【文章內容簡介】 制器為開發(fā)平臺，由傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、PC機構成的水泵性能參數(shù)測試系統(tǒng)。3 管路參數(shù)的選擇根據(jù)水泵型號IS5032200及查閱相關資料手冊得一下參數(shù)；型號意義說明：| | | | 葉輪名義直徑（mm)| | | 排出口直徑（mm） | | 吸入口直徑（mm）| 單級單吸清水離心泵查《工業(yè)泵推薦產(chǎn)品樣本》可知IS5032200型單級單吸離心泵的各參數(shù)的范圍：轉 速 n= 1450 r/min。 流 量 Q= m3/h。揚 程 H=12 m 。 軸功率 。必需汽蝕余量 ；吐出錐管口徑 50mm；泵效率 44%。 泵質量 41kg； 。 無縫鋼管的選擇流體輸送用的不銹鋼無縫鋼管，適用于石油、化工、輕工等行業(yè)的氣體、液體、干粉等介質輸送，抗腐蝕性能好，環(huán)保、節(jié)能。根據(jù)水泵進出口徑的大小及實驗要求，選10號無縫鋼管，表號G30。查《機械設計手冊4》得；（1）直管選擇； 吸入管內徑50mm, 外徑56mm, 壁厚3mm。排出管內徑32mm, 外徑38mm, 壁厚3mm.實物圖如下：（a） （b）（4） 彎管選擇：表31 彎管參數(shù)公稱通徑(mm)外徑(mm)內徑(mm)壁厚(mm)彎曲半徑(mm)結構長度(mm)吸入管50605247575排出管3242354848實物如圖31所示 （c） (d) 圖31 法蘭的選擇法蘭是使管子與管子相連接的零件，連接于管端。根據(jù)水泵進出口徑的大小查詢《機械設計手冊4》選用平面對焊鋼制管法蘭（），得 （1）入口法蘭：公稱通徑50mm，法蘭外徑165mm 法蘭厚度（c）20mm，螺栓孔徑（L）18mm 螺栓孔中心圓直徑（k）125mm， 螺栓數(shù)量（n）4，螺栓螺紋（Th）M16（2）出口法蘭：公稱通徑32mm，法蘭外徑140mm， 法蘭厚度（c）18mm，螺栓孔徑（L）18mm， 螺栓孔中心圓直徑（k）100mm， 螺栓數(shù)量（n）4，螺栓螺紋（Th）M16mm實物如圖32所示 （a） （b）圖32 法蘭 墊片的選擇石棉橡膠墊片適用于對水蒸氣溫度低于450℃，對油類溫度低于350℃，壓力低于5MPa的場合。選用平面型鋼制管法蘭用石棉橡膠墊片。根據(jù)公稱同徑的大小，查《機械設計手冊4》得； （1）入口墊片；墊片內徑89mm，外徑200mm， 螺栓孔中心圓直徑（k）160mm， 螺栓孔徑（L）18mm，螺栓孔數(shù)8 （2）出口墊片；墊片內徑77mm，外徑185mm， 螺栓孔中心圓直徑（k）145mm， 螺栓孔徑（L）18mm，螺栓孔數(shù)4實物如圖33所示 （a） （b） （c）圖33 墊片 閥門的選擇閥門是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，具有截止、調節(jié)、導流、防止逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能，用于流體控制系統(tǒng)的閥門。根據(jù)直管公稱通徑的大小，查詢《機械設計手冊4》，選用Z15T16型內螺紋暗桿楔式閘閥：Z15T16型內螺紋暗桿楔式閘閥,廣泛適用于石油、化工、制藥、電力等行業(yè)．在公稱壓力≤、水、油類等介質的管路上，作啟閉用。下表Z15T16型內螺紋暗桿楔式閘閥參數(shù):產(chǎn)品參數(shù)：品牌:英絡克，連接形式:螺紋，主體材料:鑄鐵，公稱通徑:1550（mm），適用介質:水，材質:鑄鐵，密封形式:硬密封型，標準:國標，外形:中型，流動方向:雙向，驅動方式:手動，零部件及配件:手輪，用途:放水，壓力環(huán)境:常壓，工作溫度:常溫，類型(通道位置):二通式，型號:Z15T16 表32 Z15T16型內螺紋暗桿楔式閘閥型號公稱通徑(mm)管螺紋尺寸（mm)重量（kg）LHD0Z15T163211/48514580502110190100（a） （b） （a） （b）圖 34 閥門 水箱設計為了保證水泵測試裝置持續(xù)的水流，（ ）計算水箱體積為V== ≈4 設計水箱為方形，其參數(shù)為1800x1800x1500， ，去除壁厚及管道體積，可知滿足要求。實物圖如圖35，詳見CAD圖。 35 方形水箱4 水泵性能參數(shù)測量的基本原理 水泵試驗概述 根據(jù)緒論所述,流體在水泵中的運動過程十分復雜,以致不能完全用完整的數(shù)學解析式來描述水泵在不同工作狀態(tài)下的運動特征,所以,目前還必須利用試驗的方法來測量水泵的重要技術指標,尤其是測量水泵的流量,揚程,軸功率,效率,轉速等參數(shù),并以測量結果作為評判該水泵在性能上是否達到規(guī)定的設計要求. 根據(jù)水泵的試驗目的,它包括水泵的運轉試驗,所選擇的試驗點應落在水泵規(guī)定的使用范圍內,運轉試驗時間一般至少持續(xù)30分鐘. 