建筑環(huán)境與設備工程實驗指導書

1、熱電偶的標定與校驗一、實驗目的1.掌握熱電偶的溫度標定與校驗方法,初步了解銅康銅熱電偶的特性;掌握熱電偶測溫的基本原理;2.掌握單支熱電偶采用冰浴法的連接線路;3.掌握電位差計的使用;4.學會制作熱電偶絲;5.能利用誤差理論對所得的數(shù)據(jù)進行處理。二、實驗內(nèi)容1.對單支熱電偶進行溫度校驗(或標定;2.繪制銅-康銅熱電偶的熱電勢溫度特性曲線。三、實驗儀器、設備及材料1.UJ33d數(shù)字式直流電位差計;2.DHT-2型熱學實驗儀;3.銅-康銅熱電偶絲;4.050二級標準水銀溫度計;5.電冰箱;6.保溫杯;7.手錘;8.塑料杯;9.調壓器;10.砂紙。四、實驗原理將A、B兩種不同材質的金屬絲的兩端點焊接

2、成一個閉合回路。當兩個接點處于不同溫度時(如圖1,在閉合回路中就會產(chǎn)生熱電勢,這種現(xiàn)象稱為熱電效應。 圖1圖2 為了測量溫差電動勢,就需要在圖1的回路中接入電位差計,但測量儀器的引入不能影響熱電偶原來的性質。根據(jù)中間導體定則,在熱電偶回路中接入第三種導體,只要與第三種導體相連接的兩端溫度相同,接入第三導體后,對熱電偶回路中的總電勢沒有影響。在A、B兩種金屬之間接入第三種金屬C時,若它與A、B的兩連接點處于同一溫度T0(圖2,則該閉合回路的溫差電動勢與上述只有A、B兩種金屬組成回路時的數(shù)值完全相同。所以,我們把A、B 兩根不同化學成份的金屬絲的一端焊在一起,構成熱電偶的熱端(工作端。將另兩端各與

3、銅引線(即第三種金屬C焊接,構成兩個同溫度(T0的冷端(自由端。銅引線與電位差計相連,這樣就組成一個熱電偶溫度計。如圖3所示。 圖 3當熱電偶材料一定時,回路中的總電勢EAB (T,T成為溫度T和溫度T的函數(shù)差,即E AB (T,T=f(T-f(T當熱端溫度T為測量點的實際溫度時,若使冷端的溫度T0不變,即f(T=C(常數(shù),則EAB (T,T=f(T-C回路中產(chǎn)生的熱電勢僅是熱端溫度T的單值函數(shù)。通常將冷端置于冰水混合物中,保持T= 0 0C,將熱端置于待測溫度處,即可以得出熱電勢-溫度特性曲線(E-t特性曲線圖。五、實驗步驟1.按圖4所示連接線路,注意熱電偶及各電源的正、負極的正確連接。2.

4、 打開UJ33d電位差計、熱學實驗儀DHT-2的電源,預熱20分鐘左右。3.熟悉UJ33d數(shù)字式直流電位差計各旋鈕的功能(見附錄1,掌握測量熱電勢的基本要領。4.制作0冰浴器:用冰水和黃豆大小的冰塊混合置于保溫杯內(nèi),并用二級水銀溫度計測量是否達到00C;若不是,調整冰水混合比例。5.將熱電偶的參考端置于冰水混合物中之中,確保t=00C(測溫端置于加熱器內(nèi)。6.UJ33d電位差計調零:將功能轉換開關置于“調零”位置,按動鍵3秒,即可完成調零工作。7.試測(目的是檢查學生是否正確掌握儀表的使用方法:將電位差計功能轉換開關置于“測量”位置,等待幾分鐘,待電位差計的讀數(shù)基本穩(wěn)定后測出室溫時熱電偶的熱電

5、勢,并與標準熱電偶分度表比較,判斷接線是否正確,儀表工作是否正常。8. 設定恒溫爐(或者恒溫槽的溫度(標定點或者校驗點的溫度,然后開啟溫控儀電源,給恒溫爐(或者恒溫槽加熱。達到設定溫度,且控溫儀指示溫度穩(wěn)定后讀取溫度值和熱電勢值(連讀36次。每隔10 0C左右測一組(t,Ex,直至1000C為止。(讀數(shù)順序:t1,E1; t2,E2;t3,E3;tn,En 圖 4實驗原始記錄及實驗數(shù)據(jù)計算結果: 00六、實驗報告要求1.實驗名稱、學生姓名、學號、班號和實驗日期;2.實驗目的和要求;3.實驗儀器、設備與材料;4.實驗原理;5.實驗步驟;6.繪制實驗(試驗設備可用簡易的圖形表示接線圖;7.實驗原始

6、記錄;8.實驗數(shù)據(jù)處理,并繪制熱電偶校驗(或標定曲線;9.實驗結果分析,判斷該熱電偶是否合格?10. 討論實驗指導書中提出的思考題,寫出心得與體會。七、實驗注意事項1. 打開熱學實驗儀DHT-2電源進行預熱時,要注意加熱開關處于“關”的位置;2. 加熱過程中,風扇開關處于“關”的狀態(tài);3. 實驗完成后,打開風扇開關、關閉加熱開關,并使加熱器處于通風的狀態(tài)。八、思考題1.校驗(或標定點之間的溫度與電勢的對應關系可用內(nèi)插法近似確定,但超過校驗(或標定范圍的溫度與電勢的對應關系能否用內(nèi)插法近似確定?2.當測量段溫度低于0時,電壓表的正負極與熱電偶如何連接?附錄1:UJ33d數(shù)字式直流電位差計使用說明

7、一、面板說明1、面板示意圖 2、面板功能說明1.電源:面板上的開關為儀器的工作電源開關,儀器在交流供電時如長期不工作,則應切斷儀器后面的交流電源開關。2.液晶顯示屏:為十進制數(shù)字顯示機構,小數(shù)點位置隨量程自動切換,帶負極性顯示。顯示屏右邊的兩個發(fā)光二極管用于指示顯示值的單位(mV或3.mv/轉換鍵:自鎖鍵用于顯示毫伏值和溫度值的切換。4.測量輸出端:如符號所標,紅色為“+”端,黑色為“-”端。5.功能轉換開關:用于調零、測量和輸出范圍的切換。6.輸出粗調:調節(jié)該旋鈕能把輸出調到近似所需的值。7.輸出細調:由粗調旋鈕把輸出調到近似所需的值以后,調節(jié)該旋鈕,把輸出微調到所需值。8.面板的左下角校準

