试验回路中测量截面的液体需要符合三个原则：一是轴对称的速度分布；二是液面等静压分布；三是无装置引起的旋涡干扰。为保证上述三个原则的实现，本实验回路的尺寸设计主要参考了国标GB/T3216-2005《回转动力泵水力性能验收试验1级和2级》与国标GB/T3214-2007《水泵流量的测定方法》两个标准。图1为开式离心泵试验台的整体布置图，图2为相应的实物图。如图所示，试验台主要包括变频电机、扭矩传感器、试验泵、高频脉动传感器、压力变送器、电磁流量计以及管路和水箱等。其中，变频电机、扭矩传感器和试验泵固定在同一基础底座上面。进出口管路分别安装两个截止阀，其中进口管路上的阀门在试验中处于全开状态，出口管路中阀门为调节流量用，该阀设置在流量计上游，这样会使测得的流量会更加准确。

动的变频电机，同时在电机与扭矩传感器之间采用挠性联轴器相连而在扭矩传感器与试验泵之间釆用刚性联轴器连接。

一、试验泵及电机

本试验采用南方水泵厂IS系列离心泵，型号为IS100-80-160。IS系列离心泵是全国联合设计的单级单吸式离心泵。其优点是检修方便，效率和扬程均达到国际先进水平，并且全系列泵型的水利性能布局合理，在工业、城市给排水以及农业灌溉等应用上非常广泛。该泵根据国际标准IS02858所规定的性能和尺寸设计，其技术标准均向国际标准靠拢，是我国推广的节能泵产品之一。该系列泵主要由泵体、泵盖、叶轮、轴、密封环、轴套以及悬架轴承等组成。本试验为了测得离心泵轴功率，还在泵体与悬架之间安装了扭矩转速传感器。东莞南方水泵的主要设计参数如表1所示。图3及4分别所示分别为该泵实物图及叶轮和流道的二维简图。

离心泵电机的选择要根据泵运行的轴功率确定。在不考虑泵内损失的情况下，离心泵轴功率的计算公式如式所示：

Pe=9.8QH/3600

其中Q和H分别为额定流量及扬程。电机功率的经验取经验公式为P电机=n*Pe，n通常取1.1〜1.2。南方水泵根据上式可以估算得到所需电机最低功率约为9.57〜10.44KW，一般考虑到损失的存在，所选电机功率应大于电机估算功率一个等级，因此取电机功率为15KW。

离心泵的工作特性为启动力矩较小、频次较少而连续运行时间较长，为保证电机的散热性良好，一般选用Y型鼠笼转子三相异步电动机。本研究最终选用的电机为无锡越发电机有限公司生产的YVP160M2-2型变频调速三相异步电动机，其额定功率为15KW，额定转矩可达47.8KM。另外，选用变频电机不仅可以在以后的试验中调节运行转速用，在广东南方水泵正常运转工况中，变频电机也要比普通电机更能适应偏工况过载运行的要求。

二、扭矩传感器

根据GB/T3216-2005的规定，泵的输入功率应该由转速和扭矩的测量结果导出或者测量与泵直接连接的效率已知的电动机的输入电功率来确定。本试验采用同时测量转轴扭矩和转速的方法确定泵的输入功率。为保证扭矩与转速测量的同时进行，本试验台采用由北京某集团生产的JN338型智能数字式转矩转速测量系统，该系统包括传感器及显示仪表两部分，可以同时输出转轴的扭矩及转速值并计算出轴功率大小，最大扭矩量程为100NM。如图4和5所示为传感器部分的结构示意图及实物连接图，前后两个伸出端通过联轴器分别与电机和水泵相连，连接顺序没有要求但是连接过程中必须保证同轴度。扭矩数值的测量采用应变电测原理，当应变轴受扭力影响产生微小变形后，粘贴在应变轴上的应变计阻值发生相应变化即可转变为电压信号的变化，通过传感器中的航空插座与显示仪表相连，可以直接读出转速及扭矩的值。注意读数过程中应保证南方水泵厂离心泵稳定运转一段时间，显示值不再出现明显波动。

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