材料工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)講義版本

1、材料工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)講義 目 錄實(shí)驗(yàn)一、煤的工業(yè)分析1實(shí)驗(yàn)二、煤的發(fā)熱量測(cè)定5實(shí)驗(yàn)三、材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定10實(shí)驗(yàn)四、雷諾實(shí)驗(yàn)14實(shí)驗(yàn)五、伯努利方程實(shí)驗(yàn)16實(shí)驗(yàn)六、風(fēng)機(jī)性能曲線實(shí)驗(yàn)20實(shí)驗(yàn)七、流體力學(xué)綜合阻力實(shí)驗(yàn)A24實(shí)驗(yàn)八、流體力學(xué)綜合阻力實(shí)驗(yàn)B28實(shí)驗(yàn)九、固體流態(tài)化的流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)30實(shí)驗(yàn)十、流化床干燥器干燥曲線的測(cè)定35實(shí)驗(yàn)十一、除塵性能實(shí)驗(yàn)41實(shí)驗(yàn)十二、綜合傳熱性能實(shí)驗(yàn)43實(shí)驗(yàn)十三、煙氣成分分析45實(shí)驗(yàn)十四、熱電偶的焊接與校正實(shí)驗(yàn)49實(shí)驗(yàn)一、煤的工業(yè)分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊饬x工業(yè)分析是分析化學(xué)的一個(gè)分支，是分析化學(xué)在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。通過工業(yè)分析能夠評(píng)定燃料、原料及產(chǎn)品的質(zhì)量。本實(shí)驗(yàn)的目的：1掌握煤

2、的工業(yè)分析方法，即煤的水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳的測(cè)定方法。 2判斷分析煤樣的種類。 3根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算煤的低位發(fā)熱值。 二、實(shí)驗(yàn)原理作為固體燃料的煤，是由極其復(fù)雜的有機(jī)化合物組成的，就其所含元素而言，不外乎有碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)五種元素及部分礦物雜質(zhì)(灰分A)和水分M。煤的成分分析有元素分析和工業(yè)分析兩種方法，其中煤的工業(yè)分析方法是我國工礦企業(yè)中經(jīng)常采用的一種簡易的分析方法，即通過對(duì)實(shí)驗(yàn)中風(fēng)干煤樣(空氣干燥基)所含水分M、揮發(fā)分V、灰分A和固定碳Fc的測(cè)定，得到煤的工業(yè)分析成分的方法。即： （1）式中 空氣干燥基煤樣中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，；空氣干燥基煤樣中揮發(fā)分的質(zhì)量

3、分?jǐn)?shù)，；空氣干燥基煤樣中灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，；空氣干燥基煤樣中固定碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，。 實(shí)驗(yàn)中所遵循的原理為熱解質(zhì)量法，即根據(jù)煤樣中各組分的不同物理化學(xué)性質(zhì)，控制不同的溫度和時(shí)間，使其中的某種組分發(fā)生熱分解或完全燃燒，并以試樣失去的重量占原試樣重量的百分比作為該組分的重量百分含量。所涉及的有關(guān)參數(shù)及測(cè)定方法分述如下：1.水分煤樣中的水分采用常規(guī)測(cè)定法測(cè)定。鑒于空氣干燥基下煤樣中的水分為內(nèi)在水分，即吸附于煤顆粒毛細(xì)空隙之間的水分，較難蒸發(fā)，因此需置于105110的鼓風(fēng)干燥箱中干燥1h。取出稱量，若水分2，不進(jìn)行檢查性干燥，否則需進(jìn)行檢查性干燥，步驟是將試樣重新放入干燥箱中烘干，每次30min，再稱量，直

4、至恒重（即質(zhì)量減少小于0.001g或增重）為止。以增重前的一次稱重結(jié)果來計(jì)算水分。2.灰分煤的灰分是指煤中所有可燃物質(zhì)完全燃燒，水分完全蒸發(fā)以及煤中礦物雜質(zhì)在一定溫度下產(chǎn)生一系列分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)后所剩下的殘?jiān)?，是煤中不能燃燒的礦物雜質(zhì)。因此，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使煤樣完全燃燒。采用快速灰化法來測(cè)定煤的灰分，即將煤樣置于815的馬弗爐中灼燒40min，取出稱量，若灰分371046 3.05.5 5.58.0 8.0343035600表中，和的值與煤的干燥基灰分有關(guān)，如下表所示：/ %30402530202515201015150.800.850.950.800.900.950.100.100.1000

5、0（2）煙煤 (kJks) （8）式中 系數(shù)，根據(jù)和焦渣物性查下表得出。 10%13.5%13.5%17%17%20%20%23%23%29%29%32%32%35% 35%38%38%42%42%3520530335283263243203163123533533493453393353303283263203533553535332330324353355355353933533235335535535393353323533553553553533539不出現(xiàn)355355358355353349347345343焦渣特性是指測(cè)定揮發(fā)分后，坩堝內(nèi)殘留的焦渣外形特征，分為8類： 粉態(tài)：保持原

6、煤樣的粉末狀； 粘著：稍有粘連，手指輕壓即成粉末； 弱粘法：有粘結(jié)，手指輕壓即成碎塊； 不熔融粘結(jié)：粘結(jié)，手指用力壓才成碎塊； 不膨脹熔融粘結(jié)：焦渣呈扁平狀、煤粒界限不清，表面有銀白色光澤； 微膨脹熔融粘結(jié)：焦渣用手指不能壓碎，表面有銀白色光澤和較小的膨脹泡; 膨脹熔融粘結(jié)：焦渣表面有銀白色光澤，明顯膨脹但高度不超過15mm； 強(qiáng)膨脹熔融粘結(jié)：同，但高度超過15mm。六、思考題1固體燃料的組成有哪幾種基準(zhǔn)表示？ 2實(shí)驗(yàn)中怎樣實(shí)現(xiàn)煤的水分、灰分和揮發(fā)分的測(cè)定？ 3煤的工業(yè)分析在工程實(shí)際中有何作用？實(shí)驗(yàn)二、煤的發(fā)熱量測(cè)定一、目的意義發(fā)熱量是衡量燃料品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，掌握熱值測(cè)定的計(jì)量方法，可為各