進行運轉試驗的目的主要是檢查水泵工作的可靠性,例如檢查水泵軸承和填料的溫升,密封部分的泄漏,密封環(huán)和軸承的磨損,水泵各部位的振動機器運轉噪聲等情況。做水泵的性能測試試驗是為了測量水泵的主要性能參數(shù)值,并確定各個性能參數(shù)之間的相互關系,試驗范圍應從水泵關閉點(或稱最小流量點)開始到紫少高于泵最大流量的15%,功率,泵效率及轉速等性能參數(shù)值,并與該產(chǎn)品的規(guī)定值進行比較,判斷是否達到規(guī)定要求,確定產(chǎn)品的精度級別。 水泵性能參數(shù)測試理論與測試儀表選擇 水泵流量測量與流量變送器選擇流量:指水泵在單位時間內通過泵出水口的體積量,通常用Q,常用的體積流量單位時m3/s或L/s.(1)流量測量原理 在水泵性能參數(shù)試驗中,如截流流量計,量水堰,稱聲波流量計,渦輪流量計等,測量方法和測量原理都各不相同. 我們在參照國家標準GB/ T321491《水泵流量的測量方法》,考慮到渦輪傳感器測量流量是比較簡單和普遍,自動化程度與測量精度容易得到保證,利用微型計算機進行流量數(shù)據(jù)的采集業(yè)特別簡單,所以在設計時,我們首選了渦輪流量計作為測試水泵流量的傳感器。結構上,渦輪流量計主要由渦輪,支承,永久磁鐵,感應線圈,殼體,導流器組成,如圖41所示圖41 渦輪流量計結構圖1渦輪 2支撐 3永久磁鋼 4感應線圈 5殼體 6導流器圖42 渦輪流量計流量測試方框圖如圖42渦輪流量計測量原理所示.渦輪流量計是遵循動量守恒的一種速度式流量儀表. 當流體沿管道的軸線方向流動并沖擊具有導磁性的渦輪葉片時,渦輪便周期性的旋轉,其旋轉速度w一般隨流量大小的變化而變化。由于變送器內裝磁電轉換裝置(由永久磁鋼和感應線圈組成),當導磁性葉片旋轉時,葉片便周期性的改變磁電系統(tǒng)的磁阻值,使通過線圈的磁通量發(fā)生周期性的變化,因此感應線圈便感應出連續(xù)的脈沖信號。當液體流速相當大,且在變送器許可的測量范圍內時,變送器電磁阻力矩,機械摩擦阻力矩,粘滯阻尼矩均可忽略不計,這時渦輪流量計輸出的脈沖信號與流量可近似為線性關系,既有w=,由單位時間的脈沖信號和雷擊脈沖信號不難折算出流量變送器的瞬時流量和累積流量. 流量系數(shù)ξ(次/米3)是渦輪流量計的重要特征參數(shù),即脈沖數(shù)N/L,:(2)流量測量結果按規(guī)定轉速的換算 在流量測量中,若電機的轉速與規(guī)定轉速不符,此時所得到的水泵流量值Q也應換算為一規(guī)定轉速基準的流量值Q0假如實測電機轉速與規(guī)定轉速間的差異在120%范圍內,則流量值Q0可用下式換算而得:(3)流量測量的渦輪流量計選擇 為了達到對測試試驗裝置的B級試驗精度這一要求,我們參照GB/T321491中渦輪流量計的不確定度實用估算和取壓方法,參照國標GB/T321689規(guī)定流量測量儀表的允許系統(tǒng)誤差范圍:B級為177。%,C級為177。%。最大總誤差限中,流量測量誤差語序范圍:B級為177。%,C級為177。%,所以選用了目前使用范圍比較廣,計量精度比較高()、反應也很快,而且刻度線性化程度好,耐高壓能力強的LWGY100型渦輪流量計,由河南開封儀表廠生產(chǎn),傳感器輸出為420mA的標準傳感信號 水泵揚程測量與壓力傳感器的選擇揚程:指單位重量的液體通過水泵后所獲得的能量,或者就是水泵的出口總水頭(動能)與入口水頭的代數(shù)差,通常用H(水柱高).單位用m(米)來表示.(1)揚程測量原理 ,也就是對水泵進口壓力、,下面以液柱式壓力計為例來說明水泵揚程測量的基本原理. 揚程是表征液體經(jīng)過水泵后比能增值的一個參數(shù),如果水泵抽送的是水,水流進水泵時所具有的比能為E1,流出水泵時所具有的比能使E2,則水泵的揚程是H=,水泵的揚程也就是水比能的增值.泵進口總水頭H1的表達式:泵出口總水頭H2的表達式:由以上兩式可以推導出揚程H的表達式其中,PP1水泵出口和進口的液體壓力ZZ1水泵出口和進口的高度差CC1水泵出口和進口的液體流速,可以由流量除以進出口截面積分別得到.由此我們可知,水泵的揚程可以通過測量水泵進出口的靜壓力、勢能水頭、平均流速,、Z1可以通過測量水泵進出口壓力傳感器的安裝高度即可。對于平均流速CC1是通過測量水泵的流量和水泵進出口處的管道幾何尺寸通過如下公式進行計算: 式中 SS2水泵進出口的截面面積(米2)(2)截面選擇與取壓孔設置：(a)測量截面的選擇： 測量的位置應盡可能靠近泵的入口法蘭和出口法蘭處。入口和出口測量截面設在管路系統(tǒng)與法蘭相距最好至少等于兩倍管路直徑（即l≥2d）的直平行管路中，入口距離選l=200mm,出口距離選l=150mm。這樣可以減少因非對稱流或旋渦流所引起的誤差。(b)取壓孔的設置：通常應在每一測量截面處管壁上設置4個取壓孔，這4個孔應位于互成直角的兩條直徑上并且既不在