《泵與風(fēng)機(jī)試驗》試驗指導(dǎo)書及試驗報告工程熱物理教研室編泵與風(fēng)機(jī)試驗室OO八年五月前 言料力量，培育學(xué)生的實踐與創(chuàng)力量。熱能與動力工程專業(yè)、核能與動力工程專業(yè)、建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)。泵與風(fēng)機(jī)、熱工測量、工程流體力學(xué)。試驗工程試驗工程試驗一離心風(fēng)機(jī)性能試驗試驗二軸流風(fēng)機(jī)性能試驗試驗三離心泵綜合試驗112⒌試驗環(huán)境〔對試驗室、機(jī)房、效勞器、打印機(jī)、投影機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等配置及數(shù)量要求〕泵與風(fēng)機(jī)試驗對試驗環(huán)境有如下要求：①試驗室最好安排在一層，要求試驗室離教室和辦公室有肯定距離，以防止試驗時的噪聲影響正常的教學(xué)和辦公。②風(fēng)機(jī)試驗室安排在窗戶較多的屋子，做試驗時室外最好風(fēng)力不要太大。③離心泵試驗室要求有自來水或離取水位置較近。④試驗室內(nèi)要求有黑板。對于泵與風(fēng)機(jī)試驗，有以下幾點總體要求：①等課程的相關(guān)學(xué)問。②試驗前，要求試驗室向?qū)W生開放，以便學(xué)生了解試驗設(shè)備和測量設(shè)備，以及對整個試驗有感性生疏。③對于驗證性試驗，要求學(xué)生在試驗前就已很好地把握了測量設(shè)備的工作原理、使用方法以及試驗步驟。④對于綜合性、設(shè)計性試驗，應(yīng)適當(dāng)提前向?qū)W生布置任務(wù)。學(xué)生應(yīng)依據(jù)試驗任務(wù)，查閱資料，進(jìn)展理論分教師審查同意前方可進(jìn)展試驗。試驗后，要求學(xué)生按要求整理試驗數(shù)據(jù)，撰寫試驗報告，并提出或答復(fù)相關(guān)問題。①本試驗的重點：是對教材所講科學(xué)規(guī)律進(jìn)展驗證，把握相關(guān)參數(shù)的測量方法。②本試驗的難點：綜合性設(shè)計性試驗的試驗方案確定、試驗步驟確實定。③教學(xué)方法建議：承受多媒體手段對試驗進(jìn)展必要的講解和布置試驗任務(wù)；綜合性設(shè)計性試驗分組進(jìn)展方案論證；試驗現(xiàn)場更多發(fā)揮學(xué)生的主動性，教師只做必要的輔導(dǎo)。試驗一離心風(fēng)機(jī)性能試驗一、試驗?zāi)康纳桦x心風(fēng)機(jī)性能測定裝置的構(gòu)造與根本原理。把握利用試驗裝置測定風(fēng)機(jī)主要工作參數(shù)的試驗方法。