实验名称：离心泵性能试验

一、实验目的及任务：

1. 了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法。

2. 测定离心泵在恒定转速下的特性曲线，并确定泵的最佳工作范围。 3. 测定管路的特性曲线。

4. 熟悉个孔板流量计的构造、性能和安装方法。 5. 测定孔板流量计的孔流系数。

二、实验原理：

1. 离心泵特性曲线的测定

离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。其中理论压头与流量的关系可以通过对泵内液体质点运动的理论分析得到。由于流体流经泵时，不可不免的会产生阻力损失，如摩擦损失、环流损失等，实际压头小于理论压头，且难以计算。因此，通常采用实验方法，直接测定其参数间的关系，并将测出的He-Q、N-Q、η-Q三条曲线称为离心泵的特性曲线。根据曲线可以找到最佳操作范围，作为选择泵的依据。

(1) 泵的扬程

由伯努利方程，泵的实际压头He如下：

其中，动能项相比于压头项数量级很小，可以忽略；损失项由于管路较短，损失较小，可以忽略，因此得到：

式中 ——泵出口处的压力，mH2O ——泵入口处的压力，mH2O

——出口压力表和入口压力表的垂直距离，m

(2) 泵的有效功率和效率

泵在运转过程中存在能量损失，因此泵的实际和流量较理论低，而输入功率又比理论值高，有泵的总效率：

轴

式中 ——泵的有效功率，kW

——流量，m3/s ——扬程，m ——流体密度，kg/ m3

轴

电电转

N轴——泵轴输入离心泵的功率，kW N电——电机的输入功率，Kw η电——电机效率，取0.9 η转——传动装置的效率，取1.0

2. 孔板流量计孔流系书的测定 孔板流量计的结构如图1所示。

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图1 孔板流量计构造原理

在水平管路上装有一块孔板，其两侧接测压管，分别与压力传感器的两端连接。孔板流量计是根据流通通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减小，造成孔板前后压差作为测量依据。若管路的直径为d1，锐孔的直径为d0，流体流经孔板后所形成缩脉的直径为d2，流体的密度为ρ，孔板前测压导管截面处与缩脉截面处的速度和压强分别为u1、u2和p1、p2，根据伯努利方程，不考虑能量损失可得：

或

由于缩脉的位置随流速的变化而变化，缩脉处的截面积S2难以知道，而孔口的面积已知，且测压口的位置不变，因此可以用孔口处的u0代替u2，考虑流体因局部阻力造成的能量损失，用校正系数C校正后，有：

对不可压缩流体，根据连续性方程有： 整理得：

令 ，则可简化为：