离心泵串并联实验讲义

离心泵串并联实验讲义

一、 实验目的

1． 增进对离心泵并、串联运行工况及其特点的感性认识。

2． 绘制单泵的工作曲线和两泵并、串联总特性曲线。

二、 实验原理

在实际生产中，有时单台泵无法满足生产要求，需要几点组合运行。组合方式可以有串

联和并联两种方式。下面讨论的内容限于多台性能相同的泵的组合操作。基本思路是：多台

泵无论怎样组合，都可以看作是一台泵，因而需要找出组合泵的特性曲线。

1． 泵的并联工作

当用单泵不能满足工作需要的流量时，可采用两台泵（或两台以上）的并联工作方式，

如图所示。离心泵 I 和泵 II 并联后，在同一扬程（压头）下，其流量 Q 并是这两台泵的流量之

和，Q 并=QI+QⅡ。并联后的系统特性曲线，就是在各相同扬程下，将两台泵特性曲线(Q- H)I

和(Q- H)II 上的对应的流量相加，得到并联后的各相应合成流量 Q 并，最后绘出(Q- H)并 曲

线如图所示。图中两根虚线为两台泵各自的特性曲线(Q- H)I 和(Q- H)II ；实线为并联后的

总特性曲线(Q- H)并 ，根据以上所述，在(Q- H)并 曲线上任一点 M，其相应的流量 QM 是对

应具有相同扬程的两台泵相应流量 QA 和 QB 之和，即 QM=QA+QB。

图 泵的并联工作

东

真

-515图 两台性能曲线相同的泵的并联特性曲线

上面所述的是两台性能不同的泵的并联。在工程实际中，普遍遇到的情况是用同型号、

同性能泵的并联，如图所示。(Q- H)I 和(Q- H)II 特性曲线相同，在图上彼此重合，并联后

的总特性曲线为(Q- H)并 。本实验台就是两台相同性能的泵的并联。

进行教学实验时，可以分别测绘出单台泵 I 和泵 II 工作时的特性曲线(Q- H)I 和

(Q- H)II ，把它们合成为两台泵并联的总性能曲线(Q- H)并 。再将两台泵并联运行，测出并

联工况下的某些实际工作点与总性能曲线上相应点相比较。

2． 泵的串联工作

当单台泵工作不能提供所需要的压头（扬程）时，可用两台泵（或两台上）的串联方式

工作。离心泵串联后，通过每台泵的流量 Q 是相同的，而合成压头是两台泵的压头之和。串

联后的系统总特性曲线，是在同一流量下把两台泵对应扬程叠加起来就可得出泵串联的相应

合成压头，从而可绘制出串联系统的总特性曲线(Q- H)串 如图所示。串联特性曲线(Q- H)串 上

的任一点 M 的压头 HM，为对应于相同流量 QM 的两台单泵 I 和 II 的压头 HA 和 HB 之和，即

HM=HA+ HB。

教学实验时，可以分别测绘出单台泵泵 I 和泵 II 的特性曲线(Q- H)I 和(Q- H)II ，

并将它们合成为两台泵串联的总性能曲线(Q- H)串 ，再将两台泵串联运行，测出串联工况下

的某些实际工作点与总性能曲线的相应点相比较。

真

图 两台泵的串联的特性曲线

计算方法和公式：

泵的扬程用下式计算：

2

式中：H 出口压力——泵出口处压力（米）

H 真空表——泵入口真空度（米）

H0——压力表和真空表测压口之间的垂直距离（米）

u 出——泵出口处液体流速（立方米/秒）

u 入——泵入口处液体流速（立方米/秒）

g——重力加速度

三、 实验装置与流程

（1）实验装置（天大提供）

泵的最小频率：1900 转/分

泵的最大频率：2900 转/分

泵的额定扬程：50 米

泵的电机效率：90%

泵的进口管内径：41 毫米

泵的出口管内径：41 毫米

两测压口间垂直距离：0.3 米

（2）实验流程

真

串并联实验装置流程图

四、 实验步骤

先到参数设置画面进行泵的参数设置：主要是选泵和调节泵的转速。然后再进行实验。

（1）单台泵 I 特性曲线(Q- H)I 的测定。

①关闭泵出口阀 V2，开启泵的进水阀门 V1；