通過試驗得出被測風(fēng)機(jī)的氣動性能曲線〔全壓-流量、軸功率-流量、效率-流量。二、試驗類型本試驗為驗證型試驗。三、試驗裝置試驗裝置構(gòu)造如圖1所示〔圖中未標(biāo)示出測壓管位置。1-進(jìn)口集流器2-節(jié)流網(wǎng)3-整流柵4-5-6-7-扭矩測量裝置圖1 離心風(fēng)機(jī)試驗裝置簡圖GB1236《通風(fēng)機(jī)空氣動力性能試驗方法》標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計并制造了本試驗裝置。本試驗裝置承受進(jìn)D/23D處分別裝設(shè)測壓管接頭。3主要是使流入風(fēng)機(jī)的氣流均勻；節(jié)流網(wǎng)2起流量調(diào)整作用，在此節(jié)流網(wǎng)位置上加銅絲網(wǎng)或均勻地加一些小紙片可以轉(zhuǎn)變進(jìn)入風(fēng)機(jī)的流量。扭矩測量裝置7通過稱重傳感器檢測、傳輸被測扭力、計算扭矩，進(jìn)而計算出輸入風(fēng)機(jī)的軸功率?！矇毫鞲衅?、稱重傳感器、溫度傳感器〕傳送到數(shù)字巡檢儀顯示出來。四、試驗步驟〔傾斜管壓力計〕通過聯(lián)通管與試驗風(fēng)管的測壓力孔相連接，在連接前檢查測壓管路有無漏氣現(xiàn)象，應(yīng)保證無漏氣。2、電動機(jī)啟動前，在測力矩力臂上配加砝碼，使力臂保持水平。3、裝上被測風(fēng)機(jī)，卸下葉輪后，啟動測功電機(jī)，再加砝碼ΔG′使測力矩力臂保持水平，登記空載力矩〔一般由指導(dǎo)教師事先做好。裝上葉輪，接好進(jìn)風(fēng)口與試驗風(fēng)管，轉(zhuǎn)動聯(lián)軸節(jié)，檢查葉輪是否與進(jìn)風(fēng)口有刮碰磨擦現(xiàn)象。5、啟動電機(jī)，運行10分鐘后，在測力臂上加配砝碼使力臂保持水平，待工況穩(wěn)定后登記集流器壓力ΔPn、靜壓Pest1G〔全部砝碼重量〕n。6、在節(jié)流網(wǎng)前加銅絲網(wǎng)或小圓紙片，使流量漸漸減小直到零，來轉(zhuǎn)變風(fēng)機(jī)的工況，一般取十個測量工況〔包括全開和全閉工況，每一工況穩(wěn)定后登記讀數(shù)。7、試驗前后分別記錄大氣壓力和溫度。-1---3-五、試驗原理〔寫出風(fēng)機(jī)進(jìn)出口截面能量方程式〕六、試驗記錄風(fēng)機(jī)銘牌參數(shù)及相關(guān)尺寸序號出口擋板開度序號出口擋板開度1路扭力2路靜壓3路靜壓4路溫度轉(zhuǎn)速n流量全壓軸功率空氣密度：流量測量截面管徑：流量計算公式：全壓計算公式：〔〕〔〕〔〕〔〕〔〕〔〕〔〕〔〕12345678910軸功率計算公式：軸功率計算公式：【注】①2路靜壓——即進(jìn)口風(fēng)管壓力；②3③阻力損失0.15Pd1

