离心泵综合实验台实验指导书

一、实验目的
通过对本次实验的操作、记录、数据处理和曲线的绘制，了解离心泵装置的组成；掌握离心泵的工作原理；掌握离心泵的特性；了解离心泵的串、并联特性和汽蚀的原因。达到验证和巩固课堂教学知识、培养动力能力的目的。
二、实验内容
1．离心泵性能测定实验；
2．离心泵启停和串并联实验；
3．离心泵的汽蚀实验。
三、实验装置
实验装置由两台离心泵综合试验台和两台计算机组成。试验台的组成及设备如下图所示：

离心泵参数：
型号：FS103#-2                  最大扬程： 11       m
最大流量：4.5              泵进口管径d:  32   mm
电机额定功率：0.55  KW          电机额定转速：2840  转/分
文丘里管流量系数K =0.98
本实验台的电机1上安装了一个转速传感器，经计算后在电子显示屏上读出的是电机1的电功率，泵1的输入功率要经换算后求得；而泵1、泵2的压力表、真空表的读数在电子显示屏上可直接读出；而电子显示屏上读出的文丘里流量计的压差，其流量要经计算而得；电子显示屏上的最上方可读出泵的转速。
四、实验基本原理
本实验台的水泵1（用以测泵的特性及串并联实验）、水泵2（用以测泵的汽蚀余量和串并联实验）。
1．特性实验
实验时，利用各阀门的开、关和调节，形成泵1的单台泵工作回路，在不同流量下，测定一组相应的压力表、真空表、电机1的电功率和文丘里流量计的压差读数（或利用计量水箱和秒表来计量、计算），以及电机的转速n；经计算后即可得出一组泵的流量Q、扬程H、输入功率N、离心泵的效率η等数据，用这些数据即可绘出泵的H-Q，N-Q和η-Q等特性曲线。
2．汽蚀实验
进行泵的汽蚀实验时，利用相应阀门的开、闭和调节，形成泵2的单泵工作回路，并使水箱成为封闭的容器，水泵抽水时，使水箱由于水的抽出而产生真空，从而使泵的进口压力减少，直到发生汽蚀，测出泵的汽蚀余量ΔH。
3．泵的串联或并联实验
利用相应阀门的开、闭，组成泵1和泵2的串联或并联回路，从而测定泵串联和并联时的运行特性。
五、实验基本步骤
1.泵的特性实验
（1）试验前准备
①将水箱注满水（其水位应至少高出水箱底部的两个进水孔口，此时离心泵内也已灌注满水）。
②关闭阀门3、9、12，打开阀门7。
（2）进行试验
①接通电源，打开电源开关；
②按K3启动离心泵泵1。泵运转后，即打开阀门3，再关闭阀门7，此时，输入、输出流量均为0，为空载状态。读出泵1压力表读数p₂（）MPa，泵1真空表读数p₁（）KPa，电机的电功率N（）W，文丘里流量计的压差读数△p（）KPa，电机的转速n（）转/分。
③打开阀门7至一定开度，水泵开始给水，再测读出泵1压力表读数p₂（）MPa，泵1真空表读数p₁（）KPa，文丘里流量计压差△p（）Kpa，电机的电功率N（）W，电机的转速n（）转/分。
④逐步开大阀门4，改变泵的流量（一般改变8-10次），在每一流量下，测量并记录上述试验数据。
这样，可以测得相应于不同流量下的试验数据，按下列计算公式进行相关的计算后（计算时一定要注意单位换算），将实验数据和计算结果填入实验数据表，计算得到不同的值和其相应泵输入功率值，泵1的效率η₁，在H—Q、N—Q、η—Q坐标系中得到相应测点，将这些点光滑地连接起来，从而就可以绘出泵的H—Q曲线、N—Q曲线、η—Q曲线等特性曲线。
（3）计算公式
①流量Q₁
对于文丘里测流量，按以下公式计算：

其中：表示体积流量，；
文丘里流量计的流量系数，按1.15算；
文丘里管大径，0.042；
文丘里管小径，0.035；
文丘里管两端压差，；
水的密度，10000
值也可用计量水箱和秒表测定；
②杨程
值可由下式计算：

