《水泵及水泵站》实验

实验一 离心泵特性曲线实验一、实验目的掌握离心泵特性曲线(Q H -曲线、Q N -曲线、Q -η曲线)的测定方法。

二、实验内容测定一定转速下的离心泵特性曲线。

三、实验仪器、设备及材料1．离心泵性能实验台1-离心泵； 2-电机； 3-天平杆； 4-砝码； 5-真空表； 6-压力表； 7-吸水管阀门； 8-压水管阀门； 9-循环水箱； 10-计量水箱； 11-放空阀门； 12-出水口2．数字式光电转速表； 1． 秒表； 2． 橡胶管； 3． 5号电池。

四、实验原理1．流量：单位时间内泵所输送的流体量。

采用体积法进行测量：310*-=tVQ s m 3式中：Q ——离心泵流量，m 3/s ；t ――计量时间 ，s ；V ――t 时间流入计量水箱内水的体积， l 。

2．扬程：泵所输送的单位重量流量的流体从进口至出口的能量增值。

采用离心泵进口真空表及出口压力表进行测量：)(100V P P Z H ++∆=式中： H ——离心泵扬程 ，m ；Z ∆——离心泵进出口压力表的高度差， m ；V P P ,——离心泵进出口压力表的读数值，MPa ；3．功率泵的功率常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故称轴功率，用N 表示。

在本实验中轴功率采用马达天平测功机构进行测量，比一般使用的电功率测量法更直接、更准确。

将电机转子固定于轴承上，使电机定子可自由转动。

当定子线圈通入电流时，定子与转子之间便产生一个感应力矩，该力矩使定子和转子按不同方向各自旋转。

若在定子上安装一套天平，使之对定子作用一反向力矩M’，当定子静止不动时，二力矩相等。

因此，只要测得天平砝码的重量砝码距定子中心的距离，便可求出感应力矩M 。

该力矩与转子角速度的乘积即是电机的输出功率。

转子的角速度ω可通过转速表测量转子的转速求得：ωM N =其中：mgL M =，60/2n πω= 式中：N ——电机的输出功率 ，W ；M ——定子与转子间的感应力矩，NM ； ω——转子的旋转角速度， l ／s ： m ——-砝码的质量， kg ； g ——重力加速度， 9.8m/s 2L ——砝码至电机中心的距离， m ； n ——电机的转速，rpm 。

泵的输出功率，又称有效功率e N ，它表示单位时间内流体从泵中所得到的实际能量，等于重量流量与扬程的乘积。

gQH rQH N e ρ==4．效率效率表示输入的轴功率N 被流体的利用程度，即泵的有效功率与电机的输出功率或轴功率之比：NgQHN N e ρη==式中：η——离心泵的效率；ρ——水的密度，10003/m kg 。

五、实验步骤（一）准备工作1．全开吸水管阀门； 2．关闭压水管阀门；3．搬动出水口，令其指向回流水箱（循环水箱）； 4．打开计量水箱放空阀门，待水放空后，关闭此阀； 5．让循环水箱内进满水；6．将泵上的放气开关打开，对水泵充水、排气，待水均匀流出放气开关，即表示水已充满，关闭放气开关；7．用手盘动电机与水泵的联轴器，使其转动自如； 8．调节天平秤的初始刻度为0。

（二）实测 1． 启动电机。

2． 均匀开启压水管阀门至全开，稳定后，记录压力表和真空表读数值；使用光电转速表测转速n ，并记录n 及天平秤的读数m 。

3． 搬动出水口，令其指向计量水箱，同时启动秒表开始计时；等计量水箱的水到一定刻度时，搬动出水口，令其指向回流水箱，同时停止计时。

记录时间t 、流入计量水箱的水的体积V 、离心泵进出口压力表的读数值V P P ,。

若压力表指针或计量水箱液面有波动，读数时取平均值。

4．打开放空阀门将水放空，然后关闭此阀门。

5．再根据压力表读数变化范围，适当关小压水管阀门，重复上述过程。

从最大流量到零流量，重复十次左右。

6．测试完毕关闭电机，整理仪器、仪表。

实验原始记录及数据计算结果： △Z=_______m ； L=_______m离心泵型号：_____________；流量：____________；扬程：______________； 转 速：_____________；效率：____________六、实验报告要求1．实验名称、学生姓名、学号、班号和实验日期； 2．实验目的和要求；3．实验仪器、设备与材料； 4．实验原理； 5．实验步骤； 6．实验原始记录； 7．实验数据计算结果；8．实验结果分析，讨论实验指导书中提出的思考题，写出心得与体会。