8、插座:用于幅值校準時的短接插孔。9.幅值校準:鍵用于幅值校準時向上調節(jié),鍵用于幅值校準時向下調節(jié)。二、使用方法1、操作前的準備儀器應放在自然通風良好的位置,應避免在含有腐蝕性氣體的空間使用。儀器要小心輕放,防止受劇烈震動,接通電源前應將輸出粗調和細調都逆時針調到最小。2、操作步驟.打開電源當儀器用電池供電時,只需打開面板上的工作開關;當儀器用市電供電時,要同時打開儀器后面的交流電源開關和面板上的工作電源開關。開機預熱20分鐘左右。調零將功能轉換開關置于“調零”位置,按動鍵3秒,即可完成調零工作。.測量將功能轉換開關置于“測量”位置,即能通過面板上的輸入輸出端鈕對外部毫伏信號進行測量。儀器工作在

9、測量狀態(tài)時, 應先開機再施加被測量。儀器輸入端的過量程保護為±5V,請使用者注意,以免造成損壞。.輸出將功能切換開關置于所需的輸出范圍上,輸出粗細調均逆時針置于最小,按電源開關后,液晶顯示器亮,調節(jié)粗調旋鈕,顯示器有輸出顯示。把輸出調回零,從輸入輸出端鈕上接上負載,根據(jù)使用要求置功能切換開關于合適的輸出功能檔上,緩慢調節(jié)粗、細調旋鈕,使顯示器指示所需的輸出值。.毫伏/溫度顯示值切換當儀器工作在(078mV的輸入輸出范圍時,按動mV/切換鍵,可選擇顯示值為毫伏或溫度,單位指示發(fā)光二極管也隨之切換為mV或。當顯示值為溫度時,按動鍵或鍵可切換五種不同分度號熱電偶所對應電勢的溫度值。此時,8

10、位液晶顯示器的第8位顯示“t”,第7位隨、鍵在t1、t2、t3、t4、t5間切換,分別代表熱電偶分度號J、T、E、K、N;第6位是符號位;第51位是分辨率為0.1的溫度值。當顯示值為毫伏值時,8位液晶顯示器的第8位顯示U;第7位不顯示;第6位是符號位;第51位是毫伏值顯示。三、儀器的校準本儀器的精度主要依靠基準源及電阻部分的長期穩(wěn)定性。為確保精度,通常每隔六個月到一年應對儀器進行一次計量檢定。檢定用的標準器應為5位半以上的直流數(shù)字電壓表,檢定時的室溫為(20±2。儀器預熱二十分鐘以后開始檢定,檢定時將標準數(shù)字電壓表的測試端與儀器的輸入輸出端相連,儀器的功能轉換開關置于輸出檔,調節(jié)輸出

11、旋鈕即可進行基本誤差檢定。檢定中若發(fā)現(xiàn)儀器的基本誤差超出規(guī)定范圍,可進行校準。校準的步驟如下:.先按本說明的第四部分的第2條第點進行調零。.用短接線接通儀器左下角的兩個插孔后,對照標準數(shù)字電壓表示值按動鍵或鍵調準儀器讀數(shù)。三個量程可同此進行。.校準結束后,(注意:先撤除短接線再關閉電源。附錄2 DHT2熱學實驗裝置溫控儀面板說明 1、測量值:顯示器(綠2、設定值:顯示器(紅3、加數(shù)鍵(:在溫度設定時,作加數(shù)鍵。4、減數(shù)鍵(:在溫度設定時,作減數(shù)鍵。5、設定鍵(S:設定值:按設定鍵(S,SV顯示器的一位數(shù)碼管閃爍,則該位進入修改狀態(tài),再按S鍵,閃爍位向左移一位,不按設定鍵(S8秒(即數(shù)碼管閃爍8

12、秒自動停止閃爍并返回至正常顯示設定值。6-7、熱電偶輸出端子。8-9、熱敏電阻輸出端子(NTC10、加熱電流輸出插座 11、風扇電壓輸出插座12、加熱爐信號輸入插座 13、加熱電流調節(jié)電位器14、加熱電流輸出控制開關 15、加熱電流顯示表。使用方法:在使用之前,先把溫度控制實驗儀底部的支撐架豎起,以便在測試時方便觀察及操作。1、按照面板及測試架的各項功能用實驗連線將其中一只加熱爐連接好連線,經(jīng)檢查無誤后,將專用電源線插入電源插座,打開后面板上的電源開關,接通電源。此時溫度控制器的PV顯示屏顯示的溫度為環(huán)境溫度。2、加熱溫度的設定:.按一下溫控器面板上設定鍵(S,此時設定值(SV顯示屏一位數(shù)碼管

13、開始閃爍。. 根據(jù)實驗所需溫度的大小,先按設定鍵(S,再按左右移動鍵移動到所需設定的位置,然后通過加數(shù)鍵(、減數(shù)鍵(來設定好所需的加熱溫度。.設定好加熱溫度后,等待8秒鐘后返回至正常顯示狀態(tài)。3、加熱:在設定好加熱溫度后,將面板上的加熱電流開關打開。溫控儀開始給加熱爐加熱,在使用時可根據(jù)所需升溫速度的快慢及環(huán)境溫度與所需加熱溫度的大小,調節(jié)電流調節(jié)旋鈕輸出一個合適的加熱電流。加熱電流的大小通過面板上的(15加熱電流顯示屏顯示。4、在做完實驗后,打開風扇使加熱爐內(nèi)的溫度快速下降(注:在使用風扇降溫時,須將支撐桿向上抬升,使空氣形成對流。備注:當出現(xiàn)異常報警時,溫控器測量值顯示:HHHH 設置值顯