7、行各業(yè)綜合利用能源、節(jié)約能源提供可靠依據(jù)。 本實(shí)驗(yàn)的目的： 掌握煤發(fā)熱量的實(shí)測(cè)方法氧彈熱量測(cè)定方法； 了解彈筒發(fā)熱量，恒容高位發(fā)熱量和恒容低位發(fā)熱量的概念，以及它們之間的換算； 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算煤的低位發(fā)熱值。二、基本原理 煤發(fā)熱量的測(cè)定原理很簡單，即設(shè)法測(cè)定一定量試樣在完全燃燒時(shí)放出的熱量。目前常用的是伯斯路特于1881年發(fā)明的氧彈方法，把一定量的試樣放在密閉的充氧彈筒（俗稱氧彈）中完全燃燒。氧彈置于盛水的內(nèi)筒中，并被水完全浸沒。根據(jù)內(nèi)筒水溫的升高，計(jì)算出試樣的發(fā)熱量。 由于測(cè)定時(shí)，試樣完全燃燒放出的熱量不僅被水吸收，亦被彈筒自身、內(nèi)筒、攪拌器和 量熱溫度計(jì)等裝置吸收，這些裝置統(tǒng)稱為量熱系統(tǒng)

8、。該量熱系統(tǒng)本身具有熱容量（亦稱為當(dāng) 量），需用已知標(biāo)準(zhǔn)發(fā)熱量的物質(zhì)（如苯鉀酸）進(jìn)行標(biāo)定，求出該系統(tǒng)的儀器常數(shù)。 有關(guān)各種發(fā)熱量的概念簡介如下。（1）彈筒發(fā)熱量：在密閉的氧彈中充以初壓為2.83.0MPa的氧氣，終了時(shí)燃燒產(chǎn)物為25，燃燒單位質(zhì)量的試樣所產(chǎn)生的熱量稱為彈筒熱量（Jg1），記作，煤的燃燒產(chǎn)物為：CO2、H2SO4、HNO3、水和固態(tài)的灰分。（2）恒容高位發(fā)熱量：彈筒發(fā)熱量減去 稀硫酸、二氧化硫生成熱、以及稀硝酸生成熱，即為恒容高位發(fā)熱量（Jg1），記作。 煤的燃燒產(chǎn)物：CO2、SO2、游離N、水和固態(tài)灰分。 恒容高位發(fā)熱量比工業(yè)上的恒壓（大氣壓）高位發(fā)熱量低8.37416.748

9、 Jg1，一般可忽略不計(jì)。（3）恒容低位發(fā)熱量：恒容高位發(fā)熱量減去水的蒸發(fā)熱，即為恒容低位發(fā)熱量(Jg1)，記作。 煤的燃燒產(chǎn)物：CO2、SO2、游離N、水蒸汽和固態(tài)灰分。三、實(shí)驗(yàn)器材 熱量計(jì)： 氧彈量熱計(jì)廣泛用來測(cè)定固體、液體燃料的熱值。本實(shí)驗(yàn)在GR-3500氧彈式量熱計(jì)中進(jìn)行，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。 氧彈： 氧彈是恒容燃燒室，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。 控制箱。 氧氣瓶及氧氣減壓閥。 壓塊機(jī)。 0.1mol濃度的NaOH溶液、甲基紅試劑、滴定臺(tái)等。圖1 GR-3500氧彈式熱量計(jì)結(jié)構(gòu)1一外筒；2一內(nèi)筒；3攪拌器；4攪拌電機(jī)；5絕緣支架：6氧彈；7內(nèi)筒溫度； 8外筒溫度計(jì)；9點(diǎn)火栓；l0外筒蓋；11一讀

10、數(shù)放大鏡；12振蕩器圖2 氧彈結(jié)構(gòu)1充氣閥；2放氣閥；3一電極；4坩鍋架；5充氣管；6燃燒擋板 四、測(cè)試步驟1稱樣與裝堝 精確稱取分析試樣0.91.1g（煤粉）并放入坩鍋。 在金屬坩鍋底部鋪一石棉紙墊，墊的周邊與坩鍋緊密接觸，以免試樣下漏。然后將預(yù)先制備的煤餅試樣放在石棉墊上。2裝點(diǎn)火絲和充氧 取一段已知重量的點(diǎn)火絲，將兩端分別接于兩個(gè)電極上。把盛有試樣的坩堝放在支架上，用鑷子調(diào)節(jié)下垂的點(diǎn)火絲，使之與煤粉接觸（點(diǎn)火絲切勿與坩堝壁接觸，以免引起短路）。彈筒中加入10m1蒸餾水，擰緊彈筒蓋，然后接上氧氣導(dǎo)管緩緩充入氧氣（充氣時(shí)間不少于15秒）直至氧彈中壓力達(dá)到2.83.0MPa。拆下氧氣導(dǎo)管。3內(nèi)

11、筒加水及氧彈氣密性檢查 在內(nèi)筒加入與標(biāo)定熱容量時(shí)相同的內(nèi)筒水量（一般為3000g），調(diào)整內(nèi)筒初始水溫比外筒水溫低0.51.0以使實(shí)驗(yàn)終期內(nèi)、外筒保持較小的溫度差，減少因溫差而引起的熱量傳遞誤差。 將充好氧氣的氧彈放入內(nèi)筒的水中，使氧彈除充氣閥及電極外其余部分都淹沒在水中。仔細(xì)觀察有無漏氣現(xiàn)象，如沒有氣泡逸出，表明氧彈氣密性良好，即可開始以下步驟。4裝置測(cè)示儀器 接上點(diǎn)火電極插頭，裝上攪拌器和測(cè)量內(nèi)筒溫度的貝克曼溫度計(jì)、測(cè)量外筒溫度的外筒溫度計(jì)。在靠近貝克曼溫度計(jì)的露出水銀柱的部位，另懸一支普通溫度計(jì)，以測(cè)定露出柱的溫度。其中貝克曼溫度計(jì)的插入深度應(yīng)與熱容量標(biāo)定時(shí)貝克曼溫度計(jì)的插入深度一致，并不

