SHYL-585C 離心泵性能綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)

一、離心泵性能綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)概述
    生產(chǎn)中所處理的原料及產(chǎn)品，大多為流體。按照生產(chǎn)工藝的要求，制造產(chǎn)品時(shí)往往需要把他們依次輸送到各設(shè)備內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)；產(chǎn)品又常需輸送到貯罐內(nèi)貯存。如果欲達(dá)到上述所規(guī)定的條件，把流體從一個(gè)設(shè)備輸送到另一個(gè)設(shè)備，需要輸送設(shè)備要給流體以一定的速度。生產(chǎn)中，由于各種因素的制約，如場(chǎng)地、設(shè)備費(fèi)用、工藝要求等等；各設(shè)備之間流體流動(dòng)需要消耗能量，流體以一定速度在管內(nèi)流動(dòng)亦需要能量。這樣，就必須給流體提供能量的輸送設(shè)備。我們把為液體提供能量的輸送設(shè)備稱為泵，為氣體提供能量的輸送設(shè)備稱為風(fēng)機(jī)及壓縮機(jī)。泵種類很多，按照工作原理的不同，分為離心泵、往復(fù)泵、旋轉(zhuǎn)泵、旋渦泵等幾種；風(fēng)機(jī)及壓縮機(jī)有通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵等。其作用均是：對(duì)流體做功，提高流體的壓強(qiáng)。本實(shí)驗(yàn)主要介紹離心泵。
離心泵一般用電機(jī)帶動(dòng)，在啟動(dòng)前需向殼內(nèi)罐滿被輸送的液體，啟動(dòng)電機(jī)后，泵軸帶動(dòng)葉輪一起旋轉(zhuǎn)，充滿葉片之間的液體也隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣的過(guò)程中便獲得了能量，使葉輪外緣的液體靜壓強(qiáng)提高，同時(shí)增加了液體的動(dòng)能。液體離開(kāi)葉輪進(jìn)入泵殼后，由于泵殼中流道逐漸加寬，液體的流速逐漸降低，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，使泵出口處液體的壓強(qiáng)進(jìn)一步提高，于是液體以較高的壓強(qiáng)，從泵的排出口進(jìn)入管路，輸送至所需的場(chǎng)所。
一個(gè)完整的流體輸送系統(tǒng)所必須包括的主要設(shè)備及儀表有：
1）泵對(duì)流體作功，提高流體壓強(qiáng)；
2）進(jìn)、出口閥門；控制流體流量；
3）壓力表；測(cè)量流體的壓強(qiáng)；
4）管道；流體流動(dòng)的通道。

二、離心泵性能綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)備性能與主要技術(shù)參數(shù)
1、本實(shí)驗(yàn)裝置主要由：離心泵、功率表、數(shù)字壓力表、流量計(jì)、蓄水箱、操作臺(tái)架等組成。
2、離心泵采用臥式多級(jí)離心泵，電機(jī)功率：0.37KW，轉(zhuǎn)速：2900r/min，流量：4m3/h，揚(yáng)程：20m。
3、壓力采用壓力傳感器。
4、流量計(jì)流量：1～10 m3/h。
5、蓄水箱容積約80L，不銹鋼材質(zhì)。
6、金屬操作臺(tái)架上裝有一電控箱，儀表控制及各開(kāi)關(guān)控制都在其上操作。

三、離心泵性能綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)可開(kāi)實(shí)驗(yàn)
1、了解離心泵的結(jié)構(gòu)和特性，熟悉離心泵的操作；了解并熟悉離心泵的工作方式和操作流程。
2、掌握流量計(jì)的測(cè)量原理及使用方法。
3、測(cè)定恒定轉(zhuǎn)速條件下泵的揚(yáng)程、軸功率、效率與流量之間的泵特性曲線；測(cè)定泵特性曲線。
4、雙泵串、并聯(lián)實(shí)驗(yàn)。