14、示: Err ,當故障檢查并解決后可按設定鍵(S復位和加數(shù)鍵(、減數(shù)鍵(鍵重設溫度。附錄3 銅康銅熱電偶絲的制作為了測溫方便,又要保證使用強度,選用銅和康銅漆包導線的直徑一般應在0.2-0.5mm 左右。熱電偶焊接前,應將漆包線端部長度大約5mm的絕緣漆皮和氧化層用細砂紙輕輕磨掉,把兩根導線端頭對齊并在一起扭一個節(jié)即可進行焊接。絞纏的圈數(shù)不宜超過兩圈,否則將引起測量誤差。熱電偶的制作常用以下兩種方法。(1電弧焊接法如圖所示。先準備一臺調壓器。找兩只廢舊1號干電池取出炭棒(或用直徑相近的炭棒,將炭棒一端磨成錐體,另一端用導線擰緊在炭棒上并接到調壓器的輸出端。調壓器的輸入端接電源,輸出電壓調到20

15、V左右。兩根炭棒水平放在工作臺上,中間留有間隙,將待焊的熱電偶端頭放在炭棒中間,兩只炭棒向熱電偶緩緩靠近,當產(chǎn)生弧光時兩根導線熔化形成光滑無孔的球形焊接點,這樣即焊好一個熱電偶。因焊接時弧光十分刺激人的眼睛,所以應戴上墨鏡。工作電壓過高,會使熱電偶頭部產(chǎn)生氣孔或焊接不牢;工作電壓過低,金屬熔化不好也會使焊接不牢。因此要邊焊邊用放大鏡檢查,隨時調整。不合格的焊頭可剪掉重新焊接。(2錫焊接法附錄4 銅康銅熱電偶分度表 注意:不同的熱元件的輸出會有一定的偏差,所以以上表格的數(shù)據(jù)僅供參考。實驗一 風管內(nèi)風速、風量、風壓的測定一、 實驗目的1.學會使用各種實驗儀器;2.掌握用畢托管和微壓計聯(lián)合測量風管中

16、風壓、風速、風量的方法。二、 實驗內(nèi)容測量風管中風壓、風速、風量。 三、實驗儀器、設備及材料1.實驗裝置:離心風機性能測定實驗臺 圖1 實驗裝置示意圖2.畢托管(L 型;3.手持式數(shù)值壓力表;4.QDF -3型熱球風速儀;5.8386多參數(shù)通風表;6.U 型管;7.溫度計(050; 8.空盒氣壓表; 9.2號、5號電池。四、實驗原理1.概述空氣在風管中流動時,管內(nèi)空氣與管外空氣存在壓力差,這個壓力直接由風管管壁承受,成為靜壓;由于空氣在風管內(nèi)流動,形成一定的動壓 Pd ,即為氣流的動能,即22vPd =(Pa 動壓的方向為空氣流動的方向。靜壓與動壓之和為全壓 P ,即P=Pd+Pj (Pa畢托

17、管有測量全壓、靜壓的測孔;與微壓計配合使用,可測出流體的靜壓、全壓、動壓。與管頭小孔相通的管接頭測出的是全壓P ,與側面數(shù)個小孔相通的管接頭測出的是靜壓Pj ,兩個管接頭同時測出的壓力差為動壓Pd 。靜壓和全壓有正負之分,動壓只為正。在測定風壓時,畢托管與微壓計的連接方法應視測定位置而定。當測點在風機的吸入端時,其全壓和靜壓均為負值,其連接管應與微壓計“-”的一端相連。當測點在風機的壓出端時,其全壓為正值,而靜壓視情況而定,在一般情況下為正值。對于動壓,永遠為正。使用時必須使管頭與氣流方向平行,全壓管的開口端一定要迎向氣流,保持畢托管在風管內(nèi)平穩(wěn)地推進或拉出。 2.傾斜式微壓計傾斜式微壓計是一

18、般通風工程中最常用來測定壓力的儀器。其使用方法為: (1 旋動儀器底盤上的定位螺絲,調節(jié)儀器水平。(2 把傾斜玻璃管放在K=0.8處,檢查是否漏氣:將橡皮管接在多向閥“+”接頭處,并用口吹氣,使液面(柱升至較高位置,然后迅速將橡皮管封住,在一段時間內(nèi)如液面穩(wěn)定不動,即可認為不漏氣。(3 檢查微壓計玻璃管內(nèi)是否有氣泡。當有氣泡時,輕輕用口吸多向閥“-”接頭,即可消除氣泡。但要注意不要把酒精吸入與玻璃管相接的橡皮管內(nèi)。(或吹“+”接頭 (4 初估測壓范圍,把傾斜玻璃管固定于弧形支架的某一適當位置,并記下所在位置的儀器常數(shù)K 。(5 把工作液面調到“0”刻度處。其方法:將多向閥柄撥向“校準”,旋動零

19、位調整螺絲,將測量管內(nèi)的液面調整到零點或某一整數(shù)刻度值,并記下初始讀數(shù)值0l 。 (6 (計算出測點距管壁的距離,逐個標在畢托管柄上。連接測壓管進行測量:把多向閥柄撥向“測壓”處,測正壓時,將畢托管的橡皮管接多向閥的“+”接頭;測負壓時,將畢托管的橡皮管接多向閥的“-”接頭。如測壓強差,將測壓管中壓強高的(全壓管接多向閥的“+”接頭,將測壓管中壓強低的(靜壓管接多向閥的“-”接頭。(7 記下測壓管的讀數(shù)l ,按k g l l P -=(0 計算出實際壓強P 。 式中:P 測點動壓,(Pa;.l 傾斜式微壓計讀數(shù)值(mm;l 0傾斜式微壓計初始讀數(shù)值(mm。g 重力加速度,9.812smK 儀器

20、常數(shù)(0.2;0.3;0.4;0.6;0.83.原理 (1風速:將風道截面A A 分成若干等面積的圓環(huán)(如圖,本試驗臺風道內(nèi)徑d=O .2lm ,風速測點的位置分別為: r 1=52.5mm ,r 2=90.9mm測點至管壁的距離:X1=14.1mm ,X2=52.5mm ,X3=157.5mm ,X4=195.9mm用畢托管及手持式數(shù)字壓力表或微壓計測定各點的動壓值,計算出風速;v =Pd2 (m/s式中:Pd 測點動壓,Pa ;管道內(nèi)空氣密度。 圖2 風管斷面等面積分環(huán)圖斷面A-A 上的動壓平均值Pdcm :221.+=nP P P Pdcm dnd d (Pa 式中:n 為測點數(shù)。 斷面