12、得接觸內(nèi)筒和氧彈，蓋上外筒蓋。5初期溫度測(cè)定 開動(dòng)攪拌器，5min后開始計(jì)時(shí)和讀取內(nèi)筒溫度（t0）并立即點(diǎn)火。隨后記下外筒溫度（tg）和露出柱溫度（te）。內(nèi)筒溫度計(jì)借助放大鏡，讀數(shù)精確到0.001，其他溫度計(jì)只要讀數(shù)精確到0.1。 觀察內(nèi)筒溫度，如在30s內(nèi)溫度急劇上升，則表明點(diǎn)火成功。點(diǎn)火后140”時(shí)讀取一次內(nèi)筒溫度（t140”），讀數(shù)精確到0.01即可。6終期溫度測(cè)定 接近終點(diǎn)時(shí)（一般熱量計(jì)由點(diǎn)火到終期的時(shí)間為810min），開始按l min間隔讀取內(nèi)筒溫度，以第一個(gè)下降溫度作為終點(diǎn)溫度（tm）。試驗(yàn)主要階段至此結(jié)束。7收集彈筒洗液 停止攪拌，取出內(nèi)筒和氧彈，開啟放氣閥，用導(dǎo)管把廢氣引入

13、裝有適量氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的三角燒瓶中，放氣過程不少于l min。放氣完畢，打開彈筒蓋，觀察坩堝試樣，如有燃燒不完全則試驗(yàn)應(yīng)作廢。用蒸餾水沖洗彈筒各部分，把全部洗液都收集在三角燒瓶中。8將上述洗液煮沸12 min，取下稍冷后，以甲基紅為指示劑，用氫氧化鈉溶液（0.1N）滴定到中和點(diǎn)。記下NaOH溶液的總消耗量V（m1）。9稱出殘余點(diǎn)火絲的重量。10倒掉內(nèi)筒的水，清洗氧彈，所有儀器歸位，經(jīng)老師檢查后方可離開實(shí)驗(yàn)室。五、結(jié)果處理1記錄實(shí)驗(yàn)參數(shù)量熱系數(shù)熱容量E J1試樣質(zhì)量 g點(diǎn)火絲原樣 g殘余點(diǎn)火絲重 g貝克曼溫度計(jì)基點(diǎn)溫度所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)露出柱溫度 貝克曼溫度計(jì)基點(diǎn)溫度下對(duì)應(yīng)于的標(biāo)準(zhǔn)露出柱溫度的平均分

14、度值 初期溫度 終期溫度 點(diǎn)火溫度 貝克曼溫度計(jì)孔徑校正值 熱量計(jì)的冷卻常數(shù) min1消耗的0.1molL1NaOH溶液體積 ml熱量計(jì)的綜合常數(shù) min12彈筒發(fā)熱量計(jì)算 （1）式中 貝殼曼溫度計(jì)的平均分度值； 量熱系統(tǒng)的熱容量（儀器常數(shù)）； 點(diǎn)火絲產(chǎn)生熱量，J； （點(diǎn)火絲原重殘余點(diǎn)火絲質(zhì)量）所用點(diǎn)火絲發(fā)熱量各種點(diǎn)火絲的發(fā)熱量如下表所示：絲的種類鐵絲銅絲鉑絲鎳鉻絲棉絲發(fā)熱量/（J/g）670017500添加物產(chǎn)生熱量，；冷卻校正值，； 由點(diǎn)火到終點(diǎn)的時(shí)間；當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)， ；總溫升（）；/140” 點(diǎn)火后140”的溫升（）。初期內(nèi)筒溫度下降速度：終期內(nèi)筒溫度下降速度：3恒容高位發(fā)熱量計(jì)算式中

15、由彈筒洗液測(cè)得的煤的含硫量，； C氫氧化鈉溶液的當(dāng)量濃度，N；V滴定消耗的氫氧化鈉溶液的體積，ml；a硝酸校正系數(shù)， 當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，。4恒容低位發(fā)熱量計(jì)算 （2）式中 收到基的低位發(fā)熱量，Jg1； 恒容高位發(fā)熱量，Jg1； 收到基全水分，； 空氣干燥基水分，； 空氣干燥的氫含量，。由彈筒發(fā)熱量算出的高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量都屬于恒容狀態(tài)。在實(shí)際工業(yè)燃燒中則是恒壓狀態(tài)，嚴(yán)格的講，工業(yè)計(jì)算中應(yīng)使用恒壓低位發(fā)熱量。恒壓低位發(fā)熱量計(jì)算如下： （3）式中 收到基恒壓低位發(fā)熱量，Jg1； 空氣干燥的氫含量，；空氣干燥基氧含量，。六、思考題 1.什么是煤的熱值？測(cè)定煤的熱值有何意義？2.通過實(shí)驗(yàn)，歸納

16、一下點(diǎn)火失敗的原因有哪些？3.煤的工業(yè)分析與氧彈法測(cè)定煤的發(fā)熱量，熱量值有何區(qū)別？實(shí)驗(yàn)三、材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定(穩(wěn)態(tài)球壁導(dǎo)熱測(cè)定法) 在現(xiàn)代建筑物中，為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境，節(jié)約能源，需要大量具有隔熱、保溫等功能的無機(jī)非金屬材料，這些材料具有一系列的熱物理特性。為了合理地使用與選擇有關(guān)的功能材料，需要用其熱物理特性進(jìn)行熱工計(jì)算。所以，了解和測(cè)定材料的熱物理特性是十分重要的。材料的熱物理參數(shù)有熱導(dǎo)率、導(dǎo)溫系數(shù)、比熱容等。測(cè)定方法有穩(wěn)定熱流法和非穩(wěn)定熱流法兩大類。每大類中又有多種測(cè)定方法。本實(shí)驗(yàn)用穩(wěn)定熱流法中的球體法進(jìn)行測(cè)定。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊饬x在現(xiàn)代工程中，測(cè)定材料熱導(dǎo)率的穩(wěn)定態(tài)熱流方法以其原理簡單、計(jì)算方

17、便而被廣泛應(yīng)用。球壁導(dǎo)熱儀即為其中的方法之一。主要用于測(cè)定粉狀、顆粒狀、纖維狀干燥材料在不同填充密度下的熱導(dǎo)率。本實(shí)驗(yàn)的目的： 加深對(duì)穩(wěn)定導(dǎo)熱過程基本理論的理解，建立維度與坐標(biāo)選擇的關(guān)系； 掌握用球壁導(dǎo)熱儀測(cè)定絕熱材料熱導(dǎo)率的方法和技能圓球法； 確定材料熱導(dǎo)率與溫度的關(guān)系； 學(xué)會(huì)根據(jù)材料的熱導(dǎo)率判斷其導(dǎo)熱能力并進(jìn)行導(dǎo)熱計(jì)算。二、基本原理導(dǎo)熱率是表征物質(zhì)導(dǎo)熱能力的物性參數(shù)。一般地，不同材料的熱導(dǎo)率相差很大，其中金屬的熱導(dǎo)率在2.3417.6Wm-1K-1范圍內(nèi)，建筑材料的熱導(dǎo)率在0.162.2Wm-1K-1之間，液體的熱導(dǎo)率波動(dòng)于0.0930.7Wm-lK-1之間，而氣體的熱導(dǎo)率則最小，在0.0

