实验四 离心泵特性曲线测定
一、实验目的
1.了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用； 2. 掌握离心泵特性曲线测定方法； 3.了解电动调节阀的工作原理和使用方法。
二、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η与泵的流量Q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：
pupuz1?1?1?H?z2?2?2??hf （1－1）
?g2g?g2g由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项?hf；由于两截面处管径相同，速度平方差为零，则有
H?(z2?z1)?式中： H——扬程，m；
ρ——流体密度，kg/m3 ； g——重力加速度 m/s2；
p1、p2——分别为1、2截面的压强，Pa； u1、u2——分别为1、2截面的流速，m/s； z1、z2——分别为1、2截面的高度，m。
(z2-z1)为两截面的高度差。通常两截面距离很近，相对于扬程来说，两截面高度差可
以忽略不计，即(z2-z1)≈0。所以（1-2）式可以简化如下：
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22p2?p1 （1－2） ?g
H?p2?p1 （1－2） ?g由上式可知，只要直接读出真空表和压力表上的压强数值，就可计算出泵的扬程。
2．轴功率N的测量与计算
N?N电?k （1－3）
其中，N电为电功率表显示值，k代表电机传动效率，可取k＝0.95。
3．效率η的计算
泵的效率η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，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?HQ?g （1－4）
故泵效率为 ??HQ?g?100% （1－5） N
4．转速改变时的换算
泵的特性曲线是在定转速下的实验测定所得。但是，实际上感应电动机在转矩改变时，其转速会有变化，这样随着流量Q的变化，多个实验点的转速n将有所差异，因此在绘制特性曲线之前，须将实测数据换算为某一定转速n?下（可取离心泵的额定转速2900rpm）的数据。换算关系如下：
流量
Q'?Qn? （1－6） n扬程
n?H??H()2 （1－7）
n轴功率
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n?N??N()3 （1－8）
n效率
???Q'H??gQH?g??? （1－9） N?N三、实验装置与流程
离心泵特性曲线测定装置流程图如下：
图1 实验装置流程示意图
四、实验步骤及注意事项
（一）实验步骤：
1.清洗水箱，并加装实验用水。给离心泵灌水，排出泵内气体。
2.检查电源和信号线是否与控制柜连接正确，检查各阀门开度和仪表自检情况，试开状
态下检查电机和离心泵是否正常运转。
3.实验时，逐渐打开调节阀以增大流量，待各仪表读数显示稳定后，读取相应数据。（离
心泵特性实验部分，主要获取实验参数为：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。）
4.测取15组左右数据后，可以停泵，同时记录下设备的相关数据（如离心泵型号，额
定流量、扬程和功率等）。
（二）注意事项：
1.一般每次实验前，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
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行保养，防止叶轮被固体颗粒损坏。
2.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。
五、数据处理
（1）记录实验原始数据如下：
实验日期： 实验人员： 学号： 装置号： 离心泵型号： ，额定流量＝ ，额定扬程＝ ，额定功率＝
表1 实验原始数据 流量Q (m3/h) 泵转速n (r/m) 电机功泵进口压泵出口压率N电 力p1 (kPa) 力p2 (kPa) (kW) 温度t (℃ ) 水密度ρ(kg/m3) 序号 1 ? 15
（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 转速校正后的数据
序号 流量Q’ 扬程H’ (m3/h) (m) 轴功率N’ 泵效率 (kW) η’(%) 1 ? 15 六、实验结果
1．分别绘制一定转速下的H’～Q’、N’～Q’、η’～Q’曲线 2．分析实验结果，判断泵最为适宜的工作范围。
七、思考题
1. 试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？
2. 启动离心泵之前为什么要引水灌泵？如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原
因是什么？
3. 为什么用泵的出口阀门调节流量？这种方法有什么优缺点？是否还有其他方法调节
流量？
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4. 泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？为什么？ 5. 正常工作的离心泵，在其进口管路上安装阀门是否合理？为什么？
6. 试分析，用清水泵输送密度为1200Kg/ｍ3的盐水，在相同流量下你认为泵的压力是
否变化？轴功率是否变化？
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