幫浦特性綜合實驗系統
指導書與實驗報告
毛根海浙江大學
2023年6月
單幫浦特性曲線測定實驗
指導書與實驗報告
一、實驗目的與要求
1、掌握水幫浦的基本測試技術，了解實驗裝置及儀器儀表的效能和操作方法；
2、測定 p—100自吸幫浦單幫浦的工作特性，作出特性曲線；
二、儀器簡介
1、儀器裝置簡圖如圖2.1所示。（單幫浦實驗選定1#幫浦為實驗幫浦）
圖2.1 幫浦特性綜合實驗儀裝置圖
1．5#流量調節閥 2．2#實驗幫浦 3．功率表 4．1# 實驗幫浦
5．4#流量調節閥 6．輸水管道 7．文透利流量計 8．壓差電測儀
9．蓄水箱 10．2#幫浦壓力表 11．2#幫浦穩壓罐 12．光電轉速儀
13．2#進水閥 14．3#進水閥 15．1#幫浦穩壓罐 16．進水管道
17．壓力真空表 18．1#幫浦壓力表 19．1#進水閥
2、實驗條件設定： 單幫浦特性曲線測定實驗，選定1#幫浦作為實驗幫浦，需關閉2#、3#、5#閥門。
三、實驗原理
對應某一額定轉速n，幫浦的實際揚程h，軸功率n，總效率η與幫浦的出水流量q之間的關係以曲線表示，稱為幫浦的特性曲線，它能反映出幫浦的工作效能，可作為選擇幫浦的依據。
幫浦的特性曲線可用下列三個函式關係表示
h = f1(q)； n = f2(q)； η = f3(q)
這些函式關係均可由實驗測得，其測定方法如下：
1)、流量q（10-6 m3/s）
用文透利流量計7、壓差電測儀8測量，並據下式確定q值
q = a(δh)b1）
式中： a、b —— 預先經標定得出的係數，隨儀器提供；
δh —— 文丘里流量計的測壓管水頭差，由壓差電測儀8讀出（單位cm水柱）；
q —— 流量（10-6m3/s）
2)、實際揚程h（m水柱）
幫浦的實際揚程係指水幫浦出口斷面與進口斷面之間總能頭差，是在測得幫浦進、出口壓強，流速和測壓表表位差後，經計算求得。由於本裝置內各點流速較小，流速水頭可忽略不記，故有：
h = 102 (hd - hs2）
式中 h —— 揚程（m水柱）；
hd —— 水幫浦出口壓強（mpa）；
hs —— 水幫浦進口壓強（mpa），真空值用「－」表示。
3)、軸功率（幫浦的輸入功率）n（w）
3）4）
（5）式中：k —— 功率表表頭值轉換成實際功率瓦特數的轉換係數；
p —— 功率表讀數值（w）；
—— 電動機效率；
a、b、c、d —— 電機效率擬合公式係數，預先標定提供。
4)、總效率η
6）式中： ρ —— 水的容重1000 kg/m3；
g —— 重力加速度（g = 9.8 m/s2）。
5)、實驗結果按額定轉速的換算
如果幫浦實驗轉速n與額定轉速nsp不同，且轉速滿足，則應將實驗結果按下面各式進行換算；
7）8）
9）10）
式（7）~ （10）中帶下標「0」的各引數都指額定轉速下的值。
四、實驗步驟與方法
1）實驗前，必須先對照圖2.1，熟悉實驗裝置各部分名稱與作用，檢查水系統和電系統的連線是否正確，蓄水箱的水量是否達到規定要求。記錄有關常數。
2）幫浦啟動與系統排氣：全開1# 、4#閥，啟動1# 實驗幫浦，再開啟功率表開關（幫浦啟動前，功率表開關3一定要置於「關」的位置）。待輸水管道6中氣體排盡後，關閉4#閥，排除電測儀8中壓差感測器兩連線管內的氣泡。
3）壓差電測儀8調零：在4#閥全關(即流量為零) 狀況下，電測儀應顯示為零，否則應調節其調零旋鈕使其顯示為零。
4）在1# 閥全開情況下，調節4#閥，控制1# 實驗幫浦的出水流量。
5）測記功率表3的錶值，同時測記電測儀8、壓力表18與真空壓力表17的錶值。
6）測記轉速：將光電測速儀射出的光束對準貼在電機轉軸端黑紙上之反光紙，即可讀出軸的轉速。轉速須對應每一工況分別測記。
7）按上述步驟4)～6)，調節不同流量，測量7 ～ 13次。
8）在4#閥半開情況下（壓力表18讀數值約在0.05mpa左右），調節1#進水閥來控制幫浦的出水流量，在不同開度下，按上述第4、5、6步驟測量2～ 3次，其中一次應使真空壓力表17之表值達 -0.07 mpa左右。
9）實驗結束，先關閉功率表電源，再關閉水幫浦電源，檢查電測儀8是否為零，如不為零應進行修正。最後關閉電測儀電源。
五、實驗成果及要求
1）有關常數實驗裝置台號no. 2
流量換算公式係數 ab =
電動機效率換算公式係數：
a = b = c = d =