七、实验注意事项1． 读数时视线要水平；压力表指针或计量水箱液面有波动，读数时取平均值。

2．搬动出水口时，尽量不要让水溅出。

八、思考题1．根据所测数据求出的流量、扬程、功率和效率，对应地绘制在坐标纸上。

流量为横坐标，扬程、功率和效率为纵坐标。

2．曲线绘好后，任给一条管路性能曲线，找出离心泵的工况点并分析在此处工况点离心泵的性能。

实验二离心泵串并联实验一、实验目的验证离心泵联合运行，即串联或并联工作时的性能以及与单泵运行时性能的关系。

二、实验内容测试离心泵串联、并联工作时的性能以及与单泵运行时性能的关系。

三、实验仪器、设备及材料1．离心泵联合运行实验台2．接线插座一个；3．橡胶软管2根。

四、实验原理1．流量流量采用体积法进行测量Q=V/t式中：Q――泵系统的流量1/s；t――计量时间s；V――t时间内流入计量水箱内水的体积。

2．扬程扬程采用离心泵进出口压力表及真空压力表进行测量。

a)单泵H=△z+100（P+P V）式中：H――离心泵扬程，m；△z――离心泵进出口压力表与真空表高差，m；P，P V――离心泵进出口压力表与真空表读值，Mpa；b)串联Hs= △z +100（P A+P B+P V A+P VB）式中：H――串联泵总扬程m；P A 、P B――A、B泵出口压力表读值，Mpa；P V A、P VB――A、B泵进口真空压力表读值，该读数值在正压时取负，Mpa。

(3)并联H=△z +100（P+P V）式中各项含义同单泵。

3．串联泵性能叠加原理将串联在一起的两台单泵的扬程与流量关系曲线，按相同流量下扬程相加，即所谓竖加法原理，合成两台泵串联工作时的扬程与流量关系曲线。

4．泵性能叠加原理将并联在一起的两台单泵的扬程与流量关系曲线，按相同扬程下流量相加，即所谓横加法原理，合成两台泵并联工作时的扬程与流量关系曲线。

五、实验步骤1．单泵（1）准备①全开泵吸水管阀门4A或4B，全开系统出口阀门7A或7B；②关闭串联切换阀门5A或5B、6A或6B、并联切换阀门8；③关闭压水管阀门3A或3B；④搬动系统出水口6或5，令其指向泄水水箱4；⑤打开计量水箱放空阀门8或7，待水放空后，关闭此阀；⑥用手盘动电机与水泵的连轴器，使其转动自如。

（2）实测①启动电机；②均匀开启压水管阀门3A或3B直至全开，稳定后，记录压力表和真空表读值。

同时使用计量水箱2或3计量V 升水所需的时间t，记录时间t和流量Q。

读值后，打开防空阀门8或7将水放空，然后关闭此阀，若压力表指针或水箱液面有波动，读值时取平均。

③再适当关小压水管阀门3A或3B，重复上述过程。

从最大流量到零流量，此重复过程应为10次左右。

可根据压力表读值的变化，确定阀门每次的调节量。

④A泵和B泵可同时操作。

2．串联（1）准备①全开吸水管阀门4A、串联切换阀门6A、5B、系统出口阀门7B；②关闭吸水管阀门4B、串联切换阀门6B、5A、系统出口阀门7A、并联切换阀门8；③关闭压水管阀门3A、3B；④搬动系统出水口5并令其指向泄水水箱4。

⑤打开计量水箱放空阀门7，水放空后，关闭此阀。

（2）实测①首先启动A泵电机，然后均匀开启压水管阀门3A至全开；②再启动B泵电机，然后均匀开启压水管阀门3B至全开，并以3B为调节阀门，按上述单泵方法进行实测。

3．并联（1）准备①全开吸水管阀门4A、4B、并联切换阀门8。

②关闭串联切换阀门5A、5B、6A、6B、压水管阀门3A、3B、系统出口阀门7A、7B。

③搬动系统出水口5并令其指向泄水水箱。

④打开计量水箱放空阀门7，水放空后，关闭此阀门。

（2）实测①分别启动A泵电机、B泵电机；②分别均匀开启压水管3A、3B至全开；③均匀并缓慢开启系统出口阀门7B至全开，并以7B为调节阀门，按上述单泵方法进行实测；实验原始记录及计算结果：水泵型号：功率：转速：口径：扬程：流量：表1 单泵△z =＿＿＿＿＿表2 串联ΔΖ=＿＿＿＿＿表三并联六、实验报告要求1．实验名称、学生姓名、学号、班号和实验日期；2．实验目的和要求；3．实验仪器、设备与材料；4．实验原理；5．实验步骤；6．实验原始记录；7．实验数据计算结果；8．实验结果分析，讨论实验指导书中提出的思考题，写出心得与体会。

七、实验注意事项并联时系统流量比较大，每次计量结束时，应将系统出水口对准泄水水箱内的泄水管，以免水溢出影响测量。

八、思考题1．将所测数据求出扬程和流量，对应地绘在坐标纸上：流量为横坐标，扬程为纵坐标。

2．将两台单泵扬程与流量性能曲线分别按竖加法和横加法原理，绘出串联与并联的扬程与流量性能曲线，并与实测进行比较。

3．曲线绘好后，任给一条管路性能曲线，分别找出单泵运行和联合运行时的工作点，比较联合运。