21、Pdcmv 2=(m/s或用QDF -3型熱球風速儀、386多參數(shù)通風表直接測量風管里的風速,再計算出平均風速v :nv v v v n+=(21平均動壓Pdcm :22vPdcm =(2風量Q :Q=V *A (m 3/s= V *A*3600 (m 3/h(3風壓P :P=Pj+1.15P d式中:P :風機風壓,又稱風機全壓,Pa ;Pj :靜壓,Pa ;Pd :平均動壓,(Pa?？紤]到從風機出口至靜壓測點存在著壓力損失,所以用0.15Pd加以修正。此值很小,一般亦可忽略不計。五、實驗步驟1. 記錄各項實驗參數(shù),計算出空氣密度;2. 在畢托管上按測點位置X1、X2、X3、X4標出插入風道

22、的位置;3. 用橡皮管把畢托管和壓力計連接起來;4. 調節(jié)好有關測量儀器;5.啟動風機,調節(jié)閥門至某一風量;6.分別測定不同X 處的動壓、靜壓值,或用QDF -3型熱球風速儀、386多參數(shù)通風表直接測量風管里的風速,再分別計算出平均風速v ;7. 改變風量,重新進行若干次測定。六、實驗報告要求1.實驗名稱、學生姓名、學號、班號和實驗日期;2.實驗目的和要求;3.實驗儀器、設備與材料;4.實驗原理;5.實驗步驟;6.實驗原始記錄;7.實驗數(shù)據(jù)計算結果;8.實驗結果分析,討論實驗指導書中提出的思考題,寫出心得與體會。七、實驗注意事項1.在一次風量測試過程中,不可改變調節(jié)閥門的開度;2.微壓計液面上

23、下波動時,應取波動的平均值;3.在改變閥門開度或將畢托管插入風道時,密切注意微壓計的量程,以防止酒精沖出微壓計。八、思考題1.用傾斜式微壓計測量氣流,壓力差的精度與那些因素有關?2.畢托管如果沒有正對氣流,會產(chǎn)生真樣怎樣的影響?3.不同儀器測的風速是否基本相同?對其進行分析。實驗原始記錄及數(shù)據(jù)計算結果: 10實驗二離心風機性能測試一、實驗目的1.熟悉風機各項性能參數(shù)及測試方法;2.繪制固定轉速下離心風機的特性曲線。一、實驗內(nèi)容測試風機的各項性能參數(shù),并繪制固定轉速下離心風機的特性曲線。二、實驗儀器、設備及材料 圖1 離心風機性能測定實驗臺示意圖(1壓力測試1.畢托管(L型;2.手持式數(shù)值壓力表

24、;3.QDF-3型熱球風速儀;4.8386多參數(shù)通風表;5.U型管;6.空盒氣壓表;7.2號、5號電池。(2功率測試1.臺秤;2.轉速表(機械轉速表或激光轉速表。四、實驗原理 固定轉速n 下離心風機的特性曲線有三條,即P Q 曲線,N Q 曲線和一Q 曲線,如圖2所示。圖l 為測定上述曲線的實驗裝置。在轉速n 不變時,一個流量Q 對應一組P 、N 、值,分別測定在不同流量時各組的P 、N 、值,將測值光滑地連接起來就得到P Q ,N Q 和一Q 曲線。下面分別講述這些參數(shù)的測定方法:圖2固定轉速下的離心風機特性曲線(1動壓Pd 、風量Q 的測試:用畢托管和微壓計測定動壓和流量Q ,其測試方法參

25、見風管內(nèi)風壓、風速、風量的測定,其公式為:221.+=n P P P Pdcm dn d d (PaPdcmv 2=(m/s或用DF -3型熱球風速儀、386多參數(shù)通風表直接測量風管里的風速,再計算出平均風速v :nv v v v n+=(21平均動壓Pdcm :22vPdcm =Q=V *A (m 3/s= V *A*3600 (m 3/h(2風壓P :P=Pj+1.15P d式中:P :風機風壓,又稱風機全壓,Pa ;Pj :靜壓,Pa ;Pd :平均動壓,(Pa。考慮到從風機出口至靜壓測點存在著壓力損失,所以用0.15Pd加以修正。此值很小,一般亦可忽略不計。 (3功率N :風機的功率常

26、指輸入功率,即原動機傳到風機軸上的功率,故稱軸功率,用N 表示。 本實驗中軸功率量測采用平衡電機法:*M N = (w 其中:60/2n w = (1/sL F M *=L mg * (J 式中:M 作用在風機軸上的力矩,也是作用在電機軸上的反力矩,J ; m 臺秤的讀數(shù),kg ;g 重力加速度,9.81m/s 2;L 力臂長度,即砝碼中心至電機中心的距離(25cm=0.25m ,m ; n 電機的轉速,r/min 。(4效率:風機的輸出功率,又稱為有效功率Ne ,它表示單位時間內(nèi)氣體從風機中所得到的實際能量,等于風壓與流量的乘積。效率表示輸入的軸功率N 被氣體的利用程度。=NNe=NQ P

27、*3600*五、實驗步驟1.記錄各項實驗參數(shù),計算出空氣密度。2.將閥門關閉,開啟風機,此時Q=0,測定零流量時的P 、N 值。對離心風機,此時功率N 最小,=0。3.逐漸加大閥門開度,每加大一次開度,測定一組Q 、P 、N 值和計算一次值;逐次加大開度可得出不同流量Q 下的P 、N 、值。4.將實驗結果點繪在坐標紙上,再將測值點光滑地連接起來即為轉速n 下的P Q 、N 一Q 、一Q 曲線。實驗原始記錄及數(shù)據(jù)計算結果 六、實驗報告要求1.實驗名稱、學生姓名、學號、班號和實驗日期;2.實驗目的和要求;3.實驗儀器、設備與材料;4.實驗原理;5.實驗步驟;6.實驗原始記錄;7.實驗數(shù)據(jù)計算結果;