Pd1

0.96P 。stj七、試驗結(jié)果及爭論1、繪制性能曲線圖2、問題爭論用進(jìn)氣裝置測繪風(fēng)機(jī)性能曲線的優(yōu)缺點。如何調(diào)整和掌握風(fēng)機(jī)流量。繪制性能曲線應(yīng)留意哪些問題。試驗二軸流風(fēng)機(jī)性能試驗一、試驗?zāi)康纳栎S流風(fēng)機(jī)性能測定裝置的構(gòu)造與根本原理。把握利用試驗裝置測定風(fēng)機(jī)主要工作參數(shù)的試驗方法。通過試驗得出被測風(fēng)機(jī)的氣動性能曲線〔全壓-流量、軸功率-流量、效率-流量。二、試驗類型本試驗為驗證型試驗。三、試驗裝置210后裝有畢托管及靜壓測點(圖中未標(biāo)示出測壓管接頭位置，具體可見試驗臺裝置)6為雙速(低速/高速)電機(jī)；尚配有一臺變頻器。1-支架2-5610-整流柵板2軸流風(fēng)機(jī)試驗裝置簡圖軸功率測量承受扭矩測量裝置〔具體見試驗臺裝置本體。所產(chǎn)生的平衡扭力通過稱重傳感器感應(yīng)、傳送。本〔壓力傳感器、稱重傳感器、溫度傳感器〕傳送到數(shù)字巡檢儀顯示出來的?！沧ⅰ碁楣?jié)約時間，2、3、4三個步驟，由指導(dǎo)教師事前預(yù)備好。四、試驗步驟1、按試驗裝置簡圖〔2〕接好各個試驗設(shè)備和測試儀器。2、將調(diào)整閥門調(diào)至全開狀態(tài)，啟動電機(jī)，記錄各項試驗數(shù)據(jù)。37～8個工況。五、留意事項軸流式風(fēng)機(jī)的特點是風(fēng)量越小，軸功率越大，所以本試驗不做關(guān)閉閥門的工況點，更不要在關(guān)閉閥門時啟動電機(jī)，以防電機(jī)過載而燒壞。六、試驗原理〔寫出風(fēng)機(jī)進(jìn)出口截面能量方程式〕-1---10-七、試驗記錄風(fēng)機(jī)銘牌參數(shù)相關(guān)參數(shù)及計算公式空氣密度：空氣密度：流量測量截面管徑：流量計算公式：全壓計算公式：軸功率計算公式：11路扭力①2路靜壓3路畢托管 4路溫度n流量全壓軸功率低轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)速〔〕〔〕〔〕〔〕〔〕〔〕〔〕〔〕1234567891012345678910注：①扭力：測扭矩用的平衡扭力，用于計算軸功率，由稱重傳感器傳送、通過數(shù)字巡檢儀顯示。n〔r/min：被檢測后通過數(shù)字巡檢儀進(jìn)展顯示。d③靜壓測點至風(fēng)機(jī)進(jìn)口處損失值△，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定取0.15P。d繪制性能曲線圖試驗三離心泵綜合試驗一、試驗?zāi)康募安殚嗁Y料的力量；著重培育獨立解決實際問題的力量、創(chuàng)力量和組織治理力量。二、試驗類型三、試驗裝置本試驗臺可以進(jìn)展離心泵特性曲線測定試驗、離心泵汽蝕試驗和離心泵啟停及串并聯(lián)試驗，是一個多功能的、力表、管道及閥門等組成。泵一的驅(qū)動電機(jī)，其轉(zhuǎn)子的軸固定在軸承上，而其定子是懸浮的。1-平衡砝碼2-水泵〔泵一〕3-水泵一電機(jī)4-5-6-泵二電開關(guān)7-泵一電開關(guān)8-泵一轉(zhuǎn)速顯示表9-10-11-泵一出水閥12-13-泵二和泵一串聯(lián)閥14-15-16-U型管差壓計17-18-計量水箱19-溢流閥20-21-排氣閥22-水罐23-活動輪24-水泵二電機(jī)25-放水閥26-水泵(泵二)27-吸水管圖3 離心泵綜合試驗裝置構(gòu)造簡圖四、試驗原理和方法參考Hq曲線V依據(jù)試驗內(nèi)容要求，在相應(yīng)位置建立能量方程。利用閥門調(diào)整流量，測定H、q 的數(shù)值。q用水箱和秒表測定或讀取差壓計讀數(shù)據(jù)計算而得；H值可由V V下計算：p p 2221HZ21

g 22g1式中：p 表讀數(shù)，MPa，換算成水柱高，m；Ep——真空表讀數(shù)，MPa，換算成水柱高，m；SZ——壓力表至真空表接出點之間的高度，m；、1

——泵進(jìn)、出口流速，一般進(jìn)口、出口管徑一樣，即d2

d1

1222 1 2gqV

H值〔pE

p值HqS

坐標(biāo)系中得到相H

q曲線。VPq曲線VqV

PPqV

P的公式為：PMFL2n60

(GL11

GL0

60 〔W〕M——相應(yīng)工況下的感應(yīng)力矩，kg.m；——相應(yīng)工況下的電機(jī)〔泵〕旋轉(zhuǎn)角速度；n——相應(yīng)工況下的電機(jī)〔泵〕旋轉(zhuǎn)速度，r/min；F——相應(yīng)工況下的力臂上的作用力，N；L——力臂長度，mL0

mL1

m；G——游砣重量，N；1G——砝碼重量，N。0qV

PPqV

坐標(biāo)系中得到相應(yīng)的假設(shè)干測點，PqV

曲線。q曲線V值：

qPqV

qV

HP值，由此可得該流量下的相應(yīng)效率gqH VPqq

HP值，即可算出其相應(yīng)的值，在qV

坐標(biāo)系中可光滑地繪制出泵的效率曲線。V汽蝕試驗泵的試驗標(biāo)準(zhǔn)〔GB/T3216-89〕中規(guī)定：臨界汽蝕余量點的選取，通常按揚程〔或效率〕與無汽蝕的揚程〔多級泵為第一級揚程〕相比，當(dāng)下降值到達(dá)(2k)H〔k為型式數(shù)〕NPSH2

