并聯(lián)管路特性及流量分配實驗總【VIP專享】

1、22實驗四并聯(lián)管路特性及流量分配實驗實驗類型：綜合性實驗學(xué) 時：2適用對象：熱能與動力工程專業(yè)、建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)、實驗?zāi)康?、了解并聯(lián)管路特性及并聯(lián)管路中閥門開度變化時的流量分配情況；2、掌握并聯(lián)管路特性曲線(hw-qv或Pw-qv)的繪制方法，明確各支路存在流量偏差 的原因。、實驗要求1、在并聯(lián)管路中，當各支路流量控制球閥處于全開時，繪制各支路的管路特性曲線和 并聯(lián)管路特性曲線；計算采用不同方法測量總流量的相對誤差，分析各支路存在流量偏差 的原因。2、將任意三條支路上的流量控制球閥完全關(guān)閉，繪制其余兩支路流量控制球閥處于兩 種不同開度時各支路的管路特性曲線和兩支路并聯(lián)管路特性曲線，分析

2、管路特性曲線在流 量控制球閥處于不同閥門開度時的變化趨勢及其原因；3、比較不同支路的阻力特性曲線，并分析存在差別的原因。三、實驗原理1、并聯(lián)管路特點(1)并聯(lián)管路的流動損失特性：并聯(lián)管路中各支路的流動損失相等，即 hw = hw i(m)(2 )并聯(lián)管路的流量特性：并聯(lián)管路的總流量等于各支路的流量之和，即NqVqVi (m3/s)i 1而對于每一支路，其能量損失可按串聯(lián)管路計算，故ljjdj(4 1)(4 2)hwi2k)2g W (m)(4 3a)或者以壓強損失表示為,'2ghwiKqVi (Pa)(4 3b)以上公式即為并聯(lián)管路的水力計算式，禾U用這些公式，即可解決并聯(lián)管路中流量分

3、配, 水頭計算以及管徑選擇等問題。2、參數(shù)測量在本實驗中，并聯(lián)管路的總流量qv%采用三角堰流量計測量，按下式計算51.4 H 2tg -( m3/s)(4 4)式中 qV 并聯(lián)管路的總流量,m3/s;H 三角堰堰頂淹深，m；三角堰堰頂夾角，本實驗設(shè)備中，=90。并聯(lián)管路中的各支路流量 qVi由渦輪流量計測定，各支路的流動損失由差壓表測定。3、并聯(lián)管路特性曲線的繪制由式（4 3a）和式（4 3b）可知，流動損失與體積流量的平方成正比，即管路流動損 失曲線為一條過原點的拋物線。根據(jù)所測不同流量下的壓差損失，可繪制出pw- qv曲線,如圖4 1所示的曲線I或曲線n。根據(jù)并聯(lián)管路的流動損失和流量特性式

4、（4 1）和式（4 2）,在各支路流動損失相等的條件下，將各支路的對應(yīng)流量相加，可得并聯(lián)管路的特性曲線，如圖4 1所示。圖中曲線 和 分別為支路1和支路2的流動損失特性曲線，曲線III為曲線 和 并聯(lián)后的管路特性曲線。四、實驗所需儀器、設(shè)備、材料（試劑）該實驗系統(tǒng)包括實驗用水循環(huán)系統(tǒng)（圖 4 2）、并聯(lián)管路特性及流量分配綜合實驗系 統(tǒng)（圖4 3）和三角堰流量測量系統(tǒng)（圖 4 4）等組成。此外，實驗所配儀器有渦輪流量 計（LWGY-25 ）和差壓表（1201PG 040kPa）。實驗用水循環(huán)系統(tǒng)如圖 4 2所示，在實驗室地下有一個容積為150m3的地下水庫，由水源泵組5將水庫中的水經(jīng)上水管 2打

5、入五樓恒位水箱1保持恒定水位。恒位水箱中的水， 一部分經(jīng)供水管3供實驗系統(tǒng)使用，經(jīng)過實驗管道4和三角堰流量測量系統(tǒng) 6后流回到地下水庫；另一部分則通過溢流管7進入地下水庫，形成一個水循環(huán)系統(tǒng)。并聯(lián)管路特性及流量分配綜合實驗系統(tǒng)如圖4 3所示。從高位恒位水箱經(jīng)供水管引入并聯(lián)管路系統(tǒng)，經(jīng)五組并聯(lián)的實驗管道，由排出管排入三角堰。每一實驗支路上均裝有渦 輪流量計3、流量控制球閥4和差壓表2。渦輪流量計用于測量分支管路流量，通過改變流 量控制球閥開度的大小來調(diào)節(jié)分支管路的流動損失和流量。并聯(lián)管路流量控制總閥1用于調(diào)節(jié)進入并聯(lián)管路系統(tǒng)的總流量，系統(tǒng)總流量采用三角堰流量計進行測量。三角堰流量測量系統(tǒng)如圖 4

6、 4所示，該三角堰為直角堰，即一=45。三角堰流量測2量水箱外側(cè)裝有連通玻璃管和標尺，連通玻璃管內(nèi)的水位指示三角堰中的水位，水位高度 變化可從標尺上讀出，即H = H H。，稱為堰頂?shù)难蜕?。其中H為某一測量工況下的連通玻璃管標尺讀數(shù)，單位為 mm ; Ho為堰頂水位起始值（如圖 4 4所示），對于1#實驗臺24Ho= 153mm, 2 # 實驗臺 Ho=156mm , 3 # 實驗臺 H°=150mm。按式5qV 1.4 H 2tg(m3/s)，即可求出體積流量 qV值。2i16500一J”Z1”Jk25Ho= 153mm, 2 # 實驗臺 Ho=156mm , 3 # 實驗臺 H&