②接通电源，启动泵Ⅰ；

③稍稍打开阀门 V2，调节其流量，待真空表 P1 和压力 P2 稳定，记下压力表和真空表的

读数和孔板流量计的流量，由此测得一个工况下的 H 和 Q。

④开大阀门 V2 的开度，重复③的步骤，测得十组数据。

⑤依次关闭出水阀 V2，关闭泵Ⅰ的电源，关闭泵进水阀 V1。

（2）单台泵 II 特性曲线(Q- H)II 的测定。

①关闭泵出口阀 V4，开启泵的进水阀门 V3；

②接通电源，启动泵 II；

③稍稍打开阀门 V4，调节其流量，待真空表 P3 和压力 P4 稳定，记下压力表和真空表的

读数和孔板流量计的流量，由此测得一个工况下的 H 和 Q。

④开大阀门 V4 的开度，重复③的步骤，测得十组数据。

⑤依次关闭出水阀 V4，关闭泵 II 的电源，关闭泵进水阀 V2。

（3）两台泵并联工况下特性曲线(Q- H)I 的测定。

①并闭阀门 V2、V4 和 V5，开启阀门 V1 和 V3。

②接通电源，起动泵Ⅰ和泵Ⅱ。

③打开阀门 V2 和 V4，调节其流量，使压力表 P2 和 P4 都指示在某一相同的压力，此时，

记下孔板流量计的相应流量，由此测得一个工况下的 H 并和 Q 并。

④按上述的③的方法，再测试出几个不同并联工况下的 H 并和 Q 并，即改变 H 并，，测出相

应的 Q 并。

⑤依次关闭泵Ⅰ出口阀 V2、泵Ⅰ电源和进水阀 V1；再依次关闭泵Ⅱ出口阀 V4、泵Ⅱ电

源和进水阀 V3。

（4）两台泵串联工况下特性曲线(Q- H)I 的测定。

①关闭阀门 V2、V4 和 V5，开启阀门 V1 和 V3；

②接通电源，首先启动泵 II，待其运行正常后，打开串联阀门 V5，再启动泵 I，待泵 I

又运行正常后，关闭 V3，最后打开泵 II 的出口阀门 V4；

③调节阀门 V4 到一定开度，即调到某一扬程 H 串和流量 Q 串的工况，在此工况下测读压

力表 P1 和 P4 的扬程值，并测得孔板流量计的流量，计算出 Q 串。

④按上述③的方法，再测试出几个不同串联工况下的 H 串和 Q 串。

⑤依次关闭泵Ⅱ出口阀 V4，泵Ⅱ电源，串联阀 V5，泵 I 电源，泵 I 进水阀 V1。

五、 注意事项：

1． 先开进水阀，再打开泵，否则会发生气缚现象；

2． 当出口阀全开的情况下启动泵，可能会发生烧泵事故。

六、 报告要求：

实验数据记录和处理

真

-725将实验中所测得的数据 H、Q 记入记录表中，并以 Q 为横座标，H 为纵座标，由实验数

据在座标系中绘出一系列实验点，再将这些点光滑地分别连成单泵 I 和 II 的(Q- H)I 和

(Q- H)II 特性曲线，再分别合成为并联和串联的总特性曲线(Q- H)并 和(Q- H)串 如图所示。

最后，再把并联和串联工况下实际测出的一些工作点在合成的总特性曲线周围标出，以示比

较。

图 实验结果的 Q-H 图

实验数据记录和处理：

（1）单台泵 I 特性曲线(Q- H)I 的测定。

泵一的真空表读数（Mpa，表压）；

泵一的压力表读数（Mpa，表压）；

泵一的真空表（m，绝压）；

泵一的压力表（m，绝压）；

泵一的压头（m）；

总管路的流量（m3/h）；

（2）单台泵 II 特性曲线(Q- H)I 的测定。

泵二的真空表读数（Mpa，表压）；

泵二的压力表读数（Mpa，表压）；

泵二的真空表（m，绝压）；

泵二的压力表（m，绝压）；

泵二的压头（m）；

总管路的流量（m3/h）；

（3）两台泵并联工况下特性曲线(Q- H)I 的测定。

泵一的真空表读数（Mpa，表压）；

泵一的压力表读数（Mpa，表压）；

泵一的真空表（m，绝压）；

泵一的压力表（m，绝压）；

泵二的真空表读数（Mpa，表压）；

泵二的压力表读数（Mpa，表压）；

泵二的真空表（m，绝压）；

泵二的压力表（m，绝压）；

