SHYL-585C 離心泵性能綜合實驗臺

一、離心泵性能綜合實驗臺概述
    生產中所處理的原料及產品，大多為流體。按照生產工藝的要求，制造產品時往往需要把他們依次輸送到各設備內進行反應；產品又常需輸送到貯罐內貯存。如果欲達到上述所規(guī)定的條件，把流體從一個設備輸送到另一個設備，需要輸送設備要給流體以一定的速度。生產中，由于各種因素的制約，如場地、設備費用、工藝要求等等；各設備之間流體流動需要消耗能量，流體以一定速度在管內流動亦需要能量。這樣，就必須給流體提供能量的輸送設備。我們把為液體提供能量的輸送設備稱為泵，為氣體提供能量的輸送設備稱為風機及壓縮機。泵種類很多，按照工作原理的不同，分為離心泵、往復泵、旋轉泵、旋渦泵等幾種；風機及壓縮機有通風機、鼓風機、壓縮機、真空泵等。其作用均是：對流體做功，提高流體的壓強。本實驗主要介紹離心泵。
離心泵一般用電機帶動，在啟動前需向殼內罐滿被輸送的液體，啟動電機后，泵軸帶動葉輪一起旋轉，充滿葉片之間的液體也隨著轉動，在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣的過程中便獲得了能量，使葉輪外緣的液體靜壓強提高，同時增加了液體的動能。液體離開葉輪進入泵殼后，由于泵殼中流道逐漸加寬，液體的流速逐漸降低，一部分動能轉化為靜壓能，使泵出口處液體的壓強進一步提高，于是液體以較高的壓強，從泵的排出口進入管路，輸送至所需的場所。
一個完整的流體輸送系統(tǒng)所必須包括的主要設備及儀表有：
1）泵對流體作功，提高流體壓強；
2）進、出口閥門；控制流體流量；
3）壓力表；測量流體的壓強；
4）管道；流體流動的通道。

二、離心泵性能綜合實驗臺設備性能與主要技術參數
1、本實驗裝置主要由：離心泵、功率表、數字壓力表、流量計、蓄水箱、操作臺架等組成。
2、離心泵采用臥式多級離心泵，電機功率：0.37KW，轉速：2900r/min，流量：4m3/h，揚程：20m。
3、壓力采用壓力傳感器。
4、流量計流量：1～10 m3/h。
5、蓄水箱容積約80L，不銹鋼材質。
6、金屬操作臺架上裝有一電控箱，儀表控制及各開關控制都在其上操作。

三、離心泵性能綜合實驗臺可開實驗
1、了解離心泵的結構和特性，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、掌握流量計的測量原理及使用方法。
3、測定恒定轉速條件下泵的揚程、軸功率、效率與流量之間的泵特性曲線；測定泵特性曲線。
4、雙泵串、并聯實驗。

四、離心泵性能綜合實驗臺實驗原理
1、離心泵的特性曲線
離心泵是化工生產中應用廣的一種流體輸送設備。它的主要特性參數包括：流量Q，揚程He，功率N和效率η。這些特性參數之間是相互聯系的，在一定轉速下，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之間的對應關系，若以曲線H~Q、N~Q、η~Q表示，則稱為離心泵的特性曲線，可由實驗測定。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。
2、曲線的測定
（1）流量Q的測定
轉速一定，用泵出口閥調節(jié)流量，管路中流過的液體量通過渦輪流量計流量積算儀來直接讀取流量；m3/h。
（2）揚程（壓頭）He的測定
根據泵進出口管上安裝的真空表和壓力表讀數可計算出揚程：
He =h0 +
 、 —— 分別為泵出口壓力表和入口真空表測得的讀數Pa
ρ ——輸送液體密度 ,  （Kg/ ）
h0──兩測壓口間的垂直距離，（m ）
（3）功率N的測定
由功率表直接測定電機功率N（Kw）；
（4）效率η的測定
Ne =HeQρg
η泵=Ne / N軸×100%
其中：  He ── 揚程，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、離心泵的工作點與調節(jié)
（1）管路特性與泵的工作點：
當離心泵安裝在特定的管路系統(tǒng)中時，實際的工作壓頭和流量不僅與離心泵本身的性能有關，還與管路特性有關，即在輸送液體的過程中，泵和管路是相互制約的，對一特定的管路系統(tǒng)，可得出：He=K+BQ2
其中：操作條件一定時，K為常數。由上式看出，在固定管路中輸送流體時，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)），該關系畫在相應坐標紙上，即為管路特性曲線，該線的形狀取決于系數K、B，即取決于操作條件和管路的幾何條件，與泵的性能無關。
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圖上，兩線交點M稱為泵在該管路上的工作點，該點所對應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、離心泵串并聯操作
在實際生產中，當單臺離心泵不能滿足輸送任務要求時，可采用幾臺離心泵加以組合。離心泵的組合方式原則上有兩種：串聯和并聯。
并聯操作：設將兩臺型號相同的離心泵并聯操作，而且各自的吸入管路相同，則兩臺泵的流量和壓頭必相同，也就是說具有相同的管路特性曲線和單臺泵的特性曲線。在同一壓頭下，兩臺并聯泵的流量等于單臺泵的兩倍，但由于流量增大使管路流動阻力增加，因此兩臺泵并聯后的總流量必低于原單臺泵流量的兩倍。由此可見，并聯的臺數越多，流量增加得越少，所以三臺泵以上的泵并聯操作，一般無實際意義。
串聯操作：將兩臺型號相同的泵串聯工作時，每臺泵的壓頭和流量也是相同的。因此，在同一流量下，串聯泵的壓頭為單臺泵的兩倍，但實際操作中兩臺泵串聯操作的總壓頭必低于單臺泵壓頭的兩倍。應當注意，串聯操作時，后一臺泵所受的壓力大，如串聯泵組臺數過多，可能會導致后一臺泵因強度不夠而受損壞。

五、離心泵性能綜合實驗臺實驗流程圖（參考圖）

六、實驗操作步驟與注意事項
（一）恒定轉速下泵特性曲線：
1、先將一定量的水輸入蓄水箱，加入水量應為水箱的三分之二以上，關閉計量水箱底部排液閥。
2、泵特性曲線
（1）泵啟動前，泵殼內應注滿被輸送的液體（本實驗為水，打開罐泵閥往其內加水直至有水溢流）；并且泵的出口閥需關閉，避免泵剛啟動時的空載運轉。若出現泵無法輸送液體，則說明泵未灌滿或者其內有空氣，氣體排盡后必然可以輸送液體。
（2）關閉罐泵閥，啟動泵，待泵出口有一定的壓力后再開啟泵出口閥但幅度不要太大；記錄下泵在一定轉速下泵的功率、進出口壓力、流量等。
（3）加大泵出口閥的開度，記錄下相關實驗數據。
（4）關泵時，應注意泵的出口閥門必須關閉，再停泵；
3、泵并聯實驗
（1）灌泵。
（2）同時開啟泵A、泵B，迅速開啟泵出口閥門。
（3）記錄下流量計讀數、泵入口真空表讀數、泵出口壓力表讀數、功率表讀數。
4、泵串聯實驗
（1）灌泵。
（2）開啟泵A，再開泵B；然后開啟總出口閥。
（3）記錄下流量計讀數、泵入口真空表讀數、泵出口壓力表讀數、功率表讀數。
七、實驗成果整理
（1）在坐標紙上繪制單臺泵的離心泵的特性曲線，
（2）在坐標紙上繪制兩臺泵串聯實驗的離心泵的特性曲線，
（3）在坐標紙上繪制兩臺泵并聯實驗的離心泵的特性曲線。