化工原理流体综合实验报告.docx

流体综合实验

实验目的

1） 能进行光滑管、粗糙管、闸阀局部阻力测定实验，测出湍流区阻力系数与雷诺数关系曲

线图；

2） 能进行离心泵特性曲线测定实验，测出扬程与流量、功率与流量以及离心泵效率与流量

的关系曲线图；

3） 学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法，使学生了解涡轮流量计、电动调节阀以及相关仪表的原理和操作；

离心泵特性测定实验

一、基本原理

离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H、轴功率N及效率n与泵的流量。之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内部流动情况复杂，不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定。

1.扬程H的测定与计算

取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面，列机械能衡算方程：

2 2

z,+—+ H=%+—4- +

网递 -pg2g

（1—1）

由于两截面间的管子较短，通常可忽略阻力项fhY，速度平方差也很小，故也可忽略，则有

4（…）+心

（1—2）式中：H=Z2-Z］，表示泵出口和进口间的位差，m；

p 流体密度，kg/m3；

g 重力加速度m/s2；

p「P2——分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa；

H1、H2一分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头，m；

u1、u2——分别为泵进、出口的流速，m/s；

z1、z2——分别为真空表、压力表的安装高度，m。

由上式可知，只要直接读出真空表和压力表上的数值，及两表的安装高度差，就可计算出泵的扬程。

2.轴功率N的测量与计算

(1—3)N=N藏

(1—3)

其中，N

其中，N电为电功率表显示值，

^代表电机传动效率，可取k=0.95

3.效率n的计算

泵的效率n是泵的有效功率Ne与轴功率N的比值。有效功率Ne是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功率，轴功率N是单位时间内泵轴从电机得到的功，两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。

泵的有效功率Ne可用下式计算：

Ne=HQpg(1—

Ne=HQpg

故泵效率为

(1—5)罕mo%

(1—5)

四、实验步骤及注意事项

(一)实验步骤：

实验准备：

实验用水准备：清洗水箱，并加装实验用水。

离心泵排气：通过灌泵漏斗给离心泵灌水，排出泵内气体。

2、开始实验:

仪表自检情况，打开泵进口阀，关闭泵出口阀，试开离心泵，检查电机运转时声音是否正常，，离心泵运转的方向是否正确。

开启离心泵，当泵的转速达到额定转速后，打开出口阀。

实验时，通过组态软件或仪表逐渐改变出口流量调节阀的开度，使泵出口流量从1000L/h逐渐增大到4000L/h，每次增^口500L/h。在每一个流量下，待系统稳定流动5分钟后，读取相应数据。离心泵特性实验主要需获取的实验数据为：流量Q、泵进口压力p1、泵出

口压力p2、电机功率N电、泵转速n,及流体温度t和两测压点间高度差气(H°=0.1m)。

实验结束，先关闭出口流量调节阀，再停泵。然后记录下离心泵的型号，额定流量、额定转速、扬程和功率等。

(二)注意事项：

一般每次实验前，均需对泵进行灌泵操作，以防止离心泵气缚。同时注意定期对泵进行保养，防止叶轮被固体颗粒损坏。

泵运转过程中，勿触碰泵主轴部分，因其高速转动，可能会缠绕并伤害身体接触部位。

不要在出口阀关闭状态下长时间使泵运转，一般不超过三分钟，否则泵中液体循环温度升高，易生气泡，使泵抽空。

五、数据处理

(1)记录实验原始数据如下表1：

泵进出口测压点高度差H0=0.1m

表1

实验次数

流量Qm3/h

泵进口压力p/kPa

泵出口压力p/kPa

电机功率

N电/kW

泵转速nr/m

1

1

-4.5

219.1

0.439

1900

2

1.5

-4.6

215.5

0.462

1920

3

2

-4.9

211.5

0.490

1920

4

2.5

-5.1

207.1

0.520

1880

5

3

-5.1

201.0

0.549

1900

6

3.5

-5.5

194.5

0.572

1880

7

4

-6.4

185.8

0.592

1880

8

4.5

-7.0

177.0

0.618

1860

9

5

-7.7

165.4

0.640

1860

(2)根据原理部分的公式，按比例定律校合转速后，计算各流量下的泵扬程、轴功率和

效率，如表2：

表2

实验次数

流量Qm3/h

扬程Hm

轴功率NkW

泵效率n

%

1

1

22.89

0.417

14.96

2

1.5

22.54

0.439

20.99

3

2

22.16

0.466

25.94

4

2.5

21.73

0.494

29.97

5

3

21.11

0