18、0580.58Wm-1K-1范圍內(nèi)。即使是同一種材料，其熱導(dǎo)率還隨溫度、壓強(qiáng)、濕度、物質(zhì)結(jié)構(gòu)和密度等因素而變化。各種材料的熱導(dǎo)率數(shù)據(jù)均可從有關(guān)資料或手冊(cè)中查到，但由于具體條件如溫度、結(jié)構(gòu)、濕度和壓強(qiáng)等條件的不同，這些數(shù)據(jù)往往與實(shí)際使用情況有出入，需進(jìn)行修正。熱導(dǎo)率低于0.22Wm-1K-1的一些固體材料稱為絕熱材料，由于它們具有多孔結(jié)構(gòu)，傳熱過程是固體和孔隙的復(fù)雜傳熱過程，其機(jī)理復(fù)雜。為了工程計(jì)算的方便，常常把整個(gè)過程當(dāng)作單純的導(dǎo)熱過程處理。 圓球法測(cè)定絕熱材料的熱導(dǎo)率是以同心球壁穩(wěn)定導(dǎo)熱規(guī)律作為基礎(chǔ)。在球坐標(biāo)中，考慮到溫度僅隨半徑r而變，故是一維穩(wěn)定溫度場(chǎng)導(dǎo)熱。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在直徑為dl和d2的兩

19、個(gè)同心圓球的圓殼之間均勻地填充被測(cè)材料(可為粉狀、粒狀或纖維狀)，在內(nèi)球中則裝有球形電爐加熱器。當(dāng)加熱時(shí)間足夠長時(shí)，球壁導(dǎo)熱儀將達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)，內(nèi)外壁面溫度分別恒為T1和T2 。根據(jù)這種狀態(tài)，可以推導(dǎo)出熱導(dǎo)率的計(jì)算公式。根據(jù)傅立葉定理，經(jīng)過物體的熱流量有如下的關(guān)系： （1）式中 Q 單位時(shí)間內(nèi)通過球面的熱流量，W ； 絕熱材料在平均溫度tm=(t1 +t2)/2時(shí)的熱導(dǎo)率，Wm-1K； 溫度梯度，Km-1； A球面面積，m2。對(duì)(1)式進(jìn)行分離變量，并根據(jù)上述條件取定積分得： （2）其中，r1、r2：分別為內(nèi)球外半徑和外球內(nèi)半徑。積分得 （3）其中，Q為球形電爐提供的熱量。只要測(cè)出該熱量，即可

20、計(jì)算出所測(cè)隔熱材料的熱導(dǎo)率。事實(shí)上，由于給出的是隔熱材料在平均溫度時(shí)的熱導(dǎo)率。因此，在實(shí)驗(yàn)中只要保持溫度場(chǎng)穩(wěn)定（采用恒溫水?。?，測(cè)出球徑d1和d2，熱量Q以及內(nèi)外球面溫度即可計(jì)算出平均溫度tm下隔熱材料的熱導(dǎo)率。改變t1和t2，則可得到熱導(dǎo)率與溫度（-）的關(guān)系曲線。三、實(shí)驗(yàn)裝置圖1 球壁導(dǎo)熱儀實(shí)驗(yàn)裝置1 內(nèi)球殼；2外球殼；3電加熱器；4熱電偶熱端；5轉(zhuǎn)換開關(guān)；6熱電偶冷端；7電位差計(jì)；8調(diào)壓器；9電壓表；10電流表；11絕熱材料(1) 球壁導(dǎo)熱儀:實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。主要部件是兩個(gè)銅制同心球殼l、2，球殼之間均勻填充被測(cè)隔熱材料，內(nèi)殼中裝有電熱絲繞成的球形電爐加熱器3。(2) 熱電偶測(cè)溫系統(tǒng):

21、銅-康銅熱電偶兩支(測(cè)外殼壁溫度)，鎳鉻-鎳鋁熱電偶兩支（測(cè)內(nèi)殼壁溫度)；均焊接在殼壁上。通過轉(zhuǎn)換開關(guān)將熱電偶信號(hào)傳遞到電位差計(jì)，由電位差計(jì)檢測(cè)出內(nèi)外壁溫度。 (3) 電加熱系統(tǒng):外界電源通過穩(wěn)壓器后輸出穩(wěn)壓電源，經(jīng)調(diào)壓器供給球形電爐加熱器一個(gè)恒定的功率。用電流表和電壓表分別測(cè)量通過加熱器的電流和電壓。四、測(cè)試步驟 將被測(cè)絕熱材料放置在烘箱中干燥，然后均勻地裝入球殼的夾層之中。 按圖1安裝儀器儀表并連接導(dǎo)線，注意確保球體嚴(yán)格同心。檢查連線無誤后通電，使測(cè)試儀溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)（約34h）。 用溫度計(jì)測(cè)出熱電偶冷端的溫度t0 。 每間隔510min測(cè)定一組溫度數(shù)據(jù)。讀數(shù)應(yīng)保證對(duì)應(yīng)點(diǎn)的溫度不隨時(shí)間變

22、化（實(shí)驗(yàn)中以電位差計(jì)顯示變化小于0.02mV為準(zhǔn)），溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)再記錄。分別將內(nèi)外球面的測(cè)定值取平均值，進(jìn)行內(nèi)外球面溫度的查表計(jì)算，求出熱導(dǎo)率。 測(cè)定并繪制絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)和量度之間的關(guān)系。 關(guān)閉電源，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。 五、數(shù)據(jù)處理1測(cè)定數(shù)據(jù)記錄將有關(guān)原始數(shù)據(jù)和測(cè)定結(jié)果記入表1中。表1 測(cè)定數(shù)據(jù)記錄被測(cè)材料名稱冷端溫度=冷端電勢(shì)=功率Q/W= W/mV的平均值/mV/mV溫度/內(nèi)球表面熱電偶的熱電勢(shì)E內(nèi)/mV1= 23外球表面熱電偶的熱電勢(shì)E外/mV4= 56內(nèi)球半徑= cm外球半徑= cm2絕熱材料熱導(dǎo)率的計(jì)算（1）平均溫度的校正根據(jù)冷端溫度t0及測(cè)點(diǎn)平均溫度t，可查得冷端電勢(shì)E(t0，0

