水泵性能曲线测定试验指导书

实验、水泵性能曲线测定试验

一、

实验目的与要求

1、 掌握水泵的测试技术，了解实验设备及仪器仪表的性能和操作方法。 2、 测定P-100自吸泵的工作特性，作出特性曲线。 二、 实验装置

实验装置如图5-1所示，是按国际“DB3216-82离心泵、混流泵、轴流泵试

验方法”，并结合教学要求而设计的水泵实验装置，装置中备有循环供水系统，实验泵8为P-100型自吸式水泵，供电电压为220V，泵的最大输出功率为300W，最大吸程大于6m水柱，最大总扬程可达30m水柱。

本装置运行时采用电测量法测量泵的轴功率，即用电功率表1电动机3的输入功率，再根据电动机的效率确定电动机的输出功率。因电动机与泵同轴连接，故传动机械效率为1.0，电动机的输出功率即为泵的轴功率。泵的转速由非接触型光电转速表4测量。泵的出水先经稳水压力罐5稳压后，再通过管道7送回蓄水箱13。泵的流量由阀门9调节，并由文丘里流量计12和传感器11、电测仪16测量。泵的进、出水管压力由真空表15和压力表10测量。关小进水阀14可提高吸水扬程，直至泵体内产生汽化。稳水压力罐5对该系统的压力稳定性起到了非常有益的作用，是本实验装置的特点之一。 三、 实验原理

对应某一额定转速n，泵的实际扬程H，轴功率 N，总效率η，与泵的出水流量Q之间的关系以曲线表示，称为泵的特性曲线，它反映出泵的工作性能，作为选择泵的依据。

即用三个函数关系表示：

H= f1（Q）； N=f2（Q）； η=f3（Q） 这些函数可以由实验测定，其测定方法如下： 1、流量 Q（10-6m3/s）

用文丘里流量计12、电测仪16测量，并由下式确定Q值：

Q=A×（△h）B （1）

式子中：A、B---经预先标定点得出的系数；

△ h---文丘里流量计的测压管水头差，由电测仪16读出（cm水柱）。 Q---流量（×10-6m3/s） 2、实际扬程H（m水柱）

泵的实际扬程系指泵出口断面与进口断面之间的总压头差，是在测得泵进、出口压强，流速和测压表表位差后，经计算取求得。由于本装置泵的进、出口流速相等，

故表位差为零，因此有：

H=102×（hd+hs） （2）

H---泵扬程（m水柱）； hd ---- 泵出口压强（MPa）；

hs ----泵进口压强（MPa），真空度为正值。 3、轴功率 N（W）

N=P0×η

电

（3）

P0=K× P （4） η电=[a（P0/100）3+b（P0/100）2+c（P0/100）+d]/100 （5） 式中：η电---电动机效率；

K---为功率表表头值转换成实际功率瓦特数的转换系数。 P---为功率表读数值（W）。

系数a= b= c= d= 4、总效率η

效率η=（ρgΗQ）/N ρ---水的密度1000kg/m3 g---重力加速度9.8m/s2

5、实验结果按额定转速的换算

如果泵实验转速n与额定转速nsp不同，且满足〔（n-nsp）/nsp〕≤20%，则应将实验结果按下式进行换算：

Q0=Q（nsp/n） H 0=H(nsp/n)2 N 0= N (nsp/n)3 η0=η 式中下标“0”均系额定转速下的值。 四、 实验步方法与步骤

1、准备—对照图5-1，熟悉实验装置各部分名称与作用，检查水系统和电系统的连接是否正确，蓄水箱的水量是否达到箱体三分之二，纪录有关常数。

2、排气—全开阀门9与14，接通电源，开启水泵，（水泵开启前，功率表开关6一定要置于“关”的位置）；待供水管7中气体排尽后，关闭阀门9，然后拧开传感器

11上的两只螺丝，对传感器和连接管排气，排气后将螺丝拧紧。

3、电测仪16调零—-在阀9全关下，电测仪应显示为零，否则应调节调零旋钮，使其显示为零。

4、在阀14全开情况下，调节阀门9 以控制泵的出水流量。此时打开功率表开关6，记录功率表1，同时记录电测仪16和压力表10与15的读数。

5、记录转速----将光电测速仪射出的光束对准贴在电机转轴端黑纸上的反光纸，即可读出轴的转速。转速须对应每一工况进行记录。 6、调节不同流量，测量7---13次。

7、在阀9半开（压力表10读数约为0.05—0.15Mpa）情况下，调节进水阀14，在不同开度下，按上述步骤4、5 测量2—4次，其中一次应使真空压力表15读数约为0.08Mpa。

8、实验结束，先切断电机电源，检查电测仪是否为零；如不为零，应进行修正。最后切断电测仪电源。 五、 实验结果与要求

1、有关常数： 流量换算公式系数A= ； B= 。 电动机效率换算公式系数a= ；b= ；c= ；d= 。 功率表转换系数k=5 ； 泵额定转速nsp= （r/min）。 2、记录及计算表格

表1 实验记录表

表2 泵特性曲线测定实验结果

3、根据实验值在同一图上绘制H0～Q0、N0～Q0、η0～Q0曲线。

本实验曲线应准备毫米方格纸绘制，图中的公用变量Q0为横坐标，纵坐标分别对应H0、N0、η0的分度表示。坐标轴应注明分度值的有效数字、名称、单位；不同曲线分别以函数关系予以标明。 六、 讨论与分析

1、对本实验装置而言，泵的实际扬程（总扬程）即为进出口压强差，如式（2）所示，为什么？

2、本实验P-100型自吸式水泵与离心泵的特性曲线相比较有何异同？它们的使用操作应分别注意什么？

3、当水泵人口处真空度达7～8m水柱左右时，泵的性能明显恶化，试分析原因。 4、由实验知：泵的出水流量越大，泵进口处的真空度也越大，为什么？ 5、本实验泵安装高度能高于吸水水面7～8m吗，为什么？

6、如两泵并联，其流量能否增加一倍？如两泵串联，其扬程能否增加一倍？试作图说明。