供热工程实验报告Word版.docx

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供热工程实验报告Word版

河南省高等教育自学考试

供热工程

实验报告

专业：

建筑环境与设备工程（独立本科段）

准考证号：

010311100407

姓名：

孙姿鑫

助考院校：

河南科技大学

河南科技大学

建筑环境与设备工程实验室

实验一热网水力工况实验

一、实验目的

1．了解不同水力工况下热网水压图的变化情况，巩固热水网路水力工况计算的基本原理。

2．能够绘制各种不同工况下的水压图。

3．了解和掌握热网水力工况分析方法，验证热网水压图和水力工况的理论。

二、实验原理

在室外热水网路中，水的流动状态大多处于阻力平方区。

流体的压力降与流量、阻抗的关系如下：

流体压降与流量的关系

并联管路流量分配关系

水力失调度

式中

——管网计算管段的压力降，Pa；

——管网计算管段的水头损失，mH2O；

——网路计算管段的水流量m3/h；

S——管路计算管段的阻力数，Pa/（m3/h）2；

——管路计算管段的阻力数，mH2O/（m3/h）2；

—工况变化后各用户的流量m3/h；

—正常工况下各用户的流量m3/h；

，

—工况变化后各用户资用压力；

，

—正常工况下各用户的资用压力；

三、实验设备及实验装置

1、测压玻璃管2、阀门3、管网（以细水管代替暖气片）4、锅炉（模型）

5、循环水泵6、补给水箱7、稳压罐8、膨胀水箱9、转子流量计

图1热网水力工况实验台示意图

四、实验步骤

1．运行初调节

先打开系统中的手动放气阀，然后启动水泵。

待系统充满水，膨胀水箱水位到达所需的定压高度后，关闭阀门L，保持水箱水位稳定。

调节供水干管和各支管（代表用户）的阀门，使各节点之间有适当的压差，待系统稳定后记录各点的压力和流量，并依此绘制正常工况水压图。

2．节流总阀门

缓慢关小供干管上的总阀门A，待系统稳定后，记录新工况下各点的压力和水流量，绘制新水压图，并与正常水压图进行比较。

3．节流供水干管中途阀门

将总阀A恢复原状，使水压图变回正常工况，不一定强求与原来的正常水压图完全吻合，待系统稳定后，记录下各点的压力和水流量。

将中途阀门C慢慢关小，待系统稳定后，记录新工况下各点的压力和水流量，绘制

新水压图，并与正常水压图进行比较。

4．调节用户处阀门（可有开大、关小、完全关闭三种情况）

将阀门C恢复原状，使水压图变回正常工况，记录本次正常水压图的各点压力与用户流量。

关闭用户b处的阀门，待系统稳定后，记录新工况下各点的压力和水流量，绘制新水压图并与正常水压图进行比较。

，

5．实验完毕，停止水泵运行。

五、注意事项

1．在正式进行细调节以前，必须将系统中全部空气泡清除。

2．在调节各种工况时需缓慢调节阀门，并待系统稳定后再记录数据。

实验二散热器性能实验

一、实验目的

1、通过实验了解散热器热工性能测定方法及低温水散热器热工实验装置的结构。

2、测定散热器的散热量Q，计算分析散热器的散热量与热媒流量G和温差

的关系。

二、实验装置

1.水位指示管2.左散热器3.左转子流量计4.水泵开关及加热开关组5.温度压差巡检仪6.温度控制仪表7.右转子流量计8.上水调节阀9.右散热器10.压差传感器11.温度测点T1、T2、T3、T4

图1散热器性能实验装置示意图

三、实验原理

本实验的实验原理是在稳定的条件下测定出散热器的散热量：

Q=GCP（tg-th）[kJ/h]

式中：

G——热媒流量，kg/h；

CP——水的比热，kJ/Kg.℃；

tg、th——供回水温度，℃。

散热片共两组:

一组散热面积为：

1m2

二组散热面积为：

0.975m2

上式计算所得散热量除以3.6即可换算成[W]。

低位水箱内的水由循环水泵打入高位水箱，被电加热器加热，并由温控器控制其温度在某一固定温度波动范围，由管道通过转子流量计流入散热器中，经其传热将一部分热量散入房间，降低温度后的回水流入低位水箱。

