《建筑环境与能源应用工程专业综合实验》 教案 7-17 7.3.3液体输配管网减阻实验

液体输配管网减阻实验实验目的水管内压力、流速、流量的测定是建筑环境与设备工程专业学生应该掌握的基本技能之一，液体管网内流动阻力对输配能耗影响较大，降低液体管网输配能耗对建筑节能具有重要意义。通过本实验要求：①了解液体输配管网减阻技术和减阻意义。②学会应用水表测定管内流量的方法。③掌握用精密压力表及U型压差计测定水管中流动阻力的方法。④掌握减阻率的测试和计算方法。⑤探索不同流量下减阻率的变化规律。⑥探索温度改变情况下减阻率的变化规律。实验原理①管内流量的计算：Q②在管径不变时，由于流动阻力的存在，流动下游静压水头小于上游静压水头，故实验中可以观测到沿程静压力逐渐降低。通过U型压力计两端水柱的高差可计算各段沿程压降（需考虑位置水头的变化）；电磁式压力表同样可反映压降情况。但由于仪器精度不足，电磁式压力表读数可作为参考值而不进入最终数据分析。③各工况减阻率可按左右两侧对应压降值求平均值，即： ∆%=∆p式中∆%——减阻率，%∆pi——某工况下，未减阻管段测试压降值，mm∆pi'i——分别对应水泵频率为50Hz，40Hz，30Hz时三个工况。④计算实验管段左右两侧的实际比摩阻R实和R减，并与理论比摩阻R理进行比较。理论比摩阻R R实=ρ式中∆pi——某工况下，管段测试压降值，m∆pj——ρ——管内液体密度，kg/m³；l——压降产生的流动管段长度，m；∆p位——高差引起的位置水头变化，P实验装置系统的测试采用精密压力表、水表流量计和U型压差计进行。液体输配管网减阻实验装置如REF_Ref17149\h图1所示，包括：①精密压力计6台②水表流量计2台③水泵两台（含控制箱）④u型压力机4套⑤气压计、温度计各一台。注意：各仪表需在实验指导教师的带领下熟悉，并学会有关操作方法。图1液体输配管网减阻实验系统图1—水箱；2—Y型过滤器；3-水泵4-球阀5-水表流量计6-节流阀7-压力测点8-放气阀实验步骤及方法①启动水泵，进行充水排气。②对左右侧管段进行测试调节，实现两侧流量均等。③将水泵运行频率为50HZ，待系统稳定后，分别测试左右侧流量并记录在实验数据记录表中。④分别读取左右侧各U型压力计读数并记录在实验数据记录表中。⑤分别读取左右侧各电磁压力表读数并记录在实验数据记录表中。⑥调节水泵频率至40HZ并重复步骤③~⑤。⑦调节水泵频率至30HZ并重复步骤③~⑤。⑧停止水泵运行，将测定装置复原。实验数据记录及处理将测量结果分别记录在REF_Ref18590\h表1REF_Ref18596\h表2REF_Ref18599\h表3中。表1液体输配管网减阻实验记录表（50HZ）测定日期：水管尺寸：空气压力：B=KPa空气温度：t=℃流量一：水泵频率：水泵总流量：水泵扬程：序号左侧右侧备注流量压力(MPa)流量压力(MPa)1起始流量（m³）∆起始流量（m³）∆U型压力计2终止流量（m³）∆终止流量（m³）∆U型压力计3测量时长（s）p测量时长（s）p电磁压力表4秒流量(m³/s)p秒流量(m³/s)p电磁压力表5管内流速v(m/s)p管内流速v(m/s)p电磁压力表表2液体输配管网减阻实验记录表(40HZ)测定日期：水管尺寸：空气压力：B=KPa空气温度：t=℃流量二：水泵频率：水泵总流量：水泵扬程：序号左侧右侧备注流量压力(MPa)流量压力(MPa)1起始流量（m³）∆起始流量（m³）∆U型压力计2终止流量（m³）∆终止流量（m³）∆U型压力计3测量时长（s）p测量时长（s）p电磁压力表4秒流量(m³/s)p秒流量(m³/s)p电磁压力表5管内流速v(m/s)p管内流速v(m/s)p电磁压力表表3液体输配管网减阻实验记录表(30HZ)测定日期：水管尺寸：空气压力：B=KPa空气温度：t=℃流量三：水泵频率：水泵总流量：水泵扬程：序号左侧右侧备注流量压力(MPa)流量压力(MPa)1起始流量（m³）∆起始流量（m³）∆U型压力计2终止流量（m³）∆终止流量（m³）∆U型压力计3测量时长（s）p测量时长（s）p电磁压力表4秒流量(m³/s)p秒流量(m³/s)p电磁压力表5管内流速v(m/s)p管内流速v(m/s)p电磁压力表实验数据分析①水泵性能实验分析计算三种工况下的减阻率并分析减阻率的