23、)，結(jié)合原始數(shù)據(jù)中各測(cè)點(diǎn)的平均電勢(shì)E(t，t0)，即可由下式求得E(t，0)：式中 t測(cè)點(diǎn)平均溫度，； to冷端溫度，； E熱電勢(shì)，mV。 再由E(t，0)值可查得測(cè)點(diǎn)溫度t1、t2。（2）電加熱器發(fā)熱量計(jì)算： 式中 Q單位時(shí)間內(nèi)發(fā)熱量，W； V電加熱器電壓，V； I電加熱器電流，A。（3）絕熱材料的熱導(dǎo)率計(jì)算 用(3)式計(jì)算材料的熱導(dǎo)率。3確定被測(cè)材料熱導(dǎo)率和溫度的關(guān)系，并繪制出t曲線由于此實(shí)驗(yàn)達(dá)到熱穩(wěn)定所需時(shí)間較長，無法在一個(gè)單元時(shí)間內(nèi)進(jìn)行不同溫度下的多組測(cè)量，現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)室在不同溫度下的實(shí)測(cè)結(jié)果列于下表，請(qǐng)完成計(jì)算，將結(jié)果列入表中，并畫出t曲線。在球壁導(dǎo)熱儀的夾層中均勻地裝人已烘干的玻璃纖維

24、，內(nèi)球外徑d1=105mm，外球內(nèi)徑d2=151mm。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如表2。表2 絕熱材料熱導(dǎo)率數(shù)據(jù)測(cè)量序號(hào)內(nèi)球壁的平均熱電勢(shì)/mV外球壁的平均熱電勢(shì)/mV室溫/內(nèi)球壁溫/外球壁溫/電流/A電壓/V平均溫度/熱導(dǎo)率/Wm-1K-113.991.15824.80.7815.824.231.08223.50.8116.0534.231.08325.00.8216.0544.571.18125.00.8517.155.451.15922.00.9418.566.011.62219.01.0420.276.431.55423.51.1121.587.171.88123.51.1823.097.662.010

25、23.51.2224.1107.762.12223.51.2324.4118.002.22723.51.3025.3128.972.38123.51.3727.5注：內(nèi)球熱電偶鎳鉻鎳鋁熱電偶；外球熱電偶銅康銅熱電偶。六、思考題1.熱量的傳遞過程有哪幾種？并舉例說明。2.材料熱導(dǎo)率的大小與哪些因素有關(guān)？3.在工程中，如何衡量散熱損失的大小？實(shí)驗(yàn)四、雷諾實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)恳饬x雷諾實(shí)驗(yàn)是1883年奧斯本雷諾（Osborne Reynolds）所作的著名的實(shí)驗(yàn)。通過本實(shí)驗(yàn)，對(duì)流體在管內(nèi)流動(dòng)的兩大狀態(tài)層流和紊流加深認(rèn)識(shí)和理解，學(xué)習(xí)和掌握流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的基本操作技能。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握轉(zhuǎn)子流量計(jì)的標(biāo)定方法

26、；2. 掌握臨界雷諾數(shù)的測(cè)定方法。二、實(shí)驗(yàn)原理流體在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)，在不同雷諾數(shù)下呈現(xiàn)不同的流動(dòng)狀態(tài)層流和紊流。雷諾揭示了重要的流體流動(dòng)機(jī)理，即根據(jù)流速的大小,流體有兩種不同的形態(tài)。當(dāng)流體流速較小時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)只沿流動(dòng)方向作一維的運(yùn)動(dòng)，與其周圍的流體間無宏觀的混合即分層流動(dòng)這種流動(dòng)形態(tài)稱層流或滯流。流體流速增大大于某個(gè)值后，流體質(zhì)點(diǎn)除流動(dòng)方向上的流動(dòng)外，還向其它方向作隨機(jī)的運(yùn)動(dòng)，即存在流體質(zhì)點(diǎn)的不規(guī)則的脈動(dòng)，這種流體形態(tài)稱湍流。三、實(shí)驗(yàn)裝置：圖1 雷諾實(shí)驗(yàn)裝置示意圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：轉(zhuǎn)子流量計(jì)的標(biāo)定；上臨界雷諾數(shù)的測(cè)定；下臨界雷諾數(shù)的測(cè)定。五、實(shí)驗(yàn)方法與步驟1轉(zhuǎn)子流量計(jì)的標(biāo)定：1) 打開流量

27、控制閥，待流量計(jì)的讀數(shù)穩(wěn)定。2) 流量計(jì)的讀數(shù)穩(wěn)定后，打開量筒的放水閥，放空量筒內(nèi)的水。3) 關(guān)閉量筒的放水閥，觀察量筒的水位計(jì)，并記下量筒的初始讀數(shù)，同時(shí)開始計(jì)時(shí)。4) 待量筒水位計(jì)水位到達(dá)滿水位時(shí)，終止計(jì)時(shí)，并記錄量筒水位從初始讀數(shù)到達(dá)終止?jié)M水位的時(shí)間，同時(shí)記下滿水位的讀數(shù)。5) 調(diào)節(jié)控制閥從小流量到大流量選擇均勻分布的17點(diǎn)，重復(fù)上述步驟，然后再從大流量到小流量選擇57個(gè)點(diǎn)，重復(fù)上述步驟。6) 關(guān)閉流量控制閥。2上臨界雷諾數(shù)的測(cè)定：1) 打開流量控制閥，將流量控制在較小流量下，待轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定。2) 逐漸打開紅墨水控制閥，并調(diào)節(jié)紅墨水的流量，使針形管紅墨水的出流速度與當(dāng)?shù)亓魉僖恢拢ㄒ?/p>