流量计计量出流经每个散热器在温度为

tg时的体积流量。

循环泵打入高位水箱的水量大于散热器回路所需的流量时，多余的水量经溢流管流回低位水箱。

四、实验步骤

1、测量散热器面积。

2、系统充水，注意充水的同时要排除系统内的空气。

3、打开总开关，启动循环水泵,使水正常循环。

4、将温控器调到所需温度（热媒温度）。

打开电加热器开关，加热系统循环水。

5、根据散热量的大小调节每个流量计入口处的阀门，使之流量、温差达到一个相对稳定的值，如不稳定则须找出原因，系统内有气应及时排除，否则实验结果不准确。

6、系统稳定后进行记录并开始测定：

当确认散热器供、回水温度和流量基本稳定后，即可进行测定。

散热器供回水温度tg与th及室内温度t均采用pt100.1热电阻作传感器，配数显巡检测试仪直接测量，流量用转子流量计测量。

温度和流量均为每10分钟测读一次。

Gt=L/1000=L·10-3m3/h

式中：

L——转子流量计读值；l/h；

Gt——温度为tg时水的体积流量；m3/h

G=Gt·ρt（kg/h）

式中：

G——热媒流量，（kg/h）；

ρt——温度为tg时的水的密度，（kg/m3）。

7、改变工况进行实验：

a、改变供回水温度，保持水量不变。

b、改变流量，保持散热器平均温度不变。

即保持

恒定

8、求散热器的传热系数K

根据Q=KA（tp-t0）

其中：

Q——为散热器的散热量，W

K——散热器的传热系数，W/m2.℃

A——散热器的面积，一种为0.975m2，另一种为1m2

tp——供回水平均温度，℃

t0——室内温度，℃

9、实验测定完毕：

a、关闭电加热器；

b、停止运行循环水泵；

c、检查水、电等有无异常现象，整理测试仪器。

五、注意事项

1、测温点应加入少量机油，以保持温度稳定；

2、上水箱内的电热管应淹没在水面下时，才能打开，本实验台有自控装置；但亦应经常检查。

实验三管路水力平衡实验

一、实验目的

1．测定管路阻抗；

2．验证串、并联管路流量分配规律；

3．掌握管路系统水力平衡调节方法。

二、实验原理

任何复杂管路都是由简单管路经串联、并联组合而成。

1．串联管路

Q1=Q2=Q3

（1）

串联管路阻力损失，按阻力叠加原理，则：

h1-3=h1+h2+h3=S1Q12+S2Q22+S2Q32

（2）

因流量Q各段相等于是得：

S＝S1+S2+S2（3）

式中Q—流量，m3/s；

h—管段阻力，包括沿程阻力和局部阻力，Pa；

S—管段阻抗，kg/m7。

由此得出结论：

无中途分流或合流的串联管路，各管段流量相等，阻力叠加，总管路的阻抗S等于各管段的阻抗叠加。

这就是串联管路的流动规律。

2．并联管路

Q=Q1+Q2+Q3（4）

并联管路各管段阻力损失相等，于是：

h1-3=h1＝h2＝h3（5）

S1Q12＝S2Q22＝S2Q32（6）

由公式4、公式5、公式6可得：

=

+

+

（7）

=

:

:

（8）

于是得到并联管路流动规律：

并联节点上的总流量为各支管中流量之和；并联各支管上的阻力损失相等，总的阻抗平方根倒数等于各支管阻抗平方根的倒数之和。

3．串并联管路流动规律的意义

各分支管路的管段几何尺寸、局部构件确定后，可确定各管段的阻抗及管路系统的总阻抗。

对于串联管路系统，由总阻抗可得出管路系统特性曲线方程：

ΔP总＝S总Q总2，通过特性曲线方程可得出系统总压头损失随流量变化的规律，为工程设计中动力设备（水泵或风机）的选取提供一定的参考。

对于并联管路系统，确定各管段阻抗后，按照节点间各分支管路的阻力损失相等，来分配各支管上的流量，阻抗S大的支管其流量小，S小的支管其流量大。

在专业上并联管路设计计算中，必须进行“阻力平衡”，它的实质就是应用并联管路中流量分配规律，在满足用户需要的流量下，设计合适的管路尺寸，及局部构件，使各支管段上的阻力损失相等。

