离心泵实验报告

浙江海洋学院东海科学技术学院实验报告班级：12储运1班姓名：xx—学号：121317117实验课程：流体力学实验名称：离心泵仿真实验授课教师：沈雅钧一、实验名称：离心泵仿真实验二、实验目的：（1）学习管路阻力损失、管路摩擦系数、管件局部阻力系数的测定方法，并通过实验了解他们的变化规律。巩固对流体阻力基本理论的认识。（2）了解离心泵的特性。（3）学习离心泵特性曲线的测定方法。（4）熟悉离心泵操作方法和特性曲线的应用。三、实验任务：（1）测定流体流经直管时的摩擦系数与雷诺数的关系。（2）测定流体流动滞留状态时，直管摩擦系数与雷诺数的关系。（3）测定90度标准弯头的局部阻力系数。（4）测定离心泵在恒定转速下的特征曲线。（5）测定离心泵的气蚀性能曲线。四、实验原理：一、管道阻力的测定1）摩擦系数测定法直管的摩擦系数是雷诺数和管的相对粗糙度的函数，因此，相对粗糙度一定，摩擦系数与雷诺数有一定关系。根据流体力学基本理论，摩擦系数与阻力损失之间存在如式（1）的关系。其中：下标为f的h为阻力损失，J/Kg;L为管段长度，m；d为管径，m；u为流速，m/s；根据能量衡算方程，在一条等径的水平管上选取两个截面，测定摩擦系数与雷诺数之间的关系，则这两截面间管段的阻力损失可简化为式（2）两截面间管段的压力差即式（2）的分子，可用直管压差表测出，故可以算出下标为f的h（阻力损失），即可以结合式（1）算出摩擦系数用流量计测定流体通过已知管段的流量，在已知d的情况下，流速可以通过式（3）计算得出，由流体的温度可查得流体的密度，粘度，因此，对于每一组测得的数据可以分别计算出对应的摩擦系数和雷诺数。2）局部阻力系数测定根据局部阻力系数的定义及结合式（2）可得到式（4）只要测出流体经过管件时的阻力损失以及流体通过管路的流速u即可算出局部阻力系数。阻力损失中的压差可由弯管压差表读出。]p-ph=12公式（2）fP兀丁V-—d2公式（3）u2Aph=S—=——公式（4）f2二、离心泵性能的测定在离心泵进出口管装设真空表和压力表，在相应的两截面列出机械能衡算方程式（见式（5））其中：下标为1的H为泵入口真空表读数；下标为2的H为泵出口压力表读数；下标为0的h为两表测压孔之间的垂直距离，m；下标为1的u为吸入管内水的流速，m/s；下标为2的u为排出管内水的流速，m/s；g重力加速度；由式（5）计算出扬程，此即为离心泵给单位重量流体提供的能量，而体积流量可由流量计测得，因此流体获得的有效功率可表示为式（6）。根据离心泵效率的定义及有效功率表达式可得到效率表达（7）。（6）,（7）表达式中：Q表示流量；H表示压头；N表示泵的输入功率。测定方法如下：Q由流量计测得；扬程由（6）计算；N由功率表读出。公式（5）公式（6）公式（7）TU—UH=H+H+h+-2i1202gN=QHpgeNr=—Np五、实验前准备材料：计量槽、离心泵、水槽、流量计、法兰、注水阀、泵进口阀、泵出口阀、真空表、压力表、直管压差表、弯管压差表、流量计显示屏、温度计显示屏、功率表六、实验步骤：一，确保模拟软件和素材文件夹在同一更目录中。打开软件shiyan.exe。正确安装离心泵、计量槽、左右法兰、流量计、注水阀、泵进出口阀、真空表、压力表、直管压差表、弯管压差表、流量计显示、温度计显示、功率表。（安装方法：双击设备名称，点击弹出的设备图，拖动至正确位置，完成进入仿真界面）二，打开总电源开关三，打开仪表电源开关四，点击泵转速开关选择泵的转速（单击，总共有4档，任选一档，选定之后不能再变）五，打开注水泵为泵注水六，等待注水完成，泵中液面不再上升，关闭注水阀（注意，一定要关闭）。七，打开泵电源开关八，打开泵进口阀九，打开泵出口阀（注意顺序）十，逐渐开大出口阀直到全开为之，流量在零至最大之间合理取6组数据，然后反过来从最大流量逐步减小到零为之，同样读取数据。（方法，打开泵出口阀，再调节滑块中选择1%-100%之间的任意数字，点击0K,每选择一个数字，都要等到泵流通稳定，流量值、压力值数据都固定之后才可以进入下一步）十一，当数据满12组时会有提示，此时先关闭泵出口阀再停泵。十二，从菜单中选择〃实验仿真->数据处理〃进行数据处理和绘图。十三，关闭泵电源、仪表电源、总电源。十四，结束实验。完成实验报告。七、实验结果:0.120.11T0.1O.Q9v-O.QSv0.07T0.06■：■-丄0.050.04-：-0.030.02--50,0001、数据计算与处理:项目/组别123456789101112进口压Mpa-0.0221-0.0063-0.0011-0.0014-0.0026-0.0050-0.0079-0.0108-0.0145-0.0177-0.0192-0.0129出口压Mpa0.07550.15490.16740.16740.16720.16020.14810.13460.11590.09910.09090.1242直管损失Kpa2.990.960.190.240.430.771.171.552.032.442.641.82弯管损失Kpa3.150.790.030.060.230.581.031.462.022.502.731.77输出功率KW0.880.680.400.440.540.640.720.770.820.850.860.80流量M3h14.357.181.292.013.876.178.189.7611.4812.7713.3510.76雷诺数re151483757941361821218408536513286350103029121186134804140926113586直管损失系0.01500.01920.11760.06120.02960.02080.01800.01680.01590.01540.01530.0162数管损失系0.7520.7540.8870.7300.7550.7490.7570.7540.7540.7540.7530.752数头m10.0616.5517.1717.3217.4316.9616.0214.9413.4112.0211.3314.09有效功率w392.95323.4660.3094.79183.59284.81356.69396.85418.96417.79411.92412.71效率％50.1753.4516.9424.2138.2050.0055.6657.9157.4155.2353.8257.96水温29.2管径41.88管长2000转速24002、雷诺数-摩擦系数图象:100,000雷诺数3、流量-扬程图象:4、流量-功率图象:3E-030-04002&010-0200流重忖叭;5、流量-效率图象:6、实验反应的现象是什么，通过实验可以发现离心泵具有怎样的特性？（1）通过实验可以看出离心泵在特定的转速下有其独特的特性曲线，而且不受管路特性曲线的影响。（2）在固定的转速下，离心泵的流量、压头和效率不随被输送的液体的性质（如密度）而改变，但泵的功率与液体密度成正比关系。（3）离心泵的轴功率P在流量为零时为最小，随着流量的增大而上升，因而在启动离心泵时应关闭泵的出口阀，以减少启动电流，保护点击，待运转正常后，再打开泵的出口阀并条机流量至规定值。同理在停泵时，也要先关闭出口阀，这样可以防止排除管中液体倒流，保护叶轮。（4）离心泵的丫头一般随流量加大而下降。（5）改变离心泵出口管路上阀门的开赌，便可以改变管路特性曲线。（6）改变电机的频率，就是改变电机的转速，就改变了管路的特性曲线。