28、致后噴出的紅墨水為粗細(xì)均勻的紅線）。3) 穩(wěn)定后，觀察紅墨水色線狀況，記錄下轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)，在記錄紙上描繪出色線形狀。4) 以較小的步長，逐漸開大流量，重復(fù)上述步驟，直至紅墨水色線形狀完全消失，流動(dòng)從層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鳌?下臨界雷諾數(shù)的測(cè)定： 1) 打開流量控制閥，將流量控制在較大流量下，待轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定。 2) 逐漸打開紅墨水控制閥，并調(diào)節(jié)紅墨水的流量，使針形管紅墨水的出流速度與當(dāng)?shù)亓魉僖恢?一致后噴出的紅墨水為粗細(xì)均勻的紅線)3) 穩(wěn)定后，觀察紅墨水色線狀況，記錄下轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)，在記錄紙上描繪出色線形狀4) 以較小的步長，逐漸關(guān)小流量，重復(fù)上述步驟，直至紅墨水色線形狀恢復(fù)為均勻的直線。六

29、、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理1) 將轉(zhuǎn)子流量計(jì)標(biāo)定的數(shù)據(jù)整理成坐標(biāo)曲線，縱坐標(biāo)為標(biāo)定流量，橫坐標(biāo)為轉(zhuǎn)子流量的讀數(shù)；2) 在觀察特定臨界雷諾數(shù)時(shí)，將轉(zhuǎn)子流量計(jì)的讀數(shù)有標(biāo)定曲線轉(zhuǎn)換為真實(shí)流量；3) 由真實(shí)流量與觀察段的橫截面積。算出管內(nèi)流速，查出水的物性算出各個(gè)觀察點(diǎn)的雷諾數(shù)；4) 找出流動(dòng)狀態(tài)上行時(shí)（下行時(shí)）從層流（紊流）向素流（層流）轉(zhuǎn)變時(shí)的雷諾數(shù)，此雷諾數(shù)即為上臨界雷諾數(shù)（下臨界雷諾數(shù)）。七、思考題1什么是雷諾數(shù)？說明其物理意義？2解釋什么是層流、紊流以及過渡流？3簡述影響管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)的因素? 實(shí)驗(yàn)五、伯努利方程實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1驗(yàn)證流體靜壓原理； 2通過觀察流體在管道中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，加深對(duì)伯努利方程的

30、理解； 3驗(yàn)證管道流動(dòng)中，摩擦損失與流速平方成正比的關(guān)系； 4驗(yàn)證畢托管的測(cè)速原理。二、實(shí)驗(yàn)原理：1在流體靜止時(shí)，等壓面是水平面，自由液面也是水平面。在重力勢(shì)函數(shù)的微分時(shí)，有，即等壓與等高程同時(shí)存在。2對(duì)于一個(gè)恒定的不可壓縮管流，在流動(dòng)方向上的兩個(gè)漸變流段，流體的能量關(guān)系由伯努利方程給出：3管道內(nèi)的摩擦損失與流體流速的關(guān)系服從達(dá)西公式：4畢托管能測(cè)量出來滯止點(diǎn)（全壓）和管側(cè)點(diǎn)（靜壓）之壓力差，于是測(cè)點(diǎn)流速可由下式確定： 式中，畢托管校正系數(shù)，近似等于1。三、實(shí)驗(yàn)裝置 伯努利方程儀由玻璃管、活動(dòng)測(cè)頭、測(cè)壓管、上水槽和循環(huán)水泵等部分組成。活動(dòng)測(cè)頭的小管端部封閉，管身開有小孔。小孔中心位置與玻璃管中

31、心平齊，小管與玻璃測(cè)壓管相通，用小扳手轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)測(cè)頭，就可以測(cè)量流體的靜動(dòng)壓水頭。由于玻璃管前后直徑不同（管道直徑經(jīng)測(cè)量標(biāo)注在管段上），位置也有高低，測(cè)點(diǎn)有前有后，可以十分方便地測(cè)量出不同流速下不同管段的位能、壓力能和動(dòng)能的數(shù)值，去驗(yàn)證伯努利方程的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)裝置圖附后。四、實(shí)驗(yàn)方法：1測(cè)點(diǎn)靜壓水頭的測(cè)量： 開動(dòng)循環(huán)水泵，將出口閥門A關(guān)閉，這時(shí)觀察各測(cè)壓管內(nèi)自由液面的高度，記錄在表格中。觀察在轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)測(cè)頭時(shí)，自由液面有無變化。如果發(fā)現(xiàn)各測(cè)點(diǎn)自由液面高度不相等，或者發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)測(cè)頭時(shí)自由液面發(fā)生變化，應(yīng)試圖找出產(chǎn)生誤差的原因，并作出記錄。各測(cè)點(diǎn)靜壓水頭的數(shù)據(jù)記錄在表1中。2驗(yàn)證摩擦損失與流速平方成正

32、比（達(dá)西公式）： 使各測(cè)頭的小孔對(duì)準(zhǔn)來流方向，然后打開出口閥門A（不全開，保持小流量）。這時(shí)測(cè)壓管液位代表各測(cè)點(diǎn)的總壓力水頭，記下各測(cè)點(diǎn)總壓力水頭數(shù)值；與此同時(shí)，用量筒（大于1000m1）和秒表來標(biāo)定管道中流體的流量，記錄在表2中。繼續(xù)開大閥門A，使流量增加，記錄下各測(cè)點(diǎn)的總壓力水頭數(shù)值；并用同樣方法標(biāo)定在此閥門開度下的流體流量值，記錄在表2中。 標(biāo)定流量的方法如下圖：轉(zhuǎn)動(dòng)彎頭，計(jì)時(shí)開始 計(jì)時(shí)結(jié)束，彎頭復(fù)原3驗(yàn)證伯努利方程：重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)步驟，在每一個(gè)流量（一樣要進(jìn)行流量標(biāo)定）工況下，不但測(cè)量各個(gè)測(cè)點(diǎn)的總壓力水頭（活動(dòng)測(cè)頭小孔向著來流方向），還應(yīng)測(cè)量各個(gè)測(cè)點(diǎn)的靜壓水頭（活動(dòng)測(cè)頭的小孔垂直與來流

33、方向），與此同時(shí)記錄各個(gè)測(cè)點(diǎn)的中心高度z ，記錄各個(gè)測(cè)點(diǎn)的玻璃管內(nèi)徑。將以上數(shù)據(jù)記錄在表3中。根據(jù)標(biāo)定的流量計(jì)算各個(gè)測(cè)點(diǎn)的平均流速，計(jì)算各個(gè)測(cè)點(diǎn)的機(jī)械能總和，驗(yàn)證伯努利方程。4驗(yàn)證畢托管原理： 將以上表3中各個(gè)測(cè)點(diǎn)的動(dòng)壓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入畢托管速度計(jì)算式中，計(jì)算各個(gè)測(cè)點(diǎn)管道中心線上的線速度。五、數(shù)據(jù)整理表 1測(cè)點(diǎn)編號(hào)1234靜止水頭（m）表 2測(cè)點(diǎn)編號(hào)計(jì)算項(xiàng)目1234標(biāo)定流量Q（m3/s）損失水頭h（mH2O）全壓水頭（mH2O）平均流速（m/s）全壓水頭（mH2O）平均流速（m/s） 表 3 數(shù)據(jù)組序號(hào)測(cè)點(diǎn)編號(hào)計(jì)算項(xiàng)目1234標(biāo)定流量Q（m3/s）備注管段內(nèi)徑（m）全壓水頭（mH2O）靜壓水頭（m

