《建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)》 教案 7-17 7.3.3液體輸配管網(wǎng)減阻實(shí)驗(yàn)

液體輸配管網(wǎng)減阻實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃軆?nèi)壓力、流速、流量的測(cè)定是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)該掌握的基本技能之一，液體管網(wǎng)內(nèi)流動(dòng)阻力對(duì)輸配能耗影響較大，降低液體管網(wǎng)輸配能耗對(duì)建筑節(jié)能具有重要意義。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)要求：①了解液體輸配管網(wǎng)減阻技術(shù)和減阻意義。②學(xué)會(huì)應(yīng)用水表測(cè)定管內(nèi)流量的方法。③掌握用精密壓力表及U型壓差計(jì)測(cè)定水管中流動(dòng)阻力的方法。④掌握減阻率的測(cè)試和計(jì)算方法。⑤探索不同流量下減阻率的變化規(guī)律。⑥探索溫度改變情況下減阻率的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)原理①管內(nèi)流量的計(jì)算：Q②在管徑不變時(shí)，由于流動(dòng)阻力的存在，流動(dòng)下游靜壓水頭小于上游靜壓水頭，故實(shí)驗(yàn)中可以觀測(cè)到沿程靜壓力逐漸降低。通過(guò)U型壓力計(jì)兩端水柱的高差可計(jì)算各段沿程壓降（需考慮位置水頭的變化）；電磁式壓力表同樣可反映壓降情況。但由于儀器精度不足，電磁式壓力表讀數(shù)可作為參考值而不進(jìn)入最終數(shù)據(jù)分析。③各工況減阻率可按左右兩側(cè)對(duì)應(yīng)壓降值求平均值，即： ?%=?p式中?%——減阻率，%?pi——某工況下，未減阻管段測(cè)試壓降值，mm?pi'i——分別對(duì)應(yīng)水泵頻率為50Hz，40Hz，30Hz時(shí)三個(gè)工況。④計(jì)算實(shí)驗(yàn)管段左右兩側(cè)的實(shí)際比摩阻R實(shí)和R減，并與理論比摩阻R理進(jìn)行比較。理論比摩阻R R實(shí)=ρ式中?pi——某工況下，管段測(cè)試壓降值，m?pj——ρ——管內(nèi)液體密度，kg/m3；l——壓降產(chǎn)生的流動(dòng)管段長(zhǎng)度，m；?p位——高差引起的位置水頭變化，P實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)的測(cè)試采用精密壓力表、水表流量計(jì)和U型壓差計(jì)進(jìn)行。液體輸配管網(wǎng)減阻實(shí)驗(yàn)裝置如REF_Ref17149\h圖1所示，包括：①精密壓力計(jì)6臺(tái)②水表流量計(jì)2臺(tái)③水泵兩臺(tái)（含控制箱）④u型壓力機(jī)4套⑤氣壓計(jì)、溫度計(jì)各一臺(tái)。注意：各儀表需在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的帶領(lǐng)下熟悉，并學(xué)會(huì)有關(guān)操作方法。圖1液體輸配管網(wǎng)減阻實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖1—水箱；2—Y型過(guò)濾器；3-水泵4-球閥5-水表流量計(jì)6-節(jié)流閥7-壓力測(cè)點(diǎn)8-放氣閥實(shí)驗(yàn)步驟及方法①啟動(dòng)水泵，進(jìn)行充水排氣。②對(duì)左右側(cè)管段進(jìn)行測(cè)試調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)兩側(cè)流量均等。③將水泵運(yùn)行頻率為50HZ，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，分別測(cè)試左右側(cè)流量并記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中。④分別讀取左右側(cè)各U型壓力計(jì)讀數(shù)并記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中。⑤分別讀取左右側(cè)各電磁壓力表讀數(shù)并記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中。⑥調(diào)節(jié)水泵頻率至40HZ并重復(fù)步驟③~⑤。⑦調(diào)節(jié)水泵頻率至30HZ并重復(fù)步驟③~⑤。⑧停止水泵運(yùn)行，將測(cè)定裝置復(fù)原。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理將測(cè)量結(jié)果分別記錄在REF_Ref18590\h表1REF_Ref18596\h表2REF_Ref18599\h表3中。表1液體輸配管網(wǎng)減阻實(shí)驗(yàn)記錄表（50HZ）測(cè)定日期：水管尺寸：空氣壓力：B=KPa空氣溫度：t=℃流量一：水泵頻率：水泵總流量：水泵揚(yáng)程：序號(hào)左側(cè)右側(cè)備注流量壓力(MPa)流量壓力(MPa)1起始流量（m3）?起始流量（m3）?U型壓力計(jì)2終止流量（m3）?終止流量（m3）?U型壓力計(jì)3測(cè)量時(shí)長(zhǎng)（s）p測(cè)量時(shí)長(zhǎng)（s）p電磁壓力表4秒流量(m3/s)p秒流量(m3/s)p電磁壓力表5管內(nèi)流速v(m/s)p管內(nèi)流速v(m/s)p電磁壓力表表2液體輸配管網(wǎng)減阻實(shí)驗(yàn)記錄表(40HZ)測(cè)定日期：水管尺寸：空氣壓力：B=KPa空氣溫度：t=℃流量二：水泵頻率：水泵總流量：水泵揚(yáng)程：序號(hào)左側(cè)右側(cè)備注流量壓力(MPa)流量壓力(MPa)1起始流量（m3）?起始流量（m3）?U型壓力計(jì)2終止流量（m3）?終止流量（m3）?U型壓力計(jì)3測(cè)量時(shí)長(zhǎng)（s）p測(cè)量時(shí)長(zhǎng)（s）p電磁壓力表4秒流量(m3/s)p秒流量(m3/s)p電磁壓力表5管內(nèi)流速v(m/s)p管內(nèi)流速v(m/s)p電磁壓力表表3液體輸配管網(wǎng)減阻實(shí)驗(yàn)記錄表(30HZ)測(cè)定日期：水管尺寸：空氣壓力：B=KPa空氣溫度：t=℃流量三：水泵頻率：水泵總流量：水泵揚(yáng)程：序號(hào)左側(cè)右側(cè)備注流量壓力(MPa)流量壓力(MPa)1起始流量（m3）?起始流量（m3）?U型壓力計(jì)2終止流量（m3）?終止流量（m3）?U型壓力計(jì)3測(cè)量時(shí)長(zhǎng)（s）p測(cè)量時(shí)長(zhǎng)（s）p電磁壓力表4秒流量(m3/s)p秒流量(m3/s)p電磁壓力表5管內(nèi)流速v(m/s)p管內(nèi)流速v(m/s)p電磁壓力表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析①水泵性能實(shí)驗(yàn)分析計(jì)算三種工況下的減阻率并分析減阻率的