流体机械课程 流体机械实验指导书(5)

4．转速的测定

(1)用转速表测定转速

手持离心式转速表，在与泵轴直联的电动机外露轴头处，可直接测出水泵的转速。使用时，先将转速表转到需要测量范围的档位上，以防止损坏仪表。测量时，不要把表顶得太紧，并保持仪表和轴端面的垂直，否则测量不准确。长久不用的转速表，在使用前应加以校正，以保证精确度。

（2）闪光测速法测定转速

使用该法时，需利用与电动机同电源的日光灯照射电动机的轴端。轴端上预先画好或贴好如图实3-10所示的黑白相间的扇形块。因为水泵所配的电动机一般为异步电动机，它在运转中的转子转速小于同步转速。借助日光灯的闪光频率，可以很清楚地看到扇形块，在逆电动机旋转方向缓慢转动，用秒表记下一分种内扇形块转动的圈数，则为电动机同步转速与实际转速的差值。所以水泵的转速可用下式求得

n＝n0－n''''　　 (14)

式中 n0­——电动机同步转速，r／min；

n''''——扇形块反转转速, r／min。

黑白各半的扇形块个数m按下式确定

 m=4p 　　(15)

实验图12 扇形块个数

a- p＝1时 ；b- p＝2时；c- p＝3时

为什么看上去扇形块黑影是逆电动机旋转方向缓慢转动呢？因为电源频率f=50Hz，交流电在一周期内有两次通过零点，两次达最大值，即日光灯每一周熄灭两次，又有两次闪光最亮，因此日光灯每秒闪耀100次，每分钟闪光6000次，即闪光频率等于2f。

当电动机极对数p＝1时，同步转速n0＝3000r/min，若转子以同步速度旋转时，其转速n亦为3000r/min，即日光灯每闪光一次，转子转过去1/2周(180°)，黑影也转过1/2周。当闪光不断出现时，黑影的位置只出现在180°和360°的位置上，因此我们在纸片上可以看到两个不动的黑影，如图实4—10a所示。

当p＝2时，n=1500 r/min，此时日光灯每闪光一次，转子和黑影转过1/4周(90°)。因此，我们可以看到4个不动的黑影，如图实4—10b所示。由此可见，极对数越多，转速越慢，每闪光一次，转子转过的角度越小。若极对数为p，日光灯每闪光一次，转子转过1/2p周，则转子转过的角度θ＝360°/2p。因此在纸片上可以看到2p个不动的黑影。

当转子转速n低于同步转速n0时 ，日光灯每闪光一次，转子转过的角度θ＜360°/2p。换言之，每次闪光时看到的黑影位置不再重复前次出现的位置，而是略为后退一些。因此，我们看到的扇形块黑影是逆电动机的旋转方向缓慢地转动着。

三、性能参数的整理和计算

如前所述，在进行水泵性能测定时，用流量作为测定的基准，即将闸阀稳定在某一开起度上，同时测量出Q、H、P和n。这样便得到闸阀稳定在任意开起度时的Q1、H1、P1、n1；Q2、H2、P2、n2。Qi、Hi、Pi、ni。由于闸阀的开起度不同，水泵的工况不同，其转速亦不相同。为了求得在额定转速时的特性，应按比例定律将上述各组参数换算为额定转速下的参数，即

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式中　　Qi、Hi、Pi、——第I点的流量、扬程和轴功率；

Qei、Hei、Pei、——换算到额定转速下的第I点流量、扬程、和轴功率；

ne　　————水泵的额定转速，r/min：

ni　　——第I点的转速，r/min。

四、效率的计算

利用上述方法得到水泵的流量、扬程和轴功率后、便可计算出在额定转速下第i点的效率。

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按Qe1、He1、Pe1 ne1；Qe2、He2、Pe2 ne2；…… Qei、Hei、Pei nei；……Qen、Hen、Pen

nen；等几组参数值，可定出n组坐标点，把这些点连接起来，即得扬程曲线H＝ƒ(Q)、功率曲线P＝ƒ(Q)和效率曲线η＝ƒ(Q)。

用喷嘴测量流量时，离心式水泵性能测定记录如实验表6所示。

表实6 离心式水泵性能测定记录表