28、8.實驗結果分析,討論實驗指導書中提出的思考題,寫出心得與體會。七、實驗注意事項1.在一組Q、P、N測定過程中,不可改變調節(jié)閥門的開度。2.傾斜式微壓計液面上下波動時,取其波動平均值。3.在改變閥門開度或將畢托管伸入風管時,時刻注意傾斜式微壓計的量程,防止酒精沖出。八、思考題:1.與樣本上的同類風機性能曲線相比較,分析異同點及產(chǎn)生的原因。2.你認為如何提高測試的精度?實驗一 離心泵特性曲線實驗一、實驗目的掌握離心泵特性曲線(Q H -曲線、Q N -曲線、Q -曲線的測定方法。二、實驗內(nèi)容測試離心泵的流量Q 、揚程H 及功率N ,并繪制其性能曲線。三、實驗儀器、設備及材料1.離心泵性能實驗臺

29、1-離心泵; 2-電機; 3-天平桿; 4-砝碼; 5-真空表; 6-壓力表; 7-吸水管閥門; 8-壓水管閥門; 9-循環(huán)水箱; 10-計量水箱; 11-放空閥門; 12-出水口2.數(shù)字式光電轉速表;3. 秒表;4. 橡膠管;5. 5號電池。四、實驗原理1.流量:單位時間內(nèi)泵所輸送的流體量。采用體積法進行測量:310*-=t V Q sm3式中:Q 離心泵流量,m 3/s ;t 計量時間 ,s ;V t 時間流入計量水箱內(nèi)水的體積, l 。2.揚程:泵所輸送的單位重量流量的流體從進口至出口的能量增值。采用離心泵進口真空表及出口壓力表進行測量:(100V P P Z H += 式中: H 離心

30、泵揚程 ,m ;Z 離心泵進出口壓力表的高度差, m ;V P P ,離心泵進出口壓力表的讀數(shù)值,MPa ;3.功率泵的功率常指輸入功率,即原動機傳到泵軸上的功率,故稱軸功率,用N 表示。在本實驗中軸功率采用馬達天平測功機構進行測量,比一般使用的電功率測量法更直接、更準確。將電機轉子固定于軸承上,使電機定子可自由轉動。當定子線圈通入電流時,定子與轉子之間便產(chǎn)生一個感應力矩,該力矩使定子和轉子按不同方向各自旋轉。若在定子上安裝一套天平,使之對定子作用一反向力矩M,當定子靜止不動時,二力矩相等。因此,只要測得天平砝碼的重量砝碼距定子中心的距離,便可求出感應力矩M 。該力矩與轉子角速度的乘積即是電機

31、的輸出功率。轉子的角速度可通過轉速表測量轉子的轉速求得:M N =其中:mgL M =,60/2n = 式中:N 電機的輸出功率 ,W ;M 定子與轉子間的感應力矩,NM ; 轉子的旋轉角速度, l /s : m -砝碼的質量, kg ;g 重力加速度, 9.8m/s 2L 砝碼至電機中心的距離, m ; n 電機的轉速,rpm 。泵的輸出功率,又稱有效功率e N ,它表示單位時間內(nèi)流體從泵中所得到的實際能量,等于重量流量與揚程的乘積。gQH rQH N e =4.效率效率表示輸入的軸功率N 被流體的利用程度,即泵的有效功率與電機的輸出功率或軸功率之比:NgQH NNe =式中:離心泵的效率;

32、水的密度,10003/m kg 。五、實驗步驟(一準備工作1.全開吸水管閥門;2.關閉壓水管閥門;3.搬動出水口,令其指向回流水箱(循環(huán)水箱;4.打開計量水箱放空閥門,待水放空后,關閉此閥;5.讓循環(huán)水箱內(nèi)進滿水;6.將泵上的放氣開關打開,對水泵充水、排氣,待水均勻流出放氣開關,即表示水已充滿,關閉放氣開關;7.用手盤動電機與水泵的聯(lián)軸器,使其轉動自如; 8.調節(jié)天平秤的初始刻度為0。 (二實測 1. 啟動電機。2. 均勻開啟壓水管閥門至全開,穩(wěn)定后,記錄壓力表和真空表讀數(shù)值V P P ,;使用光電轉速表測轉速n ,并記錄n 及天平秤的讀數(shù)m 。3. 搬動出水口,令其指向計量水箱,同時啟動秒表

33、開始計時;等計量水箱的水到一定刻度時,搬動出水口,令其指向回流水箱,同時停止計時。記錄時間t 、流入計量水箱的水的體積V 。若壓力表指針或計量水箱液面有波動,讀數(shù)時取平均值。4.打開放空閥門將水放空,然后關閉此閥門。5.再根據(jù)壓力表讀數(shù)變化范圍,適當關小壓水管閥門,重復上述過程。從最大流量到零流量,重復十次左右。6.測試完畢關閉電機,整理儀器、儀表。實驗原始記錄及數(shù)據(jù)計算結果: 轉速:_;效率:_六、實驗報告要求1.實驗名稱、學生姓名、學號、班號和實驗日期;2.實驗目的和要求;3.實驗儀器、設備與材料;4.實驗原理;5.實驗步驟;6.實驗原始記錄;7.實驗數(shù)據(jù)計算結果;8.實驗結果分析,討論實

34、驗指導書中提出的思考題,寫出心得與體會。七、實驗注意事項1.讀數(shù)時視線要水平;壓力表指針或計量水箱液面有波動,讀數(shù)時取平均值。2.搬動出水口時,盡量不要讓水濺出。八、思考題1.根據(jù)所測數(shù)據(jù)求出的流量、揚程、功率和效率,對應地繪制在坐標紙上。流量為橫坐標,揚程、功率和效率為縱坐標。2.曲線繪好后,任給一條管路性能曲線,找出離心泵的工況點并分析在此處工況點離心泵的性能。實驗二離心泵串并聯(lián)實驗一、實驗目的驗證離心泵聯(lián)合運行,即串聯(lián)或并聯(lián)工作時的性能以及與單泵運行時性能的關系。二、實驗內(nèi)容測試離心泵串聯(lián)、并聯(lián)工作時的性能以及與單泵運行時性能的關系。三、實驗儀器、設備及材料1.離心泵聯(lián)合運行實驗臺2.接

