1、離心泵綜合實驗實驗教學大綱離心泵綜合實驗一、所涉及的課程及知識點：工程流體力學、輸油管道設計與管理二、實驗要求1、掌握離心泵特性曲線（HQ曲線，NQ曲線，Q曲線）的測定方法。2、通過泵氣蝕的產生，分析泵產生泵氣蝕機理，學會確定氣蝕余量的臨界值。3、了解離心泵的串并聯運行工況及其特點，繪制泵的串并聯運行曲線。4、學會對實驗結果的處理分析方法。三、實驗裝置和原理圖1 實驗臺簡圖實驗臺的結構如圖所示，主要有泵、泵、計量水箱、儲水箱、壓力表、真空壓力表、文丘里流量計、U型壓差計、管道及閥門組成。在測定泵的特性曲線時，利用各閥門的開啟和調節形成泵單泵工作回路，在不同流量下測定一組相應的壓力表、真空表和流

2、量的讀數以及電流電壓的計數。即可讀出一組泵的流量Q，揚程H，輸入功率N等數據，最后可以繪出泵的HQ、NQ、Q等特性曲線。在進行泵汽蝕實驗時利用相應的閥門開啟和調節，開成泵的單泵工作回路，并使儲水罐由于水的抽出而產生真空，從而使泵的進口壓力減小，直到發生氣蝕。在進行泵的串并聯實驗時，利用相應閥門的開啟和調節形成兩個泵的串并聯回路，測定串聯和并聯的運行特性。水泵氣蝕余量h是水泵設計和使用的重要基本參數，氣蝕實驗是確定h的唯一可靠方法，進行水泵氣蝕實驗時，我們將泵放在一定工作條件下（即固定的H、Q、），而在較大范圍內改變泵的進口壓力，本實驗裝置是靠改變水箱內的真空度來實現的。對于被試泵在轉速和流量為

3、定值時泵h是不變的，但當進口壓力下降到一定程度時，泵的性能既開始下降，理論上講，當流量曲線跌落至12%時，泵就進入了氣蝕的臨界狀態，即h=p/r,測定該工況下的h，也就間接的確定了水泵在該流量下的氣蝕余量。既式中：Ps實驗條件下泵吸入口處的液面壓強水泵進口處的平均流速Pb汽化壓力，根據實驗條件下的水溫查表當單臺泵不能滿足需要流量時，可采用2臺泵（或兩臺以上）并聯運行方式，離心泵、并聯后揚程不變，而流量Q是這兩臺流量之和，Q并=Q1+Q2，并聯后的系統特性曲線同，是在不同揚程下，用計量水箱測得流量Q并，繪出Q并-H并曲線。H并可由壓力表真空表讀出。當單臺泵工作不以提供所需揚程時，可采用2臺泵（或

4、兩臺以上）串聯方式運行，離心泵串聯后，通過每臺泵的流量是相同的，而合成壓頭是兩臺泵的壓頭之和，串聯后的系統特性曲線，是通過閥門調節得到Q串及H串，從而繪出Q串-H串曲線。四、實驗步驟1、泵的特性實驗：HQ曲線和NQ曲線（1）關閉閥門1、2、3、4、5，向計量水箱加水至閥7上部溢水為止。然后關閉閥7。（2）保留計量水箱內有少量水，防止泵抽不上水。啟動泵，由于閥1關閉，此時流量為0，為空載狀態。測讀真空表、真空壓力表、電壓表、電流表的讀數。（3）略開閥門1至一定開度，水泵開始給水，再測讀壓力表、真空壓力表、以及電壓表、電源表數、流量數、（關閉閥門6，計量秒及升數）。（4）逐步開大閥門1，改變泵的流

