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：