测定管路特性曲线实验指导书 - 图文

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Sh，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p1和p2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：

2p1?12p2?2z1???z2???h

?g2g?g2gl1?2其中 z1?z2，?1??2，因此

hl1?2?p1?p2?p ??g?g忽略水泵的阻力，hl1?2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

H?hl1?2??p ?g在包括水泵在内的管路系统中若阻抗为Sh，水泵扬程为H，流量为Q，则

H?H1?ShQ2

其中H1?z2?z1，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

H?ShQ2

从而 Sh?H Q2在某一操作条件下Sh为常数，根据测定的压力差计算H之后，即可按上式计算Sh。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p1、p2和Q；

（7）开大阀门以改变操作条件，待流动稳定后，记录p1、p2和Q； （8）将阀门开到更大位置，待流动稳定后，记录p1、p2和Q； （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 操作条件1 操作条件2 操作条件3 Q p1 p2 计算出的Sh值 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（p1、p2和Q）按下列步骤计算相关参数。 （1）计算水泵扬程H

H?hl1?2??pp1?p2? ?g?g（2）计算管路阻抗Sh

Sh?H 2Q注意单位的使用：H用m；p用Pa； Q用m3/s或m3/h。Q的单位不同则Sh的单位也就不同，计算中必须采用统一的单位。

将计算出的Sh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Sh，按下列公式计算相应的H

H?ShQ2

(4)将同一操作条件下几组对应的H和Q之值记录在表5-2中，并在以H为纵坐标、Q为横坐标的坐标图上确定各数据点（H、Q）。

表5－2 同一操作条件下假定的流量和计算出的相应扬程

Sh1 Q H

Sh2 Q H Sh3 Q H （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hl1?2?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（p1、p2、Q），而且也只计算一个管路阻抗Sh之值？

（4）如果两个压力测定点的位置差为?Z，则hl1?2如何计算？在计算出Sh之后根据假定的

p1?p2？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?g流量Q又如何计算H？

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