式中：—扬程[m]
—压力表读数，[Mpa] ，换算成水柱高，[m]
 —真空表读数，[Mpa] ，换算成水柱高，[m]
—压力表至真空表接出点之间的高度，[m]
—水的重度，等于密度和重力加速度的乘积。[]
 —泵进口流速，一般进口和出口管径相同， 所以

③泵的输入功率

式中：N——电机的电功率， [w]
——电机的效率，取，
④泵的效率
任取一个值可以得出相应的和值，由此可得该流量下得相应效率值：

2．水泵的汽蚀试验
（1）试验前的准备
①将水箱注满水，直至排气阀19溢出水为止。关闭排气阀19。
②向水泵2充水，此时，应关闭阀门4。
③关闭阀门4，7，9，18，24，打开阀门12，17。
（2）进行试验
①启动水泵2。
②调节阀门12，调至某一流量。
③在此流量下，将阀门17由开启向关闭方向逐步调节，使水箱内的真空度逐步增大，每调节一次，同时测读流量计读数、真空表10的读数Hs和压力表11读数H（扬程）。继续调节阀门17，直至压力表11的指针发生剧烈颤动或急剧下降为止（即发生汽蚀）。这样，可以读出一组试验数据，并确定在此流量下的汽蚀余量Δh。
（4）将阀门12调至另一开度，重复上述步骤，测定此流量Q₂下的汽蚀余量Δhc。
如此，进行3-5个流量下的试验，测得3-5组试验数据，即可测定泵的汽蚀特性曲线。
3．两台泵的串联运行试验
（1）在相同流量下，测出单台泵运行时的泵1和泵2的扬程H₁和H₂。其试验步骤和方法可参照泵的特性试验方法。
（2）在与单台泵运行时的相同流量下，测出两台泵的串联时的扬程  H_串可以得出H_串= H₁+ H₂。具体步骤如下：
①打开阀门9，18；关闭阀门4，7，12，17，24。
②接通电源，首先启动泵2，运行正常后，打开串联阀门4，再启动泵1，待运行正常后，然后打开阀门7。
③调节阀门7，使流量指示与单台泵运行时相同。
④在压力表5和11上进行扬程H_串和H₂读值。
4．两台泵的并联运行试验
（1）在相同的扬程下，测出单台水泵进行时泵1和泵2的流量Q₁和Q₂。
（2）在与单台泵运行时的相同的扬程下，测出两台泵并联时的流量Q_并，得出：Q_并 = Q₁+ Q₂。具体步骤如下：
①开阀门4，25，17；关闭阀门7，9，12，18。
②启动水泵1和水泵2，运行正常后，打开阀门7，12。
③调节阀门7，12，使压力表5，11的扬程一致，并与单台泵运行使相同。
④用流量计或计量水箱进行流量Q_并测量。
[注]1．上述泵的串、并联运行试验，可以进行多个流量下的串联运行试验和多个扬程下的并联运行试验，以观察和验证泵的串、并联运行时的基本规律。
2．泵的串、并联试验也可以参照离心泵的启、停及串并联实验台实验指导书介绍的方法进行试验，给出单泵运行时的Q-H特性曲线及双台泵串并联运行时的Q-H特性曲线，以观察和验证泵的串、并联运行时的基本规律。
六.实验记录与数据处理要求
实验数据可记录在如下的表格中：

No	M(Mpa)	V(Mpa)	G(Kg)	n(转/分)	Q（Kg/s）	备注
					W（立方）t（秒）
1
2
3
4
5
6

根据测试数据，在坐标系中点出测试点，最后光滑地绘制出H—Q，N—Q和η—Q曲线。（可以在一张图上绘出）。
η
 
七、实验中的注意事项
在接电运转前，必须做好下列准备工作：
1．仔细检查各阀门、接头和表头等有无松动，如有松动，应加以紧固；
2．用橡胶管将文丘里的测压口与压差计相连接；
3．将测力矩力臂用限位装置锁住；
4．将水箱注满水，并使泵内全部充满水。完成上述安装工作以后，即可接电试运转。启动水泵，观察有无漏水现象，如漏水，应设法处理。
5．试验台应很好的接地，以保安全！