DOC《化工原理实验指导书》

)称之为远点压差,其具体数值用差压传感器测定. 2.3 流量计性能测定 流体通过节流式流量计时在上、下游两取压口之间产生压强差,它与流量的关系为: (1.11) (1.11)式中:Vs―被测流体(水)的体积流量,m3/s;

C―流量系数,无因次;

A0―流量计节流孔截面积,m2;

(P上-P下)―流量计上、下游两取压口之间的压强差,Pa;

ρ―被测流体(水)的密度,kg/m3. 用涡轮流量计作为标准流量计来测定流量Vs,每一个流量在压差计上都有一对应的读数,将压差计读数P和流量Vs绘制成一条曲线,即流量标定曲线,同时利用上式整理数据可进一步得到C―Re关系曲线. 2.4 离心泵性能的测定 2.4.1 H的测定 针对泵的吸入口和排出口之间列伯努利方程: (1.12) (1.12)式中:Z―位压头,m;

u―流体速度,m/s;

ρ―流体密度,kg/m3;

P―压强;

H―总压头(扬程),m;

Hf入-出―泵的吸入口和排出口之间管路内的流体流动阻力. 根据(1.12)可以获得离心泵总压头H: (1.13) 与伯努利方程中其它项比较,Hf入-出值很小,故可以忽略,于是(1.13)简化为: (1.14) 将实验测定的(Z出- Z入)和(P出-P入)的值以及计算所得的u入、u出代入式(1.14)中即可以得到H值. 2.4.2 P的测定 离心泵由电动机直接带动,若将传动效率视为100%,那么电动机的输出功率等于泵的轴功率,即: 泵的轴功率P =电动机的输出功率=电动机的输入功率*电动机的效率(1.15) 利用功率表测得的功率即为电动机的输入功率,因而有: 泵的轴功率P=功率表读数*电动机效率 (1.16) 2.4.3η的测定 离心泵总效率指的是有效功率与轴功率的比值,其定义式为: (1.17) (1.17)中:η―泵的效率;

P―泵的轴功率,kw;

Pe―泵的有效功率kw. 有效功率Pe定义式如下: (1.18) (1.18)中:H―泵的扬程,m;

ρ―液体密度,kg/m3;

Qv―体积流量,单位时间内泵输送的液体体积,m3/s. 将(1.16)和(1.18)计算得到的P 和Pe代入(1.17),即可以获得离心泵总效率. 2.5 离心泵管路特性的测定 管路特性曲线是指流体流经管路系统的流量与所需压头之间的关系,若将泵的特性曲线与管路特性曲线绘制在同一坐标图上,两曲线交点即为泵在该管路的工作点.因此,如同通过改变阀门开度来改变管路特性曲线,求出泵的特性曲线一样,可通过改变泵转速来改变泵的特性曲线,从而获得管路特性曲线.

3 实验装置 流体流动过程综合实验装置如图1.2所示. 图1.2 流动过程综合实验流程 1-水箱;

2-水泵;

3-入口真空表;

4-出口压力表;

5、16-缓冲罐;

6、14-测局部阻力近端阀;

7、15-测局部阻力远端阀;

8、17-粗糙管测压阀;

9、21-光滑管测压阀;

10-局部阻力阀;

11-文丘里流量计(孔板流量计);

12-压力传感器;

13-涡流流量计;

18、32-阀门;

20-粗糙管阀;

22-小转子流量计;

23-大转子流量计;

24阀门;

25-水箱放水阀;

26-倒U型管放空阀;

27- 倒U型管;

28、30-倒U型管排水阀;

29、31-倒U型管平衡阀

4 实验步骤与注意事项 4.1 实验步骤 4.1.1 流体阻力测量 (1)首先向蓄水槽内注入水直至水满为止(最好使用蒸馏水,以保持流体清洁). (2)光滑管阻力测定(步骤a、b和c). a. 关闭粗糙管路阀门,将光滑管路阀门全开,在流量为零条件下,打开通向倒置U型管的进水阀,检查导压管内是否有气泡存在.若倒置U型管内液柱高度差不为零,则表明导压管内存在气泡,需要进行驱赶气泡操作. b. 该装置两个转子流量计并联连接,根据流量大小选择不同量程的流量计测量流量. c. 差压变送器与倒置U型管亦是并联连接,用于测量压差,小流量时用置U型管压差计测量,大流量时用差压变送器测量.应在最大流量和最小流量之间进行实验,一般测取15~20组数据. (3)粗糙管阻力测定. 关闭光滑管阀,将粗糙管阀全开,从小流量到最大流量,测取15~20组数据. (4)测取水箱水温.待数据测量完毕,关闭流量调节阀,停泵. (5)粗糙管、局部阻力测量方法同前. 4.1.2 流量计、离心泵性能测定 (1)向蓄水槽内注入蒸馏水.检查流量调节阀32,压力表4的开关及真空表3的开关是否关闭(应关闭). (2)启动离心泵,缓慢打开调节阀32至全开.待系统内流体稳定,即系统内已没有气体,打开压力表和真空表的开关,方可测取数据. (3)用阀32调节流量,从流量为零至最大或流量从最大到零,测取 10~15组数据,同时记录涡轮流量计频率、文丘里流量计的压差、泵入口真空度、泵出口压强、功率表读数,并记录水温. (4)实验结束后,关闭流量调节阀,停泵,切断电源. 4.1.3 管路特性的测量 (1)测量管路特性曲线测定时,先置流量调节阀32为某一开度,调节离心泵电机频率(调节范围50~20 Hz),测取 8~10组数据,同时记录电机频率、泵入口真空度、泵出口压强、流量计读数,并记录水温. (2)实验结束后,关闭流量调节阀,停泵,切断电源. 4.2 注意事项 (1)实验前,请仔细阅读说明书中关于直流数字表操作方法部分. (2)启动离心泵之前以及从光滑管阻力测量过渡到其它测量之前,都必须检查所有流量调节阀是否关闭. (3)利用压力传感器测量大流量下P时,应切断空气―水倒置U型玻璃管的阀门,否则将影响测量数值的准确. (4)在实验过程中每调节一个流量之后应待流量和直管压降的数据稳定以后方可记录数据. (5) 若较长时间未做实验,启动离心泵时应先盘轴转动,否则易烧坏电机. (6)该装置电路采用五线三相制配电,实验设备应良好接地. (7)使用变频调速器时一定注意FWD指示灯亮,切忌按FWD REV键,REV指示灯亮时电机反转. (8)启动离心泵前,必须关闭流量调节阀,关闭压力表和真空表的开关,以免损坏测量仪表. (9)实验水质要清洁,以免影响涡轮流量计运行.