两泵并联的压头（m）；

总管路的流量（m3/h）；

（4）两台泵串联工况下特性曲线(Q- H)I 的测定。

泵一的真空表读数（Mpa，表压）；

泵一的真空表（m，绝压）；

泵二的压力表读数（Mpa，表压）；

泵二的压力表（m，绝压）；

两泵串联的压头（m）；

总管路的流量（m3/h）；

基本数据：

真

-14泵的进口管内径：41 毫米；

泵的出口管内径：41 毫米；

两侧压口间垂直距离：0.3 米；

水温：25 摄氏度。

七、 思考题

1. 离心泵调节流量方法中经济性最差的是（）调节。

A 节流 B 回流 C 变速 D 视具体情况而定

答案：a

2. 当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为( )

A. 气体的粘度太小 B. 气体的密度太小

C. 气体比液体更容易起漩涡 D. 气体破坏了液体的连续性

答案：b

3. 两台不同大小的泵串联运行, 串联工作点的扬程为 H 串, 若去掉其中一台, 由单台泵运行

时, 工作点扬程分别为 H 大或 H 小,则串联与单台运行间的扬程关系为（）

A.H 串= H 大 + H 小 B. H 串>H 大 + H 小

C. H 大 串 大 + H 小 D. H 小 串< H 大 + H 小

答案：c

4. 采用离心泵串并联可改变工作点,对于管路特性曲线较平坦的低阻管路,采用( )组合可获得

较高的流量和压头;

A．串联

B.并联

答案：b

5. 采用离心泵串并联可改变工作点,而对于高阻管路,采用( )组合较好;

A．串联 B.并联

答案：a

6. 采用离心泵串并联可改变工作点,对于(ΔZ+ΔP/ρ)值高于单台泵所能提供最大压头的特定管

路,则采用( )组合方式.

A．串联 B.并联

答案：a

7. 从你所测定的特性曲线中分析,你认为以下哪项措施可以最有效的增加该泵的流量范围？

A.增加管路直径 B.增大出口阀开度

C．增大泵的转速 D.减小泵的转速

答案：c

8. 离心泵启动和关闭之前,为何要关闭出口阀？（）

A．否则容易发生气缚；

B．否则容易发生气蚀；

C．否则容易因为功率过大，引起烧泵；

D．否则容易引起倒吸。

答案：c

9. 离心泵的液体是由以下哪种方式流入流出的？（）

A．径向流入，轴向流出；

B．轴向流入，径向流出；

C．轴向流入，轴向流出；

D．径向流入，径向流出。

答案：b

10. 以下哪项不属于离心泵的优点？（）

A．结构简单,易操作；

B．流量大,流量均匀；

C．泵送的液体粘度范围广；

D．有自吸能力。

答案：d

11. 随流量增大，泵的压力表及真空表的数据有什么变化规律？（）

A．压力表读数增大，真空表读数增大；

B．压力表读数减小，真空表读数减小；

C．压力表读数减小，真空表读数增大；

D．压力表读数增大，真空表读数减小。

答案：A

12. 某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真

空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，那一

个是真正的原因_______。

A.水温太高 B.真空计坏了 C.吸入管路堵塞 D.排出管路堵塞

答案 d

八、 参考文献

[1] 冷士良. 化工单元过程及操作. 北京：化学工业出版社，2002

[2] 张金利等. 化工原理实验. 天津：天津大学出版社，2005

[3] 杨祖荣. 化工原理实验. 北京：化学工业出版社，2004

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/652ccb1f1cd9ad51f01dc281e53a580216fc50c2.html