离心泵性能测试实验
水泵及水泵站实验报告
专 业：水利水电学院农业水利工程 年 级：2010级 姓 名：周文静
学 号：1008220207 指导教师：于永海
2013年11月20日
离心泵性能测试实验报告
姓 名： 周文静 学 号：1008220207 专业班级： 一、实验目的
（1）了解离心泵的结构特性和操作；
（2）测定离心泵在一定转速下的特性曲线； （3）理解合理选择及正确使用离心泵的意义。
二、实验原理
离心泵是生物工程工厂应用广泛的一种液体运输机械，它输送的流体范围很广，包括腐蚀性液体和汉固相悬浮物的液体。这类机械运转时液体流量的调节十分简单，使用很方便。
下图离心泵的装置见图。由图可见，若干个弯曲叶片组成的叶轮1置于具有蜗壳型通道的泵壳2之内，叶轮紧固于泵轴3上。泵的吸入口4位于泵壳的中心，并与吸入管路5相连接，泵壳上侧边的排出口8与排出管路9相连。离心泵一般由电动机带动。离心泵启动前，需要先将所输入的液体灌满吸入管路和泵壳。电动机启动之后，泵轴带动叶轮以1000~3000r/min的速度高速旋转，在此过程中，泵通过叶轮向液体提供了能量，另外，在蜗形泵壳中由于流道的不断扩大，液体的流速减慢而静压强提高，最终以较高的静压强排除管道，实现输送目的。在一定转速下，离心泵的扬程H e 、轴功率N 和效率η等特性参数都与离心泵的数量有关。通常用水作为介质，通过实验测出H e 、N 、η和Q 之间的关系曲线，称为离心泵的特性曲线。特性曲线是选用离心泵和确定泵的适宜操作范围的重要依据。如果在泵的操作中，能够测得其流量，进、出口的压力和泵所消耗的功率（即轴功率或电机功率），那么通过计算就可以作出离心泵的特性曲线。
1. 流量的测定 在一定转速下，调节出口阀改变离心泵的流量，并通过涡轮流量计测出其具体数值。
2. 扬程的测定
在进口真空表和出口压力表两测压点截面列柏努利方程
P P u -u 2
H e =2-1+h 0+1
ρg ρg 2g
或
2
2
22
u -u 2
H e =H 压+H 真+h 0+1-H f
2g
式中：h 0为为压力表和真空表两测压点间的垂直距离； P 1，P 2为压力表和真空表所测表压与真空度； u 2，u 1为泵出口、进口管内水的流速；
H 真、H 压为真空表、压力表所测得读数，以m 液柱表示的数值；
H f 为两测压点间泵的压头损失（本实验可忽略不计）。
3. 有效功率的测定
泵的有效功率可从泵的扬程、流量确定，公式为
H V ρ
N e =e e (kW )
102
式中：V e 为流量； H e 为扬程； ρ为水的密度。
（各变量的单位均为国际单位。） 4. 泵的效率
泵的效率即为有效功率与其轴功率之比，但是测定轴功率较难，实验中经常测定电机功率N 电，从而求取泵的总效率。即
η=
N e
N 电
三、实验装置
本实验采用2B19A 离心泵进行实验，其装置如下图所示。离心泵用三相电
动机带动，用三相调压器调节电动机的转速，转速表测定电动机的转速。将水从水槽中吸入，然后用泵压出管排出至水槽循环使用。在吸入管口处装有底阀滤水器，以免污物进入水泵。过滤器上带有单向阀。以便在启动前可使泵内灌满水。在泵的吸入口和压出口分别装有真空表和压力表，以测量水的进出口的压力。泵的管路中有涡轮流量计，用来测量水的流量。管路出口处装有阀门，用来调节水的流量或管内压力。另有单相瓦特计（功率表）测量电动机输入功率。 其中，电机的输入功率为
W=3(相数)*α（仪表系数）*表头读数（W ）
调节阀
四、实验步骤
（1）了解设备，熟悉流程及所用仪表。 （2）检查轴承润滑情况，用手转动联轴节注意其是否转动灵活、转向是否正确。 （3）旋开加水漏斗及泵壳上部的放气旋塞，向泵内灌水至满，然后关闭漏斗和旋塞。
（4）充满水后，关闭泵的阀门。接通电源点启动电动机，将该泵运转。在运转中药注意安全，防止触电及注意电机是否过热、是否有过大噪音或其他故障。 （5）小心打开功率表开关，注意功率表是否正常，如有不正常现象，应立即停车，与指导老师讨论其原因及处理方法。
（6）慢慢开启出口阀，用出口阀调节流量，待各示数稳定后，记录压力表、真空表读数、流量示数和功率示数。
（7）从最大到零调节流量，读取并记录11组数据。
（8）数据取完后关闭出口阀。转速表测定电动机的转速。 （9）实验结束后，关闭电机。
五、实验数据记录
实验数据记录
六、实验数据整理 1、H P 1，P 2
∆E =100mm , D 进=75mm , D 出=50mm 2、Q
3、N 、M 、n ：扭矩仪等读数
(M -51) N =
4、η
2πn
1000
=
ρgQH
1000N
⨯100% , n=2950r/min
5、数据整理
七、绘制水泵性能曲线
离心泵性能曲线
八、分析及讨论
1、离心泵特性曲线
由实验结果中H-Q 关系曲线得，离心泵特性曲线方程为
y =-0. 0191x 2+0. 3013x +21. 166
2、H-Q 关系曲线
由实验结果中H-Q 关系曲线图可知，H 随着Q 的增大而先增大后减小。
3、N-Q 关系曲线
由实验结果中N-Q 关系曲线图可知，N 随着Q 的增大而不断增大，增长缓慢。
4、η-Q 关系曲线
由实验结果中η-Q 关系曲线图可知，η随着Q 的增大而不断增大，但是当η达到一定值后，随着Q 的增大，η的增长变缓，基本与理论曲线相符。
九、误差来源及分析
1. 数字流量计
实验过程中，数字流量计检测流量时读数有滞后现象，由于实验中是流量时由小到大进行调节，因此可能使得读数比实际数值偏小。为了尽量减小数字流量计带来的误差，在测量时，应使流量从大到小地进行调节，同时，每次调节流量后应等待各示数稳定后在进行读数。
2. 单相瓦特计
实验过程中，单相瓦特计读数有滞后现象，可能会带来一些误差。为了尽量单相瓦特计带来的误差，在测量时，每次调节流量后应等待各示数稳定后在进行读数。
3. 计算误差
室温为15℃左右，采用的各参数取值为：
水的物性：密度ρ水=1000kg/m3
重力常数：g=9.8m/s2 π=3.14
与其真实值有微小差异，但是对最终结果影响较小，可以忽略。
4. 偶然误差
实验过程中，真空表与压力表示数略微有波动，无法精确读数，可能引入误差。还有其他一些不确定因素也可能导致引入偶然误差。