35、線插座一個;3.橡膠軟管2根。四、實驗原理1.流量流量采用體積法進行測量Q=V/t式中:Q泵系統(tǒng)的流量1/s;t計量時間s;Vt時間內(nèi)流入計量水箱內(nèi)水的體積。揚程采用離心泵進出口壓力表及真空壓力表進行測量。a單泵H=z+100(P+P V式中:H離心泵揚程,m;z離心泵進出口壓力表與真空表高差,m;P,P V離心泵進出口壓力表與真空表讀值,Mpa;b串聯(lián)Hs= z +100(P A+P B+P V A+P VB式中:H串聯(lián)泵總揚程m;P A 、P BA、B泵出口壓力表讀值,Mpa;P V A、P VBA、B泵進口真空壓力表讀值,該讀數(shù)值在正壓時取負,Mpa。c并聯(lián)H=z +100(P+P V式

36、中各項含義同單泵。3.串聯(lián)泵性能疊加原理將串聯(lián)在一起的兩臺單泵的揚程與流量關系曲線,按相同流量下?lián)P程相加,即所謂豎加法原理,合成兩臺泵串聯(lián)工作時的揚程與流量關系曲線。4.并聯(lián)泵性能疊加原理將并聯(lián)在一起的兩臺單泵的揚程與流量關系曲線,按相同揚程下流量相加,即所謂橫加法原理,合成兩臺泵并聯(lián)工作時的揚程與流量關系曲線。五、實驗步驟1.單泵(1準備全開泵吸水管閥門4A或4B,全開系統(tǒng)出口閥門7A或7B;關閉串聯(lián)切換閥門5A或5B、6A或6B、并聯(lián)切換閥門8;關閉壓水管閥門3A或3B;搬動系統(tǒng)出水口6或5,令其指向泄水水箱4;打開計量水箱放空閥門8或7,待水放空后,關閉此閥;用手盤動電機與水泵的連軸器,

37、使其轉動自如。(2實測啟動電機;均勻開啟壓水管閥門3A或3B直至全開,穩(wěn)定后,記錄壓力表和真空表讀值。同時使用計量水箱2或3計量V 升水所需的時間t,記錄時間t和流量Q。讀值后,打開防空閥門8或7將水放空,然后關閉此閥,若壓力表指針或水箱液面有波動,讀值時取平均。再適當關小壓水管閥門3A或3B,重復上述過程。從最大流量到零流量,此重復過程應為10次左右。可根據(jù)壓力表讀值的變化,確定閥門每次的調節(jié)量。A泵和B泵可同時操作。2.串聯(lián)(1準備全開吸水管閥門4A、串聯(lián)切換閥門6A、5B、系統(tǒng)出口閥門7B;關閉吸水管閥門4B、串聯(lián)切換閥門6B、5A、系統(tǒng)出口閥門7A、并聯(lián)切換閥門8;關閉壓水管閥門3A、

38、3B;搬動系統(tǒng)出水口5并令其指向泄水水箱4。打開計量水箱放空閥門7,水放空后,關閉此閥。(2實測首先啟動A泵電機,然后均勻開啟壓水管閥門3A至全開;再啟動B泵電機,然后均勻開啟壓水管閥門3B至全開,并以3B為調節(jié)閥門,按上述單泵方法進行實測。(1準備全開吸水管閥門4A、4B、并聯(lián)切換閥門8。關閉串聯(lián)切換閥門5A、5B、6A、6B、壓水管閥門3A、3B、系統(tǒng)出口閥門7A、7B。搬動系統(tǒng)出水口5并令其指向泄水水箱。打開計量水箱放空閥門7,水放空后,關閉此閥門。(2實測分別啟動A泵電機、B泵電機;分別均勻開啟壓水管3A、3B至全開;均勻并緩慢開啟系統(tǒng)出口閥門7B至全開,并以7B為調節(jié)閥門,按上述單泵

39、方法進行實測;實驗原始記錄及計算結果:水泵型號:功率:轉速:口徑:揚程:流量:表1 單泵Za=_ 表2 串聯(lián) 表三并聯(lián) 1.實驗名稱、學生姓名、學號、班號和實驗日期;2.實驗目的和要求;3.實驗儀器、設備與材料;4.實驗原理;5.實驗步驟;6.實驗原始記錄;7.實驗數(shù)據(jù)計算結果;8.實驗結果分析,討論實驗指導書中提出的思考題,寫出心得與體會。七、實驗注意事項并聯(lián)時系統(tǒng)流量比較大,每次計量結束時,應將系統(tǒng)出水口對準泄水水箱內(nèi)的泄水管,以免水溢出影響測量。八、思考題1.將所測數(shù)據(jù)求出揚程和流量,對應地繪在坐標紙上:流量為橫坐標,揚程為縱坐標。2.將兩臺單泵揚程與流量性能曲線分別按豎加法和橫加法原理

40、,繪出串聯(lián)與并聯(lián)的揚程與流量性能曲線,并與實測進行比較。3.曲線繪好后,任給一條管路性能曲線,分別找出單泵運行和聯(lián)合運行時的工作點,比較聯(lián)合運行與單泵運行時揚程及流量的疊加關系。4.若單泵疊加曲線與實測不符,分析原因。實驗一工作區(qū)含塵濃度的測試一、實驗目的1.熟悉實驗儀器的使用方法;2.掌握空氣測塵的原理,并能正確進行測定。二、實驗內(nèi)容稱取濾膜采樣前后的質量、測定采樣時的流量,并計算采樣點的含塵濃度。三、實驗儀器、設備及材料1.FC-A粉塵采樣器外形圖: 1,2、采樣頭 3、電流表 4、電壓表 5、電源開關 6、充電開關 7、三腳架 8,9、流量計閥 10、紅色接線柱“+”極(接電瓶紅色端 1