值作為泵的臨界汽蝕余量NPSH 值。試驗時可以通過壓力表讀數(shù)變化狀況來推斷汽蝕是否發(fā)生，如壓力表指針發(fā)生猛烈抖動或急劇下降c為止，即發(fā)生汽蝕。記錄汽蝕時泵入口壓力表讀數(shù)，即可計算NPSH 值：aNPSH

pSS Vp2ap2式中： 安裝真空表處速度，m/s；S

g 2g gp ——試驗條件下的汽化壓力，Pa。V如此，取假設(shè)干個qV

值，并求得相應(yīng)pS

NPSHa

NPSHc

q 坐標(biāo)系中光滑VNPSHc

q 曲線。V串聯(lián)運行串聯(lián)泵所輸送的流量均相等〔無視泄露流量，而串聯(lián)后的總揚程為串聯(lián)各泵所產(chǎn)生的揚程之和。即假設(shè)有兩臺泵串聯(lián)，則：

H H H串 1 2q q qV串 V1 V2式中：H 、H 二臺泵的揚程，m；1 2q qV1 V2

(H程值相加。并聯(lián)運行

q )V

HqV

上同一流量點的揚并聯(lián)后的總流量應(yīng)等于并聯(lián)各泵流量之和，并聯(lián)后的揚程與并聯(lián)運行各泵的揚程相等。即假設(shè)有兩臺泵并聯(lián)，則：H H H并 1 2qV并式中：H 、H 二臺泵的揚程，m；1 2

