化工流体输送单元自控设计(2)

本课题设计需要解决的问题: 完成对泵的各类基本实验,包括特性实验、流量测定、三种控制方案的模拟实验,并正确记录实验数据、并分析三种控制方


本课题设计需要解决的问题:

完成对泵的各类基本实验,包括特性实验、流量测定、三种控制方案的模拟实验,并正确记录实验数据、并分析三种控制方案的优劣。

1.2 本课题设计原理

离心泵特性曲线是选择使用离心泵的重要依据之一,特性曲线是在泵的四个基本之间条件在稳定转速下的关系曲线,该曲线比较全面的表现出流体在泵内的流动规律,但是因为流体的不稳定性,流体在泵内部无法按照正常方式流动,导致用普通的数学方法无法计算出该曲线,只能通过具体实际实验测量得出。

(1) 扬程H的测定计算

当泵的进出口管径相同时,且压力表和真空表安装同一高度时,算式简化为:

(2) 轴功率N的测定

直接由功率表读出轴功率N

(3) 效率η的计算

离心泵的效率η是泵额定功率和实际功率之间的的比值。他反映了泵里流体流体损失、容积损失和机械能损失的大小。

可用下式计算:

(4) 流量计校核原理

用节流式流量计时,流体在节流式流量计上下取压口之间出现压差,与流量关系如下:

采用U形管测量压差时,流量与读数两者之间的关系:

若使用倒置U形管测量,则

流量系数与流量之间的关系:

1.3 泵的基本控制

泵的种类多种多样,作为学生接触最多的应该就是离心泵了,洗衣机、化学实验中的分离机等等都用的是离心泵,其次就是风机了,当然还有各种容积类、往复类的泵。但在石油化工生产过程中,使用最为广泛的泵也是离心泵,所以本课题设计采用离心泵作为核心设备。

离心泵主要是由两个部分组成:转轮和外壳,泵启动后,电能通过发动机转换为机械能将转轮带动,而因为转轮和外壳之间存在一定的空隙,所以当泵出口阀门完全关闭时,液体将在泵里循环,出口液体排出量等于零,出口压力接近最高值,原动机对泵做的功就会被转化为热能散发,泵内的液体也会升温,所以,运行中的离心泵的出口阀只能短时间的关闭,长时间关闭将会导致泵的损坏、工程的异常中止,还有一定的安全隐患。同时,随着出口阀缓慢打开,排出量增大,压头下降;三者之间存在的关系称为泵的特性