41、1、黑色接線柱“一”極(接電瓶黑色端 12、保險絲8A 13、220Y輸入端 14,15、采樣頭接入口16、加油孔2.粉塵采樣器連接示意圖: l、采樣頭蓋 2、采樣頭座 3、濾膜架 4、濾膜 5、采樣頭 6、流量計閥 7、流量計 8、加油孔 9、刮板泵 10、消音器3.其它實驗儀器及材料:電子天平,秒表,鑷子,空盒氣壓表,干燥箱,滑石粉,刷子。四、實驗原理測定工作區(qū)空氣含塵濃度一般采用濾膜增重法。將已知質量的濾膜固定在采樣器上,開動抽氣泵,調節(jié)空氣流量,在測量地點采集一定體積的有代表性的含塵空氣。當這些含塵空氣通過濾膜時,粉塵被阻留在濾膜上,然后取下濾膜稱重;凈化后的空氣通過浮子流量計計量體積

42、,由此可以計算出每立方米空氣中所含粉塵的毫克數(shù)即含塵濃度(mg/m3。五、實驗步驟1.準備濾膜:用鑷子夾取經(jīng)過干燥的濾膜,置于電子天平上稱取采樣前濾膜的質量G 1;再將濾膜置于濾膜夾的夾座上(網(wǎng)狀面向上,蓋上錐形環(huán),擰好夾蓋。濾膜夾做好后不應有折皺及漏縫。放入濾膜盒內(nèi)并編號。2.采樣點的選擇:在全面了解生產(chǎn)工藝、仔細觀察工作區(qū)產(chǎn)生粉塵的情況后,選擇具有代表性的采樣點,一般采樣點應距地面1.5m ,并且是工人作業(yè)或經(jīng)常停留的地點。3.采樣起止時間:首先要看生產(chǎn)的連續(xù)性,其次要看采樣量的要求。對于連續(xù)產(chǎn)生粉塵的作業(yè)點,應在作業(yè)開始半小時后進行;對于陣發(fā)性產(chǎn)生粉塵的作業(yè)點,則在工人作業(yè)時間內(nèi)進行。4

43、.采樣時間取決于空氣中含塵濃度的大小。當空氣中的含塵濃度高時,采樣時間可短些,抽氣量小些。當空氣中的含塵濃度低時,采樣時間可長些,抽氣量大些。平面濾膜的集塵量不應超過20mg ,為了減少測量誤差,濾膜的增重不宜小于4-6mg 。5.在采樣點將儀器安裝在三角架上(若有必要,并且調整到所需要的高度和角度,把裝上濾膜的錐形采樣頭插入儀器頂部的支架上,選擇好需要的角度和方向(采樣器面向測塵的地方,水平放置在呼吸帶處,鎖緊三角架固定螺母,用二根橡膠管把錐形采樣頭l 、2分別與采樣頭接入口14、15連接妥。6.采樣儀器架設好后即可對該點進行采樣。將儀器接通電源,上好濾膜夾,按下電源開關,開啟采樣器,試轉2

44、-3分鐘,此時電壓表顯示的是電機電壓(就是機內(nèi)直流電壓或者是外按電瓶電壓。調節(jié)采樣流量,一般為15-20minl,待流量穩(wěn)定后,保持流量調節(jié)閥旋鈕位置不變,關機。換上新的濾膜,再啟動采樣器,同時按下秒表計時。7.記錄采樣流量、大氣壓力、流量計前壓力計讀數(shù)、流量計前溫度計讀數(shù)等。 8.采樣完畢,關機,同時停止計時。記錄采樣時間。9.小心取下濾膜夾,受塵面向上,放入濾膜盒中,帶回實驗室。用鑷子將濾膜從濾膜夾上小心取出,使受塵面向內(nèi)對折2-3折,再稱取其質量G 2。如果采樣現(xiàn)場有水霧或濾膜表面有小水珠,應將濾膜放在干燥器中干燥30min 后再稱重。 數(shù)據(jù)處理:1.采樣流量的修正由于流量計是在壓力為1

45、01.3Kpa 、溫度為20的狀況下標定的,所以當采樣氣體與標定氣體狀態(tài)相差較大時,必須對流量計讀數(shù)進行修正,才能得到測定狀態(tài)下的實際流量:(202732733.101'+=P B t LL jj式中:j L 實際采樣流量,L/min ;'j L 流量計讀數(shù),L/min ;t 流量計前溫度計的讀數(shù),; B 大氣壓力,kPa ;P 流量計前壓力計的讀數(shù),kPa 。2.標準狀態(tài)下的抽氣量實際采樣流量再乘以采樣時間得到實際抽氣量:j L V =將實際抽氣量換算成標準狀態(tài)下的抽氣量:3.1012732730P B tV V +=式中:V 實際抽氣量,L ;采樣時間,min ;0V 標準

46、狀態(tài)下抽氣量,L 。3.計算含塵濃度31210-=V G G y式中:G 1采樣前濾膜的質量,mg ; G 2采樣后濾膜的質量,mg 。 實驗原始記錄及計算結果:將測定原始數(shù)據(jù)記錄于下表,并計算整理。工作區(qū)含塵濃度測定記錄表 28六、實驗報告要求1.實驗名稱、學生姓名、學號、班號和實驗日期;2.實驗目的和要求;3.實驗儀器、設備與材料;4.實驗原理;5.實驗步驟;6.實驗原始記錄;7.實驗數(shù)據(jù)計算結果;8.實驗結果分析,討論實驗指導書中提出的思考題,寫出心得與體會。七、實驗注意事項1.兩個平行樣品所測空氣的含塵濃度的相對誤差不大于20%的為有效測定樣品,取其平均值作該測點的空氣含塵濃度。如相對

47、誤差大于20%,則該測定樣品無效,應重新采樣測定。2.當外接12V電瓶時,用電瓶線把電瓶紅色端與后面板上的紅色接線柱10連接;把電瓶的黑色端與后面板上的黑色接線柱11連接,不得接反。3.電瓶:當電壓表的指針接近紅色區(qū)域時,應立即停止采樣,及時充電。若電瓶長時間不用,應充足電放置;若長期擱置,應每6個月進行一次充放電的維護工作。即讓采樣器工作至電壓表指針接近紅色區(qū)域時停機,然后再充足電放置。過充電、過放電、電瓶紅黑二端接反都將可能損壞電瓶與儀器。4.泵運轉時間:一般連續(xù)運轉約60分鐘,應該讓它自然冷卻后再繼續(xù)采樣。八、思考題1.計算空氣的含塵濃度時,為什么要把實際抽氣量轉換成標準狀態(tài)下的抽氣量?

