1。4 研究的方法和步骤

（1）对多功能实验台的整体结构进行分析和研究，研究其硬件配置和软件设计，在充分了解其水力特性的基础上分析其实现的测试功能；

（2）在系统研究的基础上，对多功能流体测试综合试验台的测控系统进行分析研究，了解其测控的方式和手段，如何确保系统的正常测试和监控功能；

（3）根据设计的水箱体积对离心泵选型，管路的选择，电磁流量计的选型以及电磁阀的选型；

（4）MCGS组态软件设计相关实验的自动控制及实验的方法；

（5）CAD绘图软件制作出实验台的三维模型。

第二章  实验台系统图设计及设备选型

2。1 方案的提出

以往实验装置大多是只对某一特定实验项目，功能单一，而本实验装置要求不仅能对单一泵进行试验，还要实现离心泵串、并联实验，离心泵定、变速实验，变频调速实验，孔板流量计的标定实验，液位定值控制实验,并实现MCGS的自动控制。所以本实验台要能够通过对阀门的开关，实对现离心泵的串、并联的控制，从而完成相关实验项目。现提出实验台的管路图如图2-1所示：

图2-1 实验台管路图

实验台主要有供水水箱，回流水箱，两个离心泵，三个电磁阀，流量调节阀，孔板流量计，电磁流量计，压力传感器，三个阀门，若干管路等组成。所有阀门处于关闭状态。打开离心泵1，电磁阀2，离心泵2，手动检修阀1，可以实现离心泵的串联；打开离心泵1，电磁阀1，手动检修阀1，电磁阀2，离心泵2，可以实现离心泵的并联；其它实验可通过控制阀门以及计算机来实现。

2。2 离心泵文献综述

2。2。1 离心泵的工作原理

离心泵的种类很多，但工作原理相同，结构大同小异。其中主要构件为旋转的叶轮和固定的泵壳。叶轮为直接对液体做功的部件，上面有4-8片后弯叶片,泵壳为蜗形转能装置。

离心泵在启动前需先向壳内充满被输送的液体，启动后泵轴带动叶轮一起旋转，迫使叶片间的液体旋转。液体在惯性离心力的作用下自叶轮中心被甩向外周并获得了能量，使流向叶轮外周的液体的静压强增高，流速增大[7]。

液体离开叶轮进入泵壳后，因壳内流道逐渐扩大而使液体减速，部分动能转换成静压能。只要叶轮不断地旋转，液体便连续地被吸入 和排出。离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转的叶轮，液体在惯性离心力的作用下获得能量以提高压强[8]。

图2-2 离心泵的工作原理

2。2。2 离心泵的主要性能参数

（1）流量，Q（L/s或m3/h）。指的是离心泵在单位时间内输送到管路内的液体体积。

（2）压头，H （m）。又叫扬程，指离心泵对单位重量的液体所能提供的有效能量。 

（3）效率 ，η。反映泵对液体提供的有效能量与原动机提供给泵的能量（轴功率N）之比。

（4）轴功率 ，P（w或kw）。离心泵的轴工作时所具有的功率，电动机带动离心泵直接工作时，轴功率就是电机传给泵轴的功率。离心泵的有效功率Pe是指液体从叶轮获得的有效能量[9]。 

由于扬程指的是离心泵传送单位重量的流体，能够获得的有效能量，所以，水泵的有效功率，就是扬程乘上质量流量再乘以重力加速度，即单位时间内从水泵中输出的液体所获得的有效能量：

Pe=ρgQH(W)=γQH(W)   （2-1）来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-

式中  ρ——水泵输送液体的密度（kg/m3）； 

                  γ——水泵输送液体的重度（N/m3）；