4．流量计算公式

对于孔板测流量，按以下公式计算流量：

（9）

式中，Q—体积流量，m3/h；

ε—孔板流量计的流量系数，按0.75算；

d1—孔板大径，m，0.014m；

d2—孔板小径，m，0.008m；

ΔP—孔板两端压差，Pa，如果是水柱高度，将水柱高度转化为Pa；

ρ—水的密度，kg/m3，1000kg/m3。

三、实验设备

本次实验采用GLZK型管路串并联实验台。

水泵流量50L/min，扬程6m，功率180W；电源220v，实验管道Ф20mm。

四、实验内容和步骤

1．管段阻抗测定

（1）关闭阀门3、4、5、6，打开阀门1、2、7、8，启动水泵，调节水泵出口阀门，待管路系统运行稳定；

（2）测量管段1的流量，将孔板流量计两端压力测量结果记入表1中；

（3）利用测压管测量管段1两端的压力，将测量结果记入表1中；

（4）调节水泵出口阀门1，阀门开度大到小调节5次，重复步骤

（2）和步骤（3），将测量结果记入表1中；

（5）关闭水泵电源，关闭阀门2、5、7，打开阀门1、3、4、6、8，启动水泵，按以上步骤

（2）（3）和（4），测量管段2两端压力和流量，将5次测量结果记入表2中。

2．串联管路流量测定

（1）关闭阀门3、8，打开阀门其余阀门，启动水泵，调节水泵出口阀门，保证系统正常运行；

（2）将孔板流量计两端压力、管段1和管段2两端压力分别计入表3中；

（3）将阀门1关小，记录孔板流量计两端压力、管段1和管段2两端压力，填入表3中；

（4）分别关小阀门2和阀门6，重复步骤

（2）。

3．并联管路流量测定

（1）关闭阀门5，打开阀门其余阀门，启动水泵，调节水泵出口阀门，保证系统正常运行；

（2）将孔板流量计两端压力、管段1和管段2两端压力分别记入表3中；

（3）分别关小阀门2和阀门4，重复步骤

（2）。

五、实验数据处理

1．管段阻抗测定

（1）计算各管段阻力损失ΔP，ΔP＝P进－P出，将计算结果分别记入表1和表2中；

（2）利用公式（9）计算各管段流量，将计算结果记入表1和表2中；

（3）利用公式S=ΔP/Q2计算各管段的阻抗，将计算结果分别记入表1中；

（4）比较（3）中的各计算结果，简要分析结果。

2.串并联管路流量测定

（1）计算各管段阻力损失ΔP，ΔP＝P进－P出；

（2）利用公式ΔP=SQ2计算总流量和各管段流量，式中阻抗S按实验内容1中所测定的各管段阻抗平均值计算；

（3）比较总流量和各管段流量的关系，得出结论，并简要分析结果。

六、注意事项

1．启动水泵前，应将水泵出口阀门关小，水泵启动后，逐渐开大出口阀门，观察各测点压力；

2．每次启动水泵后，应先观察实验管道及测压管中是否有气泡，及时将气泡排除干净；

3.实验时，每测一个工况，都要稳定几分钟，待测压板上压力稳定后再读取数据。

实验四采暖系统模拟演示实验

一、实验目的

1．了解常见的热水采暖系统形式。

2．掌握系统中各部件的作用及连接方式。

二、实验设备及实验装置

图1采暖演示系统示意图

图2采暖系统模拟实验台实物

三、实验步骤

1．系统工作前将水充满给水箱；

2.打开水箱下的阀门B和锅炉后的阀门C，然后启动水泵向系统充水。

充水时不断地开关集气罐放气阀，让系统中的空气从集气罐和膨胀水箱中排出；

3．系统充满水后，关闭水箱下的阀门B，打开循环水泵前的阀门A,在水泵的作用下，水沿供水干管进入散热器，经回水干管返回水泵吸入口，如此不断循环，即可将热量散到供暖房间。

四、注意事项

充水时要不断地开关集气管放气阀，以保证系统中的空气能够及时、顺利排出。

（注：

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