综合性实验指导书

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1、综合性实验指导书编制人：肖益民 林真国审定人：康侍民一、实验目的与任务实验目的：获得管网的总阻抗和管网特性曲线，结合风机性能曲线，求取风机在管网中的工作状态点；加深对工程实际管网的认识和理解；培养实验动手、分工合作的能力。实验任务：（1）   了解实验台的组成；（2）   测定管网的总阻抗；（3）   调节风机的供电频率，测定风机转速；（4）   测定空气温度与大气压力，计算密度；（5）   绘制管网特性曲线；（6）   风机性能曲线换算；（7）   求取风机在不同转速时的工况点。二、实验的综合知识点完成本实验的测试和数据处理与分析需要

2、综合应用以下知识：（1）《流体力学》关于管道流动阻力计算、管道断面流量测定的原理；（2）《流体输配管网》关于管网阻抗、管网特性曲线、风机（水泵）的性能曲线、风机（水泵）的工作状态点等基本概念；（3）《流体输配管网》关于风机（水泵）的相似律；管网特性曲线由管网的构造特性确定，与风机（水泵）性能无关；风机（水泵）的工作状态点由管网特性曲线与风机（水泵）的性能共同确定的；调节管网特性和风机（水泵）性能均可改变风机（水泵）的工作状态点等流体输配管网的基本原理；（3）《流体输配管网》关于管网的水力计算方法；（4）《工程热力学》关于气体密度的计算方

3、法。三、实验装置见图1“实验装置系统图”。四、实验主要仪表与设备测压管：标准毕托管或自制测压管，2支倾斜式微压计：2台水银温度计：2支，0~50℃转速表：1套空盒气压计：1套双转速离心风机：1台，附风机性能参数表五、实验原理1、管网的总阻抗与特性曲线对于工程中的通风空调枝状管网，可以按照各个管段之间的串并联关系，将其简化为一个环路，环路的能量平衡关系如下：                     （1）式中，——管网的全压动力，Pa，实验系统中，即为风机的输出全压；——重力对环路中流体流动的作用力，Pa；——流体在环路的流动阻力，Pa；

4、                    （2）S——管网系统的总阻抗（管网特性系数），kg/m7；Q——管网系统的总风量，m3/s。管网系统中的流动介质为空气，且物理性质与周围环境空气相同时，重力对环路中流体流动的作用力为零，则                   （3）所以                   （4）因此，只要测定出管网中的总流量和总阻力（或风机的输出全压），即可计算出管网系统的总阻抗。2、管网系统的特性曲线对于枝状管网系统，将式（2）代入式（1），得到：                  （5）将式（5）以流量为横坐

5、标、压强为纵坐标描绘在直角坐标系中，即为管网的特性曲线。显然，当时，有                   （6）3、风机的性能曲线换算根据相似律，风机在工作流体密度和转速与额定状态不一致时，相似工况点之间的性能参数满足如下换算关系：流量：                        （7）式中，——风机转速，r/min；全压：                     （8）式中，——流体密度，kg/m3。。功率：                     （9）效率：                    （10）式中带下标0的各变量

6、表示风机在标准状态下的性能参数（样本参数），不带下标的各变量表示风机在工作状态下的性能参数。4、断面压力之间的关系                  （11）式中，——全压，Pa；——静压，Pa；——动压，Pa；                   （12）式中，——流速，m/s。5、断面流量计算                    （13）式中，——断面面积，m2；——断面平均流速，m/s。六、实验步骤与方法1．熟悉实验装置及仪器。了解仪器的使用方法及注意事项，检查测压管安装是否正确，校正微压计零点，选取合适的位置，悬挂水银温度计与

7、放置大气压力表；2．测量管段e-f、f-g、g-h、h-i、i-j的管道尺寸，统计局部阻力形式，填入表管网水力计算表（表1）中；3．将管网中的阀门1、2、3、4、5、10、12开到最大位置，关闭阀门6和11，开启风机，将风机的转速置于低转速档；4．选择断面A-A、B-B作为流量测定断面，分别进行断面划分、测点选择。待风机运转平稳后，利用微压计和测压管，测定这两个断面的流量，二者之和即为管网的总流量，测试数据记录在表2中；5．测定风机进口附近的断面C-C、出口附近的断面D-D的平均静压，测试数据记录在表3中，此两断面的静压加上平均动压，即

8、为各自的全压平均值；6．进行步骤4、5的同时，利用转速表测定风机的转速，分别在温度计、大气压力表上读取实验环境的空气温度、大气压力值，填入表中。以上为工况一（阀门1~4全开，风机低速运转）的测定；7．将风机