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离心泵性能测定实验
一、 实验目的：
1、 了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法；
2、 测量离心泵在恒定转数下的特性曲线，并确定其最佳工作范围；
3、 测量管路特性曲线及双泵并联时特性曲线；
4、 了解工作点的含义及确定方法；回归层流管的入一Re曲线，并与相应的经验公式进行比较（选做内容）；
二、 基本原理：
不可压缩流体（如水），在圆形直管中作稳定流动时，由于粘性和涡流的作 用产生摩擦阻力；流体在流过突然扩大和弯头等管件时，由于流体运动的速度和 方向突然发生变化，产生局部阻力。影响流体阻力的因素较多，在工程研究中， 利用因次分析法简化实验，引入无因此数群：
雷诺数： Re =哗
P
相对粗糙度： e/ d
管路长径比： 1/ d
可导出： 业=L・NRe, 1） .呸
p d d 2
这样，可通过实验方法直接测定直管摩擦阻力系数与压头损失之间的关系：
H =坐=♦• L .牛
f p d 2
因此，通过改变流体的流速可测定出不同Re下的摩擦阻力系数，即可得出 一定相对粗糙度的管子的入一Re关系。
在湍流区内，入=f （Re，e/d），对于光滑管大量实验证明，当Re在3X 103至105的范围内，入与Re的关系遵循Blasius关系式，即：
人=
对于层流时的摩擦阻力系数，由哈根一泊谡叶公式和范宁公式，对比可得:
人=64. Re
三、实验流程与操作：
§ 1流体阻力实验
1、流程说明：
图1实验流程图
1离心泵 2水箱 3电磁阀 4涡轮流量计 5管路切换阀
6稳流罐 7测量管线 8流量调节阀 9层流流量调节阀
离心泵将水箱内的清水打入系统中，经孔板流量计计量后，通过管路切换阀 门进入相应的测量管线，在管内的流动压头损失，可由压差传感器（或倒U型压 差计）测量。实验中，可以通过调节流量调节阀测定不同流量下的压头损失。
如图1所示，在设备中有7条横向排布的管线，自上而下分别为：
No1层流管，为6 ，；
No2球阀与截止阀，；
No3光滑管，为6 27X3mm的不锈钢管，；
No4粗糙管，为6 ，；
No5突然扩大管，为6 22X3mm—648X3mm的不锈钢管；
No6孔板流量计（涡轮）管线，为648X3mm的不锈钢管。
图2为管路测压连通器与倒U型压差计的示意图，其中al, a2,……，fl, f2,分别与图1中的a1，a2,……，f1，f2相连接，若要测某管路的压降，即 打开与其相连的测压管线上的阀门，关闭其他管线上的阀门，则压力传感器测量 的压降即为该管路上的压降。若在流量为0时，压力传感器仪表上显示的数据不 为0,则有可能测压管线中有气体存在。此时可以打开阀门v1, v2排气，直到 将管线中的气体排净。
倒U型压差计的排气方法为：在有流量下
打开 v3, v4, v5, v6, 10—15 秒；
关闭v3, v4；
打开v7,将倒U型压差计中的水排净；
关闭v5, v6, v7；
打开v3, v4；
关闭流量，此时若倒U型压差计中的差值为0，则说明管线中的气己排 净。
2、操作说明:
⑴ 先熟悉流程中的仪器设备及与其配套的电器开关，并检查水箱内的水位， 然后开启离心泵；
⑵在实验开始前，系统要先排净气体，使液体连续流动。首先，将流量切换 阀和流量调节阀打开，将管路内的气体排净；然后，开启测量面板上相应的 压降切换阀，使倒U型压差计（及压差传感器）与系统相连，将测量管线内 的气体排净；最后，关闭流量调节阀，检查倒U型压差计两端的液面。若相 平，则可以开始实验，若不平，则需要重新排气（如果倒U型压差计液面已 调平，但压力传感器不在零点，则可以修改仪表的Sc值，并调零）；
⑶读取数据时，应注意稳定后再读数。测量局部阻力系数时，各测取3组数 据，对于直管，测取10组左右数据，层流管的流量用量筒及秒表测取；
⑷测完一套管路的数据后，关闭流量调节阀，再次检查倒U型压差计的液面 是否相平。然后重复以上步骤，测取其他管路的数据。
⑸装置具有自动补水功能，通过设置水箱液位仪表参数，可将水箱中液位的 高度控制在一定范围内，见附录。
四、 报告要求
1、 在双对数坐标纸上标绘出X-Re-s/ d的关系曲线。
2、 将光滑管的入-Re关系与Blasius公式进行比较。
3、 计算局部阻力系数E。
4、 在双对数坐标纸上绘出层流时的关系曲线（选做）。
五、 思考题P63①②④⑤
1、 在测量前为什么要将设备中的空气排净？怎样才能迅速地排净？
2、 在不同社备（包括相对粗糙度相同而管