34、H2O）位壓水頭（mH2O）動(dòng)壓水頭（mH2O）畢托管中心線速度（m/s）實(shí)測(cè)管段平均流速(m/s)機(jī)械能頭（mH2O）全壓水頭（mH2O）靜壓水頭（mH2O）位壓水頭（mH2O）動(dòng)壓水頭（mH2O）畢托管中心線速度（m/s）實(shí)測(cè)管段平均流速(m/s)機(jī)械能頭（mH2O）七、思考題1.說明伯努利方程中各個(gè)物理量的意義。2.試述流體流過管道時(shí)各種能量是如何變化的？附：伯努利方程儀實(shí)驗(yàn)六、風(fēng)機(jī)性能曲線實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊饬x1. 熟悉風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)及其性能測(cè)定原理2. 掌握風(fēng)機(jī)性能曲線的測(cè)定方法3. 通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能曲線二、實(shí)驗(yàn)儀器圖1為風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能曲線實(shí)驗(yàn)臺(tái)示意圖，主要由四部分組成。1集流器；2

35、節(jié)流網(wǎng)；3測(cè)壓孔；4整流柵；5風(fēng)管；6接頭；7被測(cè)風(fēng)機(jī)；8聯(lián)接軸；9測(cè)功電機(jī)；10測(cè)矩力臂；11斜管測(cè)壓板；12聯(lián)通管；13支架圖1 風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能曲線實(shí)驗(yàn)臺(tái)1. 試驗(yàn)風(fēng)管風(fēng)管進(jìn)風(fēng)口為錐形集流器，在集流器的一個(gè)斷面上，設(shè)有四個(gè)測(cè)壓孔（互成90），用四根橡膠管接到一聯(lián)通管，再用一根橡膠管由聯(lián)通管接到U型測(cè)壓板的一個(gè)測(cè)壓管上，用以測(cè)算出進(jìn)入風(fēng)機(jī)的空氣流量。風(fēng)管內(nèi)裝有節(jié)流網(wǎng)和整流柵。節(jié)流網(wǎng)可以用來調(diào)節(jié)空氣流量（可用小硬紙片吸附在網(wǎng)上以減小通風(fēng)面積），而整流柵可起到使流入風(fēng)機(jī)氣流均勻的作用。在距風(fēng)管進(jìn)口遠(yuǎn)處的風(fēng)管斷面上也設(shè)有四個(gè)測(cè)壓孔（互成90），同樣用四根橡膠管接到另一個(gè)聯(lián)通管，再用一根橡膠管由聯(lián)通管

36、接到U型測(cè)壓板的另一個(gè)測(cè)壓管上，用以測(cè)量進(jìn)口風(fēng)管壓力。2. 被測(cè)風(fēng)機(jī)包括進(jìn)風(fēng)口、葉輪和渦殼。風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口用法蘭與試驗(yàn)風(fēng)管的接頭相聯(lián)接。3. 測(cè)功電機(jī)測(cè)功電機(jī)，實(shí)質(zhì)上也就是風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。為了測(cè)試要求，其轉(zhuǎn)子軸通過聯(lián)軸節(jié)與風(fēng)機(jī)葉輪的軸相聯(lián)接，而電機(jī)的定子（聯(lián)同其外殼）是懸浮的，并在定子外殼上設(shè)置測(cè)距（測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩）力臂，當(dāng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，力臂保持平衡，通過傳感器可測(cè)算出風(fēng)機(jī)的輸入軸功率。4. 實(shí)驗(yàn)臺(tái)支架支架由兩部分組成。利用鐵箍式支座將一段風(fēng)管水平地固定在一節(jié)支架上；另一段風(fēng)管和風(fēng)機(jī)及測(cè)功電機(jī)固定在另一個(gè)支架上，兩節(jié)支架用螺栓固接在儀器。實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用進(jìn)氣實(shí)驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)臺(tái)在一定工況下（

37、利用在節(jié)流網(wǎng)上加紙片來調(diào)節(jié)流量）運(yùn)行時(shí)，空氣流經(jīng)風(fēng)管，進(jìn)入風(fēng)機(jī)，被葉輪抽出風(fēng)機(jī)出口。在此過程中，在集流器上測(cè)出集流器負(fù)壓；在離風(fēng)機(jī)進(jìn)口遠(yuǎn)處測(cè)定進(jìn)口風(fēng)管壓力；同時(shí)，在測(cè)功電機(jī)上測(cè)定測(cè)矩力臂的平衡扭矩T和電機(jī)轉(zhuǎn)速。測(cè)得了上述、T和等四個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以后，再利用已知的實(shí)驗(yàn)臺(tái)原始參數(shù)和測(cè)試環(huán)境參數(shù)，通過它們之間的關(guān)系式，就可以計(jì)算出該工況下的其它所需要的風(fēng)機(jī)參量。三、實(shí)驗(yàn)步驟1. 準(zhǔn)備工作 1）U型測(cè)壓板的聯(lián)接與調(diào)整 將測(cè)集流器負(fù)壓的連通管測(cè)壓口用橡膠管與U型測(cè)壓板上的測(cè)壓玻璃管的測(cè)壓口相聯(lián)接，用醫(yī)用注射器緩慢地將蒸餾水注入U(xiǎn)型測(cè)壓板內(nèi)，然后，捏緊、放開并抖動(dòng)通向測(cè)壓管的橡皮管，使管路里的空氣排出，這樣重