四、離心泵性能綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)原理
1、離心泵的特性曲線
離心泵是化工生產(chǎn)中應(yīng)用廣的一種流體輸送設(shè)備。它的主要特性參數(shù)包括：流量Q，揚(yáng)程He，功率N和效率η。這些特性參數(shù)之間是相互聯(lián)系的，在一定轉(zhuǎn)速下，He、N、η都隨著輸液量Q變化而變化；離心泵的壓頭He、軸功率N、效率η與流量Q之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，若以曲線H~Q、N~Q、η~Q表示，則稱為離心泵的特性曲線，可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。特性曲線是確定泵的適宜操作條件和選用離心泵的重要依據(jù)。
2、曲線的測(cè)定
（1）流量Q的測(cè)定
轉(zhuǎn)速一定，用泵出口閥調(diào)節(jié)流量，管路中流過(guò)的液體量通過(guò)渦輪流量計(jì)流量積算儀來(lái)直接讀取流量；m3/h。
（2）揚(yáng)程（壓頭）He的測(cè)定
根據(jù)泵進(jìn)出口管上安裝的真空表和壓力表讀數(shù)可計(jì)算出揚(yáng)程：
He =h0 +
 、 —— 分別為泵出口壓力表和入口真空表測(cè)得的讀數(shù)Pa
ρ ——輸送液體密度 ,  （Kg/ ）
h0──兩測(cè)壓口間的垂直距離，（m ）
（3）功率N的測(cè)定
由功率表直接測(cè)定電機(jī)功率N（Kw）；
（4）效率η的測(cè)定
Ne =HeQρg
η泵=Ne / N軸×100%
其中：  He ── 揚(yáng)程，m ；
        Ne ── 離心泵有效功率，Kw。
         Q ── 泵的流量，m3/s ；
        ρ ── 流體密度，Kg/m3 。
  　　　N軸── 泵的軸功率。
3、離心泵的工作點(diǎn)與調(diào)節(jié)
（1）管路特性與泵的工作點(diǎn)：
當(dāng)離心泵安裝在特定的管路系統(tǒng)中時(shí)，實(shí)際的工作壓頭和流量不僅與離心泵本身的性能有關(guān)，還與管路特性有關(guān)，即在輸送液體的過(guò)程中，泵和管路是相互制約的，對(duì)一特定的管路系統(tǒng)，可得出：He=K+BQ2
其中：操作條件一定時(shí)，K為常數(shù)。由上式看出，在固定管路中輸送流體時(shí)，管路所輸送的流體的壓頭He隨被輸送流體的流量Q的平方而變（湍流狀態(tài)），該關(guān)系畫(huà)在相應(yīng)坐標(biāo)紙上，即為管路特性曲線，該線的形狀取決于系數(shù)K、B，即取決于操作條件和管路的幾何條件，與泵的性能無(wú)關(guān)。
將離心泵的特性曲線H~Q與其所在管路的特性曲線繪于同一坐標(biāo)圖上，兩線交點(diǎn)M稱為泵在該管路上的工作點(diǎn)，該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量和壓頭既能滿足管路系統(tǒng)的要求，又為離心泵所能提供。
4、離心泵串并聯(lián)操作
在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)單臺(tái)離心泵不能滿足輸送任務(wù)要求時(shí)，可采用幾臺(tái)離心泵加以組合。離心泵的組合方式原則上有兩種：串聯(lián)和并聯(lián)。
并聯(lián)操作：設(shè)將兩臺(tái)型號(hào)相同的離心泵并聯(lián)操作，而且各自的吸入管路相同，則兩臺(tái)泵的流量和壓頭必相同，也就是說(shuō)具有相同的管路特性曲線和單臺(tái)泵的特性曲線。在同一壓頭下，兩臺(tái)并聯(lián)泵的流量等于單臺(tái)泵的兩倍，但由于流量增大使管路流動(dòng)阻力增加，因此兩臺(tái)泵并聯(lián)后的總流量必低于原單臺(tái)泵流量的兩倍。由此可見(jiàn)，并聯(lián)的臺(tái)數(shù)越多，流量增加得越少，所以三臺(tái)泵以上的泵并聯(lián)操作，一般無(wú)實(shí)際意義。
串聯(lián)操作：將兩臺(tái)型號(hào)相同的泵串聯(lián)工作時(shí)，每臺(tái)泵的壓頭和流量也是相同的。因此，在同一流量下，串聯(lián)泵的壓頭為單臺(tái)泵的兩倍，但實(shí)際操作中兩臺(tái)泵串聯(lián)操作的總壓頭必低于單臺(tái)泵壓頭的兩倍。應(yīng)當(dāng)注意，串聯(lián)操作時(shí)，后一臺(tái)泵所受的壓力大，如串聯(lián)泵組臺(tái)數(shù)過(guò)多，可能會(huì)導(dǎo)致后一臺(tái)泵因強(qiáng)度不夠而受損壞。

五、離心泵性能綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)流程圖（參考圖）

六、實(shí)驗(yàn)操作步驟與注意事項(xiàng)
（一）恒定轉(zhuǎn)速下泵特性曲線：
1、先將一定量的水輸入蓄水箱，加入水量應(yīng)為水箱的三分之二以上，關(guān)閉計(jì)量水箱底部排液閥。
2、泵特性曲線
（1）泵啟動(dòng)前，泵殼內(nèi)應(yīng)注滿被輸送的液體（本實(shí)驗(yàn)為水，打開(kāi)罐泵閥往其內(nèi)加水直至有水溢流）；并且泵的出口閥需關(guān)閉，避免泵剛啟動(dòng)時(shí)的空載運(yùn)轉(zhuǎn)。若出現(xiàn)泵無(wú)法輸送液體，則說(shuō)明泵未灌滿或者其內(nèi)有空氣，氣體排盡后必然可以輸送液體。
（2）關(guān)閉罐泵閥，啟動(dòng)泵，待泵出口有一定的壓力后再開(kāi)啟泵出口閥但幅度不要太大；記錄下泵在一定轉(zhuǎn)速下泵的功率、進(jìn)出口壓力、流量等。
（3）加大泵出口閥的開(kāi)度，記錄下相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
（4）關(guān)泵時(shí)，應(yīng)注意泵的出口閥門必須關(guān)閉，再停泵；
3、泵并聯(lián)實(shí)驗(yàn)
（1）灌泵。
（2）同時(shí)開(kāi)啟泵A、泵B，迅速開(kāi)啟泵出口閥門。
（3）記錄下流量計(jì)讀數(shù)、泵入口真空表讀數(shù)、泵出口壓力表讀數(shù)、功率表讀數(shù)。
4、泵串聯(lián)實(shí)驗(yàn)
（1）灌泵。
（2）開(kāi)啟泵A，再開(kāi)泵B；然后開(kāi)啟總出口閥。
（3）記錄下流量計(jì)讀數(shù)、泵入口真空表讀數(shù)、泵出口壓力表讀數(shù)、功率表讀數(shù)。
七、實(shí)驗(yàn)成果整理
（1）在坐標(biāo)紙上繪制單臺(tái)泵的離心泵的特性曲線，
（2）在坐標(biāo)紙上繪制兩臺(tái)泵串聯(lián)實(shí)驗(yàn)的離心泵的特性曲線，
（3）在坐標(biāo)紙上繪制兩臺(tái)泵并聯(lián)實(shí)驗(yàn)的離心泵的特性曲線。