SHYL-585C 离心泵性能综合实验台
一、离心泵性能综合实验台概述
生产中所处理的原料及产品，大多为流体。按照生产工艺的要求，制造产品时往往需要把他们依次输送到各设备内进行反应；产品又常需输送到贮罐内贮存。如果欲达到上述所规定的条件，把流体从一个设备输送到另一个设备，需要输送设备要给流体以一定的速度。生产中，由于各种因素的制约，如场地、设备费用、工艺要求等等；各设备之间流体流动需要消耗能量，流体以一定速度在管内流动亦需要能量。这样，就必须给流体提供能量的输送设备。我们把为液体提供能量的输送设备称为泵，为气体提供能量的输送设备称为风机及压缩机。泵种类很多，按照工作原理的不同，分为离心泵、往复泵、旋转泵、旋涡泵等几种；风机及压缩机有通风机、鼓风机、压缩机、真空泵等。其作用均是：对流体做功，提高流体的压强。本实验主要介绍离心泵。
离心泵一般用电机带动，在启动前需向壳内罐满被输送的液体，启动电机后，泵轴带动叶轮一起旋转，充满叶片之间的液体也随着转动，在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时增加了液体的动能。液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，一部分动能转化为静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高，于是液体以较高的压强，从泵的排出口进入管路，输送至所需的场所。
一个完整的流体输送系统所必须包括的主要设备及仪表有：
1）泵对流体作功，提高流体压强；
2）进、出口阀门；控制流体流量；
3）压力表；测量流体的压强；
4）管道；流体流动的通道。
二、离心泵性能综合实验台设备性能与主要技术参数
1、本实验装置主要由：离心泵、功率表、数字压力表、流量计、蓄水箱、操作台架等组成。
2、离心泵采用卧式多级离心泵，电机功率：0.37KW，转速：2900r/min，流量：4m3/h，扬程：20m。
3、压力采用压力传感器。
4、流量计流量：1～10 m3/h。
5、蓄水箱容积约80L，不锈钢材质。
6、金属操作台架上装有一电控箱，仪表控制及各开关控制都在其上操作。
三、离心泵性能综合实验台可开实验
1、了解离心泵的结构和特性，熟悉离心泵的操作；了解并熟悉离心泵的工作方式和操作流程。
2、掌握流量计的测量原理及使用方法。
3、测定恒定转速条件下泵的扬程、轴功率、效率与流量之间的泵特性曲线；测定泵特性曲线。
4、双泵串、并联实验。
四、离心泵性能综合实验台实验原理
1、离心泵的特性曲线
离心泵是化工生产中应用广的一种流体输送设备。它的主要特性参数包括：流量Q，扬程He，功率N和效率η。这些特性参数之间是相互联系的，在一定转速下，He、N、η都随着输液量Q变化而变化；离心泵的压头He、轴功率N、效率η与流量Q之间的对应关系，若以曲线H~Q、N~Q、η~Q表示，则称为离心泵的特性曲线，可由实验测定。特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用离心泵的重要依据。
2、曲线的测定
（1）流量Q的测定
转速一定，用泵出口阀调节流量，管路中流过的液体量通过涡轮流量计流量积算仪来直接读取流量；m3/h。
（2）扬程（压头）He的测定
根据泵进出口管上安装的真空表和压力表读数可计算出扬程：
He =h0 +
、 —— 分别为泵出口压力表和入口真空表测得的读数Pa
ρ ——输送液体密度 , （Kg/ ）
h0──两测压口间的垂直距离，（m ）
（3）功率N的测定
由功率表直接测定电机功率N（Kw）；
（4）效率η的测定
Ne =HeQρg
η泵=Ne / N轴×100%
其中： He ── 扬程，m ；
Ne ── 离心泵有效功率，Kw。
Q ── 泵的流量，m3/s ；
ρ ── 流体密度，Kg/m3 。
N轴── 泵的轴功率。
3、离心泵的工作点与调节
（1）管路特性与泵的工作点：
当离心泵安装在特定的管路系统中时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路特性有关，即在输送液体的过程中，泵和管路是相互制约的，对一特定的管路系统，可得出：He=K+BQ2
其中：操作条件一定时，K为常数。由上式看出，在固定管路中输送流体时，管路所输送的流体的压头He随被输送流体的流量Q的平方而变（湍流状态），该关系画在相应坐标纸上，即为管路特性曲线，该线的形状取决于系数K、B，即取决于操作条件和管路的几何条件，与泵的性能无关。
将离心泵的特性曲线H~Q与其所在管路的特性曲线绘于同一坐标图上，两线交点M称为泵在该管路上的工作点，该点所对应的流量和压头既能满足管路系统的要求，又为离心泵所能提供。
4、离心泵串并联操作
在实际生产中，当单台离心泵不能满足输送任务要求时，可采用几台离心泵加以组合。离心泵的组合方式原则上有两种：串联和并联。
并联操作：设将两台型号相同的离心泵并联操作，而且各自的吸入管路相同，则两台泵的流量和压头必相同，也就是说具有相同的管路特性曲线和单台泵的特性曲线。在同一压头下，两台并联泵的流量等于单台泵的两倍，但由于流量增大使管路流动阻力增加，因此两台泵并联后的总流量必低于原单台泵流量的两倍。由此可见，并联的台数越多，流量增加得越少，所以三台泵以上的泵并联操作，一般无实际意义。
串联操作：将两台型号相同的泵串联工作时，每台泵的压头和流量也是相同的。因此，在同一流量下，串联泵的压头为单台泵的两倍，但实际操作中两台泵串联操作的总压头必低于单台泵压头的两倍。应当注意，串联操作时，后一台泵所受的压力大，如串联泵组台数过多，可能会导致后一台泵因强度不够而受损坏。
五、离心泵性能综合实验台实验流程图（参考图）
六、实验操作步骤与注意事项
（一）恒定转速下泵特性曲线：
1、先将一定量的水输入蓄水箱，加入水量应为水箱的三分之二以上，关闭计量水箱底部排液阀。
2、泵特性曲线
（1）泵启动前，泵壳内应注满被输送的液体（本实验为水，打开罐泵阀往其内加水直至有水溢流）；并且泵的出口阀需关闭，避免泵刚启动时的空载运转。若出现泵无法输送液体，则说明泵未灌满或者其内有空气，气体排尽后必然可以输送液体。
（2）关闭罐泵阀，启动泵，待泵出口有一定的压力后再开启泵出口阀但幅度不要太大；记录下泵在一定转速下泵的功率、进出口压力、流量等。
（3）加大泵出口阀的开度，记录下相关实验数据。
（4）关泵时，应注意泵的出口阀门必须关闭，再停泵；
3、泵并联实验
（1）灌泵。
（2）同时开启泵A、泵B，迅速开启泵出口阀门。
（3）记录下流量计读数、泵入口真空表读数、泵出口压力表读数、功率表读数。
4、泵串联实验
（1）灌泵。
（2）开启泵A，再开泵B；然后开启总出口阀。
（3）记录下流量计读数、泵入口真空表读数、泵出口压力表读数、功率表读数。
七、实验成果整理
（1）在坐标纸上绘制单台泵的离心泵的特性曲线，
（2）在坐标纸上绘制两台泵串联实验的离心泵的特性曲线，
（3）在坐标纸上绘制两台泵并联实验的离心泵的特性曲线。