q qV1 V2q qV1 V2

(H值相加。五、試驗內(nèi)容和要求

q ) 的作法是把并聯(lián)各泵的性能曲線Hq 上同一揚程點的流量V 并 V泵一和泵二為一樣的泵，要測定泵的Hq 、Pq 、q 曲線，要求學(xué)生：V V V確定測量參數(shù)，查找資料把握相關(guān)測量設(shè)備的工作原理，并會使用這些測量設(shè)備。確定試驗路徑并論證其完成試驗?zāi)康牡目尚行?。確定試驗步驟及每步的具體操作。為了完成上述試驗，試驗前應(yīng)做哪些預(yù)備工作？自己擬訂試驗過程應(yīng)當(dāng)記錄的試驗數(shù)據(jù)，并設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格。5局部組成的試驗方案交給教師審核，審核合格前方可進(jìn)展試驗。2．水泵的汽蝕試驗汽蝕試驗由于具有肯定程度的破壞性，實行特別的教學(xué)方式進(jìn)展：學(xué)生按要求設(shè)計試驗方案、教師審查并進(jìn)展試驗演示操作、學(xué)生整理分析數(shù)據(jù)并撰寫試驗報告。汽蝕試驗的目的在于確定泵在工作范圍內(nèi)臨界汽蝕余量與流量的關(guān)系，對學(xué)生的要求是：查閱資料，把握汽蝕的根底理論，在此根底上確定該試驗的測量參數(shù)，這些參數(shù)如何測出？確定試驗路徑并論證其完成試驗?zāi)康牡目尚行浴４_定試驗步驟及每步的具體操作。為了完成上述試驗，試驗前應(yīng)做哪些預(yù)備工作？5局部組成的試驗方案交給教師審核。3．兩臺泵的串聯(lián)運行試驗兩臺泵串聯(lián)試驗的目的就是為了驗證一樣流量下串聯(lián)總揚程等于單臺泵揚程之和，對學(xué)生的要求是：確定串聯(lián)布置方案。確定測量參數(shù)。確定試驗步驟及每步的具體操作。自己擬訂試驗過程應(yīng)當(dāng)記錄的試驗數(shù)據(jù)，并設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格。4局部組成的試驗方案交給教師審核，審核合格前方可進(jìn)展試驗。4．兩臺泵的并聯(lián)運行試驗兩臺泵并聯(lián)試驗的目的就是為了驗證一樣揚程下并聯(lián)總流量等于單臺泵流量之和，對學(xué)生的要求是：確定并聯(lián)布置方案。確定測量參數(shù)。確定試驗步驟及每步的具體操作。自己擬訂試驗過程應(yīng)當(dāng)記錄的試驗數(shù)據(jù)，并設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格。4局部組成的試驗方案交給教師審核，審核合格前方可進(jìn)展試驗。：上述泵的串、并聯(lián)運行試驗，可以進(jìn)展多個流量下的串聯(lián)運行試驗和多個揚程下的并聯(lián)運行試驗，以觀看和驗證泵的串、并聯(lián)運行時的根本規(guī)律。六、留意事項進(jìn)展泵的性能試驗時，留意檢查各閥門的開啟、關(guān)閉狀況后再進(jìn)展泵的啟動。進(jìn)展泵的串聯(lián)試驗時，留意檢查各閥門的開啟、關(guān)閉狀況以及泵的開啟挨次，再進(jìn)展泵的啟動。進(jìn)展泵的并聯(lián)試驗時，留意各閥門的開啟、關(guān)閉狀況，再進(jìn)展泵的啟動。七、試驗前預(yù)備工作留意試驗臺的保養(yǎng)和維護(hù)量水箱應(yīng)保持清潔光明。差壓計，應(yīng)留意防塵，以免影響測量精度。不用時，應(yīng)蓋上塑料布或特制小蓋。易銹零部件，應(yīng)留意防銹。在接電運轉(zhuǎn)前，必需做好以下預(yù)備工作認(rèn)真檢查各閥門、接頭和表頭等有無松動，如有松動，應(yīng)加以緊固；用橡膠管將孔板的測壓口與壓差計相連接；將測力矩力臂裝置調(diào)到平衡狀態(tài)；漏水現(xiàn)象，如漏水，應(yīng)設(shè)法處理。八、簡要操作說明泵的性能試驗試驗前預(yù)備：22②翻開閥門〔1〕和閥門〔12；③關(guān)閉閥門13〕和閥門〔14。進(jìn)展試驗：①啟動泵一。泵運轉(zhuǎn)后，關(guān)閉閥門1〕和120、②翻開閥門〔12〕至全開，調(diào)整閥門〔11〕至肯定開度，水泵開頭給水，待穩(wěn)定運行后再測讀泵一進(jìn)水真空表〔5、出水壓力表〔9〕的讀數(shù)，U型壓差計〔16〕的讀數(shù)，并測定電機(jī)的轉(zhuǎn)速n和平衡力。③漸漸開大閥門1，轉(zhuǎn)變泵的流量〔5~8次，在每一流量下，測量并記錄上述試驗數(shù)據(jù)。泵的串聯(lián)運行試驗在與單臺泵運行時的一樣的流量下，進(jìn)展兩臺泵串聯(lián)時揚程的測量。泵的并聯(lián)運行試驗在與單臺泵運行時的一樣的揚程下，測出兩臺泵并聯(lián)時流量的測量。九、試驗記錄和數(shù)據(jù)處理試驗臺及測量裝置相關(guān)參數(shù)記錄工況砝碼重量G工況砝碼重量G0L1壓力表讀數(shù)真空表讀數(shù) 轉(zhuǎn)速n 流量計高差〔〕〔〕〔〕〔〕〔〕〔〕12345678注：泵的流量也可用計量水箱和秒表來測量。4.性能試驗數(shù)據(jù)處理工況流量〔〕揚程〔〕功率〔〕效率〔〕12345678繪制性能試驗曲線圖串聯(lián)試驗數(shù)據(jù)記錄工況流量計高差1讀數(shù)2讀數(shù)1讀數(shù)