48、2.總結在實際操作時使用濾膜的注意事項。3.為什么要規(guī)定濾膜的最小增重?如果不能滿足這個要求,將如何改進測量工作?實驗二除塵器性能測試一、實驗目的1.學會使用微壓計和畢托管配合測試管道中含塵氣體的壓力,進而計算出風速、風量;2.掌握除塵器阻力和除塵效率測定的基本方法。二、實驗內(nèi)容1.用微壓計和畢托管配合測試管道中含塵氣體的壓力,進而計算出風速、風量;2.用質量法測定除塵器的除塵效率。三、實驗儀器、設備及材料1.旋風除塵器實驗臺; 2.L型畢托管(在實際工程中是用S型畢托管;3.微壓計(另有斜管壓力計:是一般通風工程最常用測定壓力的儀器。手持式數(shù)值壓力表;U型壓力計;4.QDF-3型熱球風速儀;

49、5.8386多參數(shù)通風表;6.電子天平;7.秒表;8.鼓風干燥箱;9.空盒氣壓表;10.2#、5#電池;11.滑石粉;12.鑷子。四、實驗原理(1風量的測定:風量的測定采用畢托管測量,其原理是利用畢托管和微壓計測出風管端面的流速,從而計算出風量,即L=F ·V式中:L 風量,m 3/s ;F 測量斷面面積,m 2;V 測量斷面空氣平均流速,m/s 。由于氣流速度在風管斷面上的分布是不均勻的,因此在同一斷面上必須進行多點測量,然后求出該斷面的平均流速V 。畢托管所測量的斷面為90mm 的圓形斷面,故可劃分為兩環(huán),微壓計測出動壓值Pd ,相應的空氣流速V =Pd2式中:Pd 測得的動壓平

50、均值,Pa ;空氣的密度,kg/m 3。 (2旋風除塵器阻力的測定:旋風除塵器阻力P=P q -P l -Z式中:P q 旋風除塵器進出口空氣的全壓差,Pa ;P l 沿程阻力,即靜壓孔4和5的靜壓差×1.3,Pa ;Z 局部阻力,Z =22,(=0.52,(Pa。由于旋風除塵器進出口管段的管徑相等,故動壓相等,所以P q =P j式中:P j 旋風除塵器進出口空氣的靜壓差,即用微壓計測得的靜壓孔3和4的靜壓差。于是:P=P j -P l -Z(3旋風除塵器效率的測定:除塵器效率是評價除塵器性能的重要指標之一。在一定的運行工況下除塵器除下的粉塵量與進入除塵器的粉塵量之比稱為除塵器的全

51、效率。除塵器效率的測定有兩種方法:質量法和濃度法。用質量法測出的結果比較準確,主要用于實驗室。在現(xiàn)場測除塵器效率時,通常用濃度法。質量法:測出進入除塵器的粉塵量和除下的粉塵量,由下式算出除塵器效率(。=%100*12G G式中:G1單位時間進入除塵器的粉塵量(即喂灰量;G2單位時間除塵器除下的粉塵量。 濃度法:=%100*121y y y - 1y 除塵器進口處平均含塵濃度,mg/m 3; 2y 除塵器出口處平均含塵濃度,mg/m 3。 含塵濃度y :=VG G VG 12-= mg/m 3其中:總抽氣量V=(*273(*(*120-+-t P B KPTNm3式中:G 2濾筒終重,mg ;G

52、濾筒初重,mg;1累計流量計終讀數(shù),m3;2累計流量計初讀數(shù),m3;1B當?shù)卮髿鈮?mmHg;浮子流量計讀數(shù)-K累計流量計校正系數(shù)=的累計讀數(shù)累計流量計在一分鐘內(nèi)P流量計前負壓表讀數(shù)的平均值,mmHg;t流量計前溫度計讀數(shù)的平均值,;273K;TP760mmHg。五、實驗步驟1.測定室內(nèi)環(huán)境的大氣壓、溫度,計算空氣密度。檢查實驗裝置,做好壓力測定前的準備工作。2.稱取一定量經(jīng)干燥過的滑石粉,放入到粉塵發(fā)生器。3.啟動電機,觀察粉塵在管道中的運動曲線。4.在除塵器出口的采樣口用畢托管、手持式數(shù)字壓力表或壓力計測量風管的動壓P,或用d QDF-3型熱球風速儀或8386多參數(shù)通風表直接測量風管里的風

53、速,并記錄。和靜壓孔4和5的靜壓差。5.用U型管測量靜壓孔3和4的靜壓差Pj6.重復4、5,共測量五次。7.測量完畢關閉電機,同時移開粉塵發(fā)生器,稱取發(fā)生器里余下的粉塵,計算出進入除塵器。待電機完全停止后取出灰斗里的粉塵,在電子天平上稱取除塵器除下的粉塵量的粉塵量G1G。計算出除塵器的除塵效率。2實驗原始記錄及計算結果:表格一 1.實驗名稱、學生姓名、學號、班號和實驗日期;2.實驗目的和要求;3.實驗儀器、設備與材料;4.實驗原理;5.實驗步驟;6.實驗原始記錄;7.實驗數(shù)據(jù)計算結果;8.實驗結果分析,討論實驗指導書中提出的思考題,寫出心得與體會。七、實驗注意事項1.U型管讀數(shù)時視線一定要保持水平;2.滑石粉放入、取出時不要灑落。八、實驗分析1.根據(jù)所得結果,對該除塵器進行評價;2.簡述電機運行時粉塵在管道中的運行軌跡。實驗一熱網(wǎng)水力工況實驗一、實驗目的使用熱網(wǎng)水力工況模型實驗裝置進行幾種水力工況變化的實驗,能直接地了解熱網(wǎng)水壓圖的變化情況,鞏固熱水網(wǎng)路水力工況計算的基本原理。掌握水力工況的分析方法、驗證熱水網(wǎng)路水壓圖和水力工況的理論。二、實驗內(nèi)容使用熱網(wǎng)水力工況模型實驗裝置進行幾種水力工況變化的實驗。三、實驗儀器、設備及材料 熱網(wǎng)水力工況實驗臺四、實驗原理圖的下半部由管道、閥門、流量計、穩(wěn)壓罐、鍋爐、水泵組成