38、復(fù)多次，直至玻璃管中的液面穩(wěn)定不變?yōu)橹埂?將測(cè)進(jìn)口風(fēng)管壓力的聯(lián)通測(cè)壓口用橡皮管與U型測(cè)壓板上的測(cè)壓玻璃管的測(cè)壓口相聯(lián)接，用上述方法將蒸餾水注入相應(yīng)的U型測(cè)壓板內(nèi)，并將測(cè)壓玻璃管內(nèi)的液面調(diào)整到穩(wěn)定不變?yōu)橹?。測(cè)試時(shí)，量測(cè)壓管的讀數(shù)。2）準(zhǔn)備好用來調(diào)節(jié)流量的圓紙片（要求較厚的紙片），其直徑以2025mm為宜，數(shù)量應(yīng)能滿足全部封閉節(jié)流網(wǎng)。3）啟動(dòng)電機(jī)，使實(shí)驗(yàn)臺(tái)予運(yùn)轉(zhuǎn)，使力臂基本平衡。運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘左右，待其基本穩(wěn)定后，即可進(jìn)行測(cè)試。 2. 進(jìn)行測(cè)試 1）在上述予運(yùn)行后，即可進(jìn)行第一工況（即全開工況）下的測(cè)試。記下U型測(cè)壓板兩個(gè)測(cè)壓管上的讀數(shù)和；同時(shí)，測(cè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速和記下測(cè)距力臂上的平衡扭矩T。并記下測(cè)試環(huán)

39、境的大氣壓力和溫度。 2）進(jìn)行其它幾個(gè)工況的測(cè)試。在節(jié)流網(wǎng)上均勻?qū)ΨQ地加上一定量的小圓紙片來調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量，以改變風(fēng)機(jī)工況。應(yīng)注意！在大流量時(shí)，加紙片要快，以免當(dāng)手伸進(jìn)風(fēng)管時(shí)，引起突然大面積堵塞，致使測(cè)壓板測(cè)壓管中的蒸餾水吸出玻璃管而進(jìn)入橡膠管內(nèi)。每調(diào)節(jié)一次風(fēng)量，即改變一次工況（一般取10個(gè)工況，包括全開與全閉），每一工況下，全面進(jìn)行一次測(cè)試，即測(cè)量、T和，以及大氣壓力和現(xiàn)場(chǎng)溫度。最后一個(gè)工況（即全閉工況）測(cè)試時(shí)，用紙片或大張紙將節(jié)流網(wǎng)全部堵死，使0。 3）測(cè)定了不同工況下的上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以后，利用已知的實(shí)驗(yàn)臺(tái)原始參數(shù)和試驗(yàn)環(huán)境參數(shù)，通過它們之間的關(guān)系式，就可計(jì)算出各個(gè)工況下的風(fēng)機(jī)工作參量：流量、全

40、壓、風(fēng)機(jī)靜壓、功率、全壓內(nèi)效率和靜壓內(nèi)效率，進(jìn)而，就可以繪出風(fēng)機(jī)氣動(dòng)特性曲線數(shù)。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與整理1. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的原始參數(shù)記錄風(fēng)管直徑DIP0.28m集流器直徑dn=0.2m 集流器流量系數(shù)n=0.96風(fēng)管常數(shù)l =3 DIP風(fēng)機(jī)進(jìn)口直徑D1=0.28m風(fēng)機(jī)出口面積A2 = a b = m2 所載平衡扭矩T= Nm大氣壓力Pa = MPa大氣溫度t = 表2 風(fēng)機(jī)性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)記錄序號(hào)名 稱符號(hào)單 位計(jì)算公式或來源測(cè) 試 工 況 (10組)12101進(jìn)口風(fēng)管壓力Pa測(cè) 得2集流器負(fù)壓Pa測(cè) 得3平衡扭矩TNm測(cè) 得4轉(zhuǎn) 速rpm測(cè) 得5大氣密度kg/m36進(jìn)氣壓力Pa7進(jìn)氣密

41、度kg/m38流 量Qm3/min9進(jìn)口動(dòng)壓Pa10進(jìn)口靜壓Pa11出口動(dòng)壓Pa12風(fēng)機(jī)動(dòng)壓Pa13風(fēng)機(jī)靜壓Pa14風(fēng)機(jī)全壓Pa15輸入軸功率KW16全壓內(nèi)效率17靜壓內(nèi)效率2. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理計(jì)算及繪圖將實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)填入表2 中，計(jì)算各工況下的其他參數(shù)值并填入其中。然后繪制風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能曲線。風(fēng)機(jī)氣動(dòng)特性曲線五、思考題1. 測(cè)定某一斷面上的壓力時(shí)，為什么要采用四個(gè)互成90的測(cè)壓孔來進(jìn)行？2. 為什么在大流量時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程中加紙片的速度要快？若慢了會(huì)有什么結(jié)果？3. 若離心風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口被堵住，其功耗變大還是變?。繉?shí)驗(yàn)七、流體力學(xué)綜合阻力實(shí)驗(yàn)A實(shí)驗(yàn)前介紹 雙臺(tái)綜合阻力實(shí)驗(yàn)臺(tái)（圖1）為流體力學(xué)綜合性多用

42、途教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。為雙臺(tái)型，可供兩組學(xué)生同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。利用本裝置可進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)： 1沿程阻力實(shí)驗(yàn) 2局部（閥門）阻力實(shí)驗(yàn) 3孔板流量計(jì)流量系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn) 4文丘里流量計(jì)流量系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。它主要由沿程阻力實(shí)驗(yàn)管路1、局部（閥門）阻力實(shí)驗(yàn)管路2、孔板流量計(jì)實(shí)驗(yàn)管路3和文丘里流量計(jì)實(shí)驗(yàn)管路4等四路實(shí)驗(yàn)管所組成，并有水泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)5，塑料儲(chǔ)水箱6，有機(jī)玻璃回水水箱及計(jì)量水箱7（實(shí)測(cè)流量時(shí)用）、壓差顯示板8（圖中未示出）和一些閘門組成的實(shí)驗(yàn)水循環(huán)系統(tǒng)和壓差顯示系統(tǒng)等，雙臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置安裝在一個(gè)底架9和管道支架10上。文丘里實(shí)驗(yàn)管路為所有其它實(shí)驗(yàn)管路共用的出流通道。圖1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡圖工業(yè)應(yīng)用以水泥工業(yè)的預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)為例：對(duì)于預(yù)熱器系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的阻力損失直接關(guān)系到能耗問題，因此在設(shè)計(jì)時(shí)就要充分考慮到局部阻力和沿程阻力等，所以了解這兩種阻力的性質(zhì)、可能出現(xiàn)的情況、以及如何減少這類損失