7、#176;=150mm。按式5#Ho= 153mm, 2 # 實驗臺 Ho=156mm , 3 # 實驗臺 H°=150mm。按式5圖4 2實驗用水循環(huán)系統(tǒng)圖1恒位水箱；2上水管；3供水管；4實驗管路；5水源泵組；6三角堰流量測量水箱；7溢流管。恒位水箱來流qv去三角堰#Ho= 153mm, 2 # 實驗臺 Ho=156mm , 3 # 實驗臺 H°=150mm。按式5#Ho= 153mm, 2 # 實驗臺 Ho=156mm , 3 # 實驗臺 H°=150mm。按式5圖4 3并聯(lián)管路特性及流量分配綜合實驗系統(tǒng)1 并聯(lián)管路流量控制總閥；2差壓表；3 流量計；4支路

8、流量控制球閥#26實驗中的管路系統(tǒng)基本參數(shù)如下：聯(lián)箱管路內(nèi)徑為 50mm ;實驗管路采用 GBT3091-200125 （1 ）鍍鋅碳鋼管，壁厚=4mm。五、實驗預(yù)習(xí)要求、實驗條件、方法及步驟本實驗的先修實驗課為管道沿程損失實驗，即本實驗要求學(xué)生在熟悉和掌握以下 幾點的基礎(chǔ)上進行。 工業(yè)管道沿程損失系數(shù)的測定方法； 各種測量儀表、設(shè)備測取有關(guān)數(shù)據(jù)的操作方法； 管路特性曲線的繪制方法； 并聯(lián)管路特性曲線的繪制方法。實驗按以下步驟進行 實驗小組可由35人組成，設(shè)實驗組長1名，做好分工，明確調(diào)節(jié)指令及信息反饋 方式； 將各支路流量控制球閥 4調(diào)整到全開狀態(tài)，通過調(diào)節(jié)總管路上的流量控制閥1改變各支路流

9、量（6次），將各支路的流量、流動損失和三水堰水位等實驗數(shù)據(jù)記錄在表4 1中。計算三角堰所測流量與各支管流量和間的偏差值，在圖4 5、4 6中繪制各支路的管路特性曲線和并聯(lián)管路特性曲線； 關(guān)閉任意三支路上的流量控制球閥，使其余兩支路流量控制球閥處于兩種不同開度（如1/2開度和3/4開度），通過調(diào)節(jié)總管路上的流量控制閥改變各支路流量（6次），將各支路的流量、流動損失和三角堰水位等實驗數(shù)據(jù)記錄在表4 2、表43中。在圖47中繪制某一支路流量控制球閥處于全開、1/2開度和3/4開度時管路特性曲線，并分析該曲線的變化規(guī)律，在圖4 8中繪制兩支路并聯(lián)后的管路特性曲線。六、思考題1、分析在相同流量下，支路并

10、聯(lián)后流動損失降低的原因。2、分析渦輪流量計所測并聯(lián)管路總流量和三角堰所測流量存在偏差的原因。#附：并聯(lián)管路特性及流量分配實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)處理用表26次數(shù)1 #支路2 #支路3#支路4 #支路5#支路三角堰水位堰頂淹深三角堰流量pw1(kPa)qv1(m3/h)Pw2(kPa)qV2(m3/h)Pw3(kPa)qV3(m3/h)Pw4(kPa)qV4(m3/h)Pw5(kPa)qV5(m3/h)H(mm)H=H H0(m)qVz(m3/s)1324.87365.05386.23454.69493.87268.50.11850.00682224.05264.23275.20323.87363.212

11、59.00.10900.00553133.12163.28144.00202.98222.47248.50.09850.00434102.54112.66113.29132.42172.03241.30.09130.0035551.9471.9662.51101.82121.56232.70.08270.0028631.2051.1121.6351.1771.01218.80.06880.0017表4 1支路1#5#控制閥門全開，調(diào)節(jié)總閥開度改變流量qv qv1)三角堰初始水位 Ho= 150 mm ;2 )相對誤差d 100%qv表4 2任選 #支路與#支路，將閥門開度調(diào)至半開狀態(tài)，調(diào)節(jié)總閥

12、開度改變各支路的流量實驗臺編號次數(shù)#支路#支路三角堰水位堰頂淹深三角堰流量總流量相對誤差Pw1(kPa)qV1(m3/h)Pw2(kPa)qV2(m3/h)H(mm)H=H H0(m)qV(m3/s)qV= qVi(m3/s)%1423.71483.33223.80.07380.00210.00205.592302.97332.64216.40.06640.00160.00162.033222.47242.16215.10.06510.00150.001315.044152.14181.83206.80.05680.00110.00112.445111.74131.43203.70.05370

13、.00090.00095.88681.39101.06197.30.04730.00070.00070.10表4 3任選 #支路與 #支路，將閥門開度調(diào)至 3/4開度位置，調(diào)節(jié)總閥開度改變各支路的流量實驗臺編號次數(shù)#支路#支路三角堰水位堰頂淹深三角堰流量總流量相對pw1(kPa)qv1(m3/h)Pw2(kPa)qv2(m3/h)H(mm)H=H Ho(m)Qv(m3/s)qv= qvi(m3/s)1404.38494.68228.70.07870.00240.00253.42293.51323.77224.10.07410.00210.00203.33172.62202.83217.50.06750.00170.00158.64112.01122.12210.90.06090.00130.001110.561.4681.46204.80.05480.00100.000817.630.9050.69197.30.04730.00070.000435.27壓差-流量0.000000.000200.00040 0.000600.000600. 001000.0012 0 0. D0U00.001600. 0