5、量（一般改變46次）在每一流量下測讀上述實驗數據。測得相應不同流量下的實驗數據同，從而可以繪出泵的特性曲線。根據：式中：P1壓力表讀數，MPa P2真空表讀數，MPa，以米為單位，1MPa=100m 水的容重N/m Z 壓力表至真空表接出點位置差，即表的相對高度（以米為單位）。 1、2進出口流速，一般進出口管徑相同，所以：1=2，即流量Q1由計量水箱實際測驗出：式中：V以m3計。t：s。則Q=m3/s。水泵電機軸功率由下式計算：式中： I 電流表讀數（A） U 電壓表讀數（V） cos 功率因數，取0.77 電機效率，取0.65從Q=0開始，得到不同的流量Q值，對應不同的揚程H，將這些點光滑的

6、連接起來，即為水泵的HQ曲線。根據不同流量時速的功率N，繪制NQ曲線。Q曲線（效率、流量曲線）泵的效率為泵的有效功率和軸功率之比。由公式：即可得出該流量下的效率。效率曲線可在HQ和NQ曲線基礎上任取一個Q值，可由HQ和NQ曲線上找到一個N和H值。任意取若干個Q和N值，可算出若干值，圓滑連接這些點，可以得到Q曲線，即該泵的效率曲線。2、泵氣蝕實驗實驗步驟（1）將計量水箱水放入儲水罐，關閉閥門2、3、4、5、7，打開閥1、6。（2）啟動泵，調節閥門1使流量不變。（3）在此流量下，將閥門6由開啟向關閉方向逐步調節，使儲水箱內的真空度逐步增大，使真空表和壓力表讀數產生變化。繼續調節閥門6，直至壓力表的

7、指針急劇下降為止（即發生氣蝕）。（4）將閥門1調至另一開度，重復上述步驟，可觀察出在不同流量下h也不同。3、泵的并聯實驗實驗步驟（1）打開閥4、5，關閉閥3、7。（2）啟動泵和泵，運行正常后，打開閥1、2。（3）調節閥1和2，使兩壓力表的揚程一致，且與單泵運行時間相同。（4）用關閉閥6用計量水箱進行流量Q的測量。4、泵的串聯運行實驗步驟（1）打開閥2、3、5、，關閉閥1、4、7、6。（2）接通電源，首先啟動泵，運行正常后，再啟動泵。（3）調節閥2、3，使流量與單臺泵運行時相同。（4）在壓力表上進行揚程H1和H2讀數。根據實驗，記錄數據，填入表格，進行整理計算，并分別繪出H1-Q曲線，H2-Q曲

8、線，-Q曲線由此寫出實驗報告。五、注意事項在接電運轉前，必須做好下列準備工作：1仔細檢查各閥門、接頭和表頭等有無松動，如有松動，應加以緊固；2用橡膠管將文丘里的測壓口與壓差計相連接；3將測力矩力臂用限位裝置鎖??；4將水箱注滿水，并使泵內全部充滿水。完成上述安裝工作以后，即可接電試運轉。啟動水泵，觀察有無漏水現象，如漏水，應設法處理。5試驗臺應很好的接地，以保安全！六、思考題1. 當改變流量調節閥開度時，壓力表和真空表的讀數按什么規律變化？ 答：當流量調節閥開度增大時，壓力表讀數減小，真空表讀數增大。2. 試分析氣縛現象與氣蝕現象的區別。 答：“氣蝕”現象是離心泵設計不足或運行工況偏離設計產生的一種不正常狀況。葉輪進口處的壓力與輸送介質的飽和蒸汽壓相同時，液體介質就會發生氣化，體積驟然膨脹，就會擾亂葉輪進口處液體的流動。氣泡隨液體進入葉輪被壓縮，高壓使氣泡突然凝結消失，周圍的液體會以極大的速度補充原來的氣泡空間，從而產生很大的局部壓力，這種壓力不斷的沖擊葉輪表面，就會使葉輪很快損壞?！皻馕g”發生時，泵體震動，響聲加大，泵的流量、壓力明顯下降。解決方法是選擇足夠的氣蝕余量。及時改變不正常的運行工況，如冷卻介質，改變入口壓力等。 “氣縛”現象是指泵啟動時泵體內存有氣體，由于氣體的密度比液體的小得多，葉輪轉動時產生的離心力很小，葉輪中心形成的負壓很