正常的工作,需要水泵从研究、开发、生产到使用,都必须做一系列的测试,观察是否达到要求或从中选择较好的模型。

在水泵的各种测试中,都包括试验数据的测试、采集和处理问题,也就是通常所说的测试技术问题。

因此,测试技术在水泵的发展和应用中具有极其重要的作用。

人们总是希望水泵安全可靠地运行,希望它们的效率高并且汽蚀性能好、机械振动和噪声小,这也就是不但要求水泵具有好的能量和汽蚀特性,而且还要有好的机械特性。

水泵的性能是以输送流量、产生全压、所需功率及使用效率来体现的,这些工作参数之间存在着相应的关系,当流量与转速变化时,会引起其他参数相应的变化。

为了正确选择、使用水泵,必须了解这些参数之间的相互关系。

由于水泵理论至今仍不十分完善,所以水泵性能参数的获取主要依赖于性能试验。

对泵装置的每一次改进只有经过试验后才被接受,这种试验证明了这一改进的价值。

随着泵设备的日趋精制,泵的试验方法也越来越完善,在制造厂或试验室和使用现场的情况都是如此。

每一台泵,不论其大小或种类如何,都应经过某种形式的试验之后才能被用户接受。

如果不这样,用户就无法知道该产品是否满足全部要求、采用哪种试验、以及采用什么方法进行试验,这要根据试验的最终目的而定。

试验的最终目的一般有以下一个或两个:设计或操作上的改进进行检验;检验产品是否达到合同规定的性能指标,从而对要求的、预测的和实际的性能进行比较。

水泵作为仅次于电机的第二大通用机械,在国民生产中占有极其重要的地位,因此,开发出一套适合我国国情、能够在众多中小型厂家推广的水泵性能测试系统,对于提高产品质量、减少返修率以及节约能源都有重要意义。

本文即在这方面作了深入探讨和尝试。

同时,本文在水泵测试系统功能多样化等方面所作的一些尝试和创新,对今后水泵试验台的建设具有借鉴意义。

1.2 国内外水泵测试技术发展概况水泵行业的工程技术人员在长期的产品设计实践中,积累了大量工程设计理论和经验,然而传统的工程试验方法不可避免的存在重复性试验、计算和数据处理工作量大、效率低、精度差和周期长等弊病。

在国外,欧美等发达国家关于泵的相关研究起步普遍较早,在特殊泵的制造、的内特性测试等方面目前仍领先于国内。

对泵的外特性测试装置而言,早在1961年,英国国立工程试验室(NEL)就建立了自己的水力机械试验台,可用于泵和模型水轮机的性能试验,可以在开式和闭式两种循环方式进行效率和汽蚀试验,部分参数实现半自动控制,试验数据由计算机自动采集和处理,并能自动绘制试验曲线和打印试验结果。

大量外文书刊及互联网资料显示,目前国外水泵测试系统的产品已经比较成熟,美国、德国等发达国家已经普遍化,并呈现出高集成、小体积、可移动、多功能、设备全、易操作等特点。

例如美国生产的一台用于离心泵测试的试验装置,为研究离心泵在不同扬程、流量和转速下的特性提供露一种新的测试方法。

尽管这类水泵测试装置具有高集成、小体积、可移动、多功能、设备全、易操作等优点,但在数据处理方面功能薄弱,缺少嵌入式的数据处理分析系统,效率不高。

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