(一)实验目的
(1)了解水泵全特性实验装置和实验方法。
(2)了解水泵在正转、反转和零转速情况下的特性。
(3)通过实验,加深对水泵全特性曲线的理解。
(二)实验装置
图1-3-8为水泵全特性实验装置,该装置由实验泵、辅助泵、流量计、水箱、管道及管道附件组成封闭式循环系统。其中,辅助泵2为大流量辅助泵,其流量大于实验泵流量;辅助泵3为高扬程辅助泵,其扬程大于实验泵关死点扬程;电动机4为测功电机(可逆机组),通过可控硅整流变频装置可实现电机的调速运行;流量计5为双向式流量计,可测量正反两个方向的流量。
图1-3-8 水泵全性能试验装置示意图
1—实验泵;2—大流量辅助泵;3—高扬程辅助泵;4—测功电机;5—双向流量计;6—试验水箱;7~10—闸阀
(三)实验工况及实验方法
1.正常水泵工况
如图1-3-8所示,关闭闸阀8、9,打开闸阀7,启动实验泵正转,并逐渐打开闸阀10,分别测量水泵的流量、扬程、功率和转速等参数,据此可以绘制水泵工况区的流量—扬程及流量—转矩特性曲线。
2.正转逆流制动工况
关闭闸阀10,打开闸阀9,启动辅助泵3向实验泵的出口强制供水,水流通过实验泵逆流至水箱6。实验中通过改变闸阀9的开度调节经实验泵的倒泄流量,并记录流量、扬程、功率和转速等参数,绘制水泵性能曲线。
3.正转正流制动工况
关闭闸阀7、9,开启闸阀8、10,使辅助泵3停机,并启动辅助泵2向实验泵的进口供水。通过调节闸阀8的开度逐渐加大辅助泵2的供水流量,使实验泵在负扬程下运行,且转矩由正值逐渐减小,直至零转矩为止。(www.daowen.com)
4.倒转水轮机工况
继续加大辅助泵2的流量,使实验泵的转矩由零变负,此时水泵处于水轮机工况运行,但其旋转方向与正常水轮机相反,所以称为反转水轮机工况。
5.零转速制动工况
切断实验泵电源,并将其转轮固定,转速n=0,先关闭闸阀8、10,打开闸阀7、9,利用辅助泵3向实验泵的出口供水,逐渐加大辅助泵3的流量,可测得零转速、负流量制动工况下的水泵特性曲线。然后切断辅助泵3和电源,停机,并关闭闸阀7、9,打开闸阀8、10,启动辅助泵2向实验泵的进口供水,即可测得零转速、正流量制动工况下的水泵特性曲线。
6.正转水轮机工况
打开闸阀7、9,关闭闸阀8、10,利用转向开关,启动实验泵倒转,启动辅助泵3向实验泵的出口供水,此时水流在高扬程辅助泵的作用下通过实验泵倒流。逐渐关闭闸阀9,减小辅助泵3的流量,实验泵的扬程和转矩将逐渐减小,直至其转矩为零,可测得正转水轮机工况下的水泵特性曲线。
7.倒转逆流工况
继续减小辅助泵3的流量,使实验泵的转矩为负,至实验泵的流量为零,即可测得倒转逆流制动工况下的水泵全特性曲线。
8.倒转水泵工况
关闭闸阀7、9,切断辅助泵3的电源,使其停机。启动辅助泵2,打开闸阀10,并逐渐开启闸阀8,向实验泵的进口供水。逐渐加大辅助泵2的流量,直至实验泵的扬程为零,即可测得反转水泵工况下的水泵性能曲线。
9.倒转正流制动工况
继续加大辅助泵2的流量,使实验泵由零变为负的扬程运行,即可测得倒转正流制动工况下的水泵性能曲线。
(四)课外作业
(1)根据实验结果,绘制H—Q、M—Q坐标下的水泵全特性曲线 (亦称为水泵四象限全特性曲线)。
(2)将上述水泵全特性曲线转换为无量纲转速α—无量纲流量q坐标下的水泵全特性曲线。
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