測定管路特性曲线实验指导书.doc

实验实训五 测定管路特性曲线 1.实验目的 （1）巩固和加深对能量损失、管路系统阻抗、水泵扬程、管路特性曲线等概念的理解； （2）掌握管路特性曲线的测量和计算方法； （3）掌握水泵启动和停机的操作； （4）掌握压力和流量的测量方法和测量仪表的使用； （5）了解操作条件的含义，以及对管路特性曲线的影响。 2.实验要求 （1）利用实验装置测量相关参数，计算，绘制管路特性曲线； （2）改变操作条件，测量并绘制不同操作条件下的管路特性曲线。要求总共完成三条管路特性曲线的绘制； （3）比较不同操作条件下管路特性曲线的特点。 3.实验装置及测量仪表 图5－1管路特性曲线实验装置示意图 图5－1 为可供参考的实验装置示意图，该装置应具备下列几个主要部分并符合一定的要求： 1－水箱，要求水泵吸水口和出水口水位相同并恒定不变，以简化能量方程和相关计算； 2－离心泵（包括底阀等附件）； 3、4－压力表，用于测定管中流体压力； 5－截止阀； 6－流量计； 7－管路系统，走向和布置并无一定之规，但应能使流体产生较大的能量损失，表现为和的较大差异。为简化计算，应使用相同管径，以保证流速相等。同时让水泵出口和管道出口的高度差为0。 4.实验原理 列出两个测压点断面1-1和2-2间能量方程： 其中　，，因此 忽略水泵的阻力，即为流体流过管路系统的能量损失。 而水泵扬程完全用于克服管道阻力，因而 在包括水泵在内的管路系统中若阻抗为，水泵扬程为，流量为，则 其中，为吸水口和出水口的位置差。此处为0，故管路特性曲线方程为 从而　 在某一操作条件下为常数，根据测定的压力差计算之后，即可按上式计算。然后假定不同的流量计算相应的水泵扬程，从而绘制该管路系统某一操作条件下的特性曲线。 5.实验步骤 （1）关闭截止阀； （2）向底阀注水，到水泵吸入管充满为止； （3）启动离心泵； （4）开启截止阀，使阀门固定在某较小开度； （5）检查管路系统是否有泄漏，检查压力表和流量计工作是否正常； （6）压力表和流量计读数稳定之后，记录、和； （7）开大阀门以改变操作条件，待流动稳定后，记录、和； （8）将阀门开到更大位置，待流动稳定后，记录、和； （9）离心泵停机，结束实验； （10）将所有数据记录在表5-1中。 表5-1　实验数据表 操作条件 计算出的值 操作条件1 操作条件2 操作条件3 6.安全注意事项 （1）使用220伏电源，注意电气安全； （2）系统如有泄漏应立即停机，处理泄漏之后重新开始实验。 7.计算并绘制管路特性曲线 取其中一组数据（、和）按下列步骤计算相关参数。 （1）计算水泵扬程 （2）计算管路阻抗 注意单位的使用：用m；用Pa； 用m3/s或m3/h。的单位不同则的单位也就不同，计算中必须采用统一的单位。 将计算出的之值填入表5-1中。 （3）计算不同流量下的水泵扬程 假定三个以上不同的流量，根据已经算出的，按下列公式计算相应的 (4)将同一操作条件下几组对应的和之值记录在表5-2中，并在以为纵坐标、为横坐标的坐标图上确定各数据点（、）。 表5－2　同一操作条件下假定的流量和计算出的相应扬程 （5）将坐标点连成光滑的曲线即为某一操作条件下的管路特性曲线，如下图所示。 （6）取不同操作条件下的数据，重复上述程序计算相关参数，在同一坐标图上绘制出三种不同操作条件下的管路特性曲线。 （7）比较三条管路特性曲线的规律。 7.思考题 （1）启动离心泵前为什么要关闭截止阀并让吸入管注满水？ （2）为什么？什么情况下不能这样计算？请列出两个压力测定点间的能量方程进行分析。 （3）为什么某一固定操作条件下只须测定一组数据（、、），而且也只计算一个管路阻抗之值？ （4）如果两个压力测定点的位置差为，则如何计算？在计算出之后根据假定的流量又如何计算？蚅肂