功率表轉換係數 k =
幫浦額定轉速 nsp = (r/min)
2） 記錄及計算**
表1實驗記錄表
表2幫浦特性曲線測定實驗結果
3） 根據實驗值在同一圖上繪製h0～q0、n0 ～ q0、η0 ～ q0曲線。
本實驗曲線應自備公釐方格紙繪製，圖中的公用變數q0為橫座標，縱座標則分別對應h0、n0、η0，用相應的分度值表示。座標軸應註明分度值的有效數字、名稱和單位；不同曲線分別以函式關係予以標註。
六、試驗分析與計論
1）對本試驗裝置而言，幫浦的實際揚程（總揚程）即為進出口壓強差，如式（2）所示，為什麼？
2）本實驗p—100自吸幫浦與離心幫浦的特性曲線相比較有何異同？它們在啟動操作和執行過程中應分別注意什麼？
3）當水幫浦入口處真空度達7 ～ 8 mh2o左右時，幫浦的效能明顯惡化，試分析原因。
4）由實驗知幫浦的出水流量越大，幫浦進口處的真空度也越大，為什麼？
5）本實驗、幫浦裝機高程能否高於吸水井水面8 m？為什麼？
6）本實驗裝置中，壓力表前為何要設定穩壓筒，有何作用？壓力表的安裝高度有何要求？
7）1#進水閥在本試驗裝置中有何作用？去掉該閥，本試驗裝置又將如何布置？
雙幫浦串聯實驗
指導書與實驗報告
一、實驗目的與要求
1）掌握串聯幫浦的測試技術；
2）測定 p—100自吸幫浦在雙幫浦串聯工況下揚程h ~ 流量q特性曲線，掌握雙串聯幫浦特性曲線與單幫浦特性曲線之間的關係。
二、儀器簡介
1． 儀器裝置簡圖如圖3.1所示
圖3.1 串聯幫浦特性曲線測定裝置圖
1．5#流量調節閥 2．2#實驗幫浦 3．功率表 4．1# 實驗幫浦
5．4#流量調節閥 6．輸水管道 7．文透利流量計 8．壓差電測儀
9．蓄水箱 10．2#幫浦壓力表 11．2#幫浦穩壓罐 12．光電轉速儀
13．2#進水閥 14．3#進水閥 15．1#幫浦穩壓罐 16．進水管道
17．壓力真空表 18．1#幫浦壓力表 19．1#進水閥
2、設定實驗條件：關閉功率表。在關閉2#、4#閥，開啟1# 、#3#、5#閥狀態下，開啟1# 實驗幫浦與2# 實驗幫浦，兩台實驗幫浦形成串聯工作迴路。
三、實驗原理
前一台水幫浦的出口向後一台幫浦的入口輸送流體的工作方式，稱之為水幫浦的串聯工作。
水幫浦的串聯意味著水流再一次得到新的能量，前一台水幫浦把揚程提到h 1後，後一台水幫浦再把揚程提高h 2。即已知水幫浦串聯工作的兩台或兩台以上水幫浦的效能曲線函式分別為h1 = f1(q1)、h2 = f1(q2)、…，則水幫浦串聯工作後的效能曲線函式為在流量相同情況下各串聯水幫浦的揚程疊加：
h = f(q) = f1(q1) + f2(q2) + …= h 1+ h 2 + …
這些函式關係均可由實驗測得，其測定方法如下：
1) 流量q（10-6 m3/s）
用文透利流量計7、壓差電測儀8測量，並據下式確定q值
q = a(δh)b
式中： a、b —— 預先經標定得出的係數，隨儀器提供；
δh —— 文丘里流量計的測壓管水頭差，由電測儀8讀出（單位cm水柱）；
q —— 流量（10-6m3/s）
2) 實際揚程h（m水柱）
幫浦的實際揚程係指水幫浦出口斷面與進口斷面之間總能頭差，是在測得幫浦進、出口壓強，流速和測壓表表位差後，經計算求得。由於本裝置內各點流速較小，流速水頭可忽略不記，故有：
h = 102(hd - hs)
式中：h —— 揚程（m水柱）；
hd —— 水幫浦出口壓強（mpa）；
hs —— 水幫浦進口壓強（mpa），真空值用「－」表示。
四、實驗步驟與方法
1）實驗前，必須先對照圖3.1，熟悉實驗裝置各部分名稱與作用，檢查水系統和電系統的連線是否正確，蓄水箱的水量是否達到規定要求。記錄有關常數。
2）壓差電測儀8調零：在流速為零狀態下，壓差電測儀8顯示數值應為零，否則應調節其調零旋鈕使其顯示為零。
3）測定1# 實驗幫浦流量 ~ 揚程：關閉2#、3#、5#閥，全開1#閥，關閉2# 實驗幫浦，開啟1# 實驗幫浦，開啟4#閥，待流量穩定後，測記流量(即壓差電測儀8錶值)及揚程(即壓力表18錶值與壓力真空表17錶值之差)。調節4#閥開度，改變流量，在不同流量下重複測量7~10次，分別記錄相應流量、揚程。
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