一、实验目的
（1）了解离心泵的构造与操作方法。
（2）掌握离心泵特性曲线的测定方法、表示方法，加深对离心泵性能的了解。
（3）了解离心泵的工作点与流量调节方法。
二、实验原理
离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H、轴功率N及效率η与泵的流量Q之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内部流动情况复杂，不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定。
1.扬程H的测定与计算
取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面，列机械能衡算方程，如式（3-14）所示。
由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项Σhf，速度平方差也很小故可忽略，则有式（3-15）。
式中 H0——泵出口与进口间的高差，H0=z2-z1，m；
ρ——流体密度，kg/m3；
g——重力加速度m/s2；
p1、p2——分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa；
H真、H压——分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头，m。
由式（3-15）可知，只要直接读出真空表和压力表上的数值及两表的安装高度差，就可计算出泵的扬程。
2.轴功率N的测量与计算
式中 N电——电功率表显示值，W；
k——电机传动效率，可取k =0.95。
3.效率η的计算
泵的效率η是泵的有效功率Ne与轴功率N的比值。有效功率Ne是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功，轴功率N是单位时间内泵轴从电机得到的功，两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。
泵的有效功率Ne可用式（3-17）和式（3-18）计算：
故泵效率为
4.转速改变时的换算
泵的特性曲线是在定转速下的实验测定所得。但是，实际上感应电动机在转矩改变时，其转速会有变化，这样随着流量Q的变化，多个实验点的转速n将有所差异，因此在绘制特性曲线之前，须将实测数据换算为某一定转速n′下（可取离心泵的额定转速2900r/min）的数据。换算关系如式（3-19）～式（3-22）所示。
流量
扬程
轴功率
效率
三、实验装置
离心泵特性曲线测定装置流程图如图3-7所示。水泵2将水槽1内的水输送到实验系统中，用流量调节阀6调节流量，流体经涡轮流量计9计量及电动调节阀后，流回至储水箱中。(www.xing528.com)
四、实验步骤
（1）清洗水箱，并加装实验用水。给离心泵灌水，排出泵内气体。
（2）检查各阀门开度和仪表自检情况，试开状态下检查电机和离心泵是否正常运转。开启离心泵之前先将出口阀关闭，当泵达到额定转速后方可逐步打开出口阀。
图3-7 离心泵特性曲线测定实验装置
1—水箱 2—离心泵 3—泵进口压力传感器 4—泵出口压力传感器 5—灌泵口
6—涡轮流量计 7—离心泵的管路阀 8—电动调节阀 9—旁路闸阀 10—排水阀
（3）实验时，通过组态软件或者仪表逐渐增加电动调节阀的开度以增大流量，待各仪表读数显示稳定后，读取相应数据。离心泵特性实验主要获取实验数据为：流量Q、泵进口压力p1、泵出口压力p2、电机功率N电、泵转速n、流体温度t和两测压点间高度差H0（H0=0.1m）。
（4）测取10组左右数据后，可以停泵，同时记录下设备的相关数据（如离心泵型号、额定流量、额定转速、扬程和功率等），停泵前先将出口阀关闭。
五、结果与讨论
（1）做好实验记录
①记录实验原始数据，填入表3-8。
表3-8 实验原始数据表
②根据原理部分的公式，按比例定律校合转速后，计算各流量下的泵扬程、轴功率和效率，填入表3-9。
表3-9 实验数据
（2）分别绘制一定转速下的H-Q、N-Q、η-Q曲线。
（3）分析实验结果，判断泵最为适宜的工作范围。
六、注意事项
（1）一般每次实验前，均需对泵进行灌泵操作，以防止离心泵气缚。同时注意定期对泵进行保养，防止叶轮被固体颗粒损坏。
（2）泵运转过程中，勿触碰泵主轴部分，因其高速转动，可能会缠绕并伤害身体接触部位。
（3）不要在出口阀关闭状态下长时间使泵运转，一般不超过3min，否则泵中液体循环温度升高，易生气泡，使泵抽空。
思考题
1.试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？
2.启动离心泵之前为什么要引水灌泵？如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原因是什么？
3.为什么用泵的出口阀门调节流量？这种方法有什么优缺点？是否还有其他方法调节流量？
4.泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？为什么？
5.正常工作的离心泵，在其进口管路上安装阀门是否合理？为什么？
6.试分析，用清水泵输送密度为1200kg/m3的盐水，在相同流量下你认为泵的压头是否变化？轴功率是否变化？
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