内容发布更新时间 : 2024/12/26 21:42:27星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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; (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: