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管路特性曲线测定实验报告讨论与分析
管路特性曲线是一种通过实验测量表示参数如摩擦因子、泵效率等非常重要的仪器工程测试方法。
本文报告了一项以实验测量管路特性曲线的实验，并就实验数据进行了讨论与分析，以期能够更加深入地了解这一测量技术。
实验测量中使用的管路系统由一个水池、一个可调节正反转电动机以及一个测量表构成，同时使用了一台数字工作站用于收集、存储以及显示所测量的数据。
首先，调节电动机的转速以控制管路进水口的压强，调节好压强后将转速调节至一定程度，然后按要求在此条件下实验测量管路特性曲线：首先调节流量测试表的放大倍数，随后调节测量流量泵的转速，经由数字工作站（可读取外部设备汇入的数据）产生结果，以此类推按照以上步骤实验完成。
结果显示，管路特性曲线以一种稳定的曲线形态显示出来。
实验测量的结果，可以分析出一定的泵效率曲线，这里的泵效率可以定义为单位流量时的管道压损和工作过程的有效输出功率之比。
实验结果表明，当转数越高时，泵效率越高，而当转数较低时，泵效率则比较低。
另外，还可以分析出管路中的摩擦因子，摩擦因子可以由流量和压力之间的关系来计算出来，实验数据表明，管路中的摩擦因子呈现出比较低的特性，而且随着转数的提高，摩擦因子也会越来越低。
本实验的结果证实了管路特性曲线测定的有效性和准确性，它可以帮助我们更好地掌握管道系统中的参数。
同时，它还可以为管路的
设计、改造、分析、试验等工作提供重要的参考依据。
总而言之，本报告主要讨论了管路特性曲线测定的实验过程以及实验结果，发现得出了合理的结论。
本实验结果可以帮助仪器工程师更好地掌握管道系统中的参数，最终实现管路设计、改造、分析、试验等工作的高效和专业化。
实验实训五测定管路特性曲线1.实验目的（1）巩固和加深对能量损失、管路系统阻抗、水泵扬程、管路特性曲线等概念的理解；（2）掌握管路特性曲线的测量和计算方法；（3）掌握水泵启动和停机的操作；（4）掌握压力和流量的测量方法和测量仪表的使用；（5）了解操作条件的含义，以及对管路特性曲线的影响。
2.实验要求S，绘制管路特性曲线；（1）利用实验装置测量相关参数，计算h（2）改变操作条件，测量并绘制不同操作条件下的管路特性曲线。
要求总共完成三条管路特性曲线的绘制；（3）比较不同操作条件下管路特性曲线的特点。
3.实验装置及测量仪表图5－1管路特性曲线实验装置示意图图5－1 为可供参考的实验装置示意图，该装置应具备下列几个主要部分并符合一定的要求：1－水箱，要求水泵吸水口和出水口水位相同并恒定不变，以简化能量方程和相关计算；2－离心泵（包括底阀等附件）；3、4－压力表，用于测定管中流体压力；5－截止阀；6－流量计；p 7－管路系统，走向和布置并无一定之规，但应能使流体产生较大的能量损失，表现为1 p的较大差异。
为简化计算，应使用相同管径，以保证流速相等。
同时让水泵出口和管和2道出口的高度差为0。
4.实验原理列出两个测压点断面1-1和2-2间能量方程：212222211122-+++=++l h g g p z g g p z υρυρ其中 21z z =，21υυ=，因此gpg p p h l ρρ∆=-=-2121 忽略水泵的阻力，21-l h 即为流体流过管路系统的能量损失。
而水泵扬程完全用于克服管道阻力，因而gph H l ρ∆==-21 在包括水泵在内的管路系统中若阻抗为h S ，水泵扬程为H ，流量为Q ，则21Q S H H h +=其中121z z H -=，为吸水口和出水口的位置差。
此处为0，故管路特性曲线方程为2Q S H h =从而 2Q H S h =在某一操作条件下h S 为常数，根据测定的压力差计算H 之后，即可按上式计算h S 。
管路特性曲线介绍
1、管道水头损失，指的是，水流过管道的时候，水受到阻力，而产生的能量损失。
由图可见，管道阻力损失，随着流量增加而呈抛物线增加，此图是管道系统所固有，与水泵无关。
2、阻力损失，损失的是能量，而把能量换算成以米作为单位，是为后续计算方便。
如果按照原理分析，则如下：
阻力损失=沿程阻力损失+局部阻力损失
沿程阻力损失：水流过管道时候，受到管壁的摩擦阻力
局部阻力损失：水流过管道时候，遇到弯头、阀门等阻碍，受到的损失
把以上注释，标注在图上，这样看起来更直观：
水泵把水送到用户，除了克服管道阻力损失之外，还要克服静扬程，即：
水泵需要克服的阻力=静扬程+管道阻力
其中：静扬程=垂直高度，或泵出口到密闭水箱的压差
下图综合考虑了水泵的静扬程，以及管道阻力，得到管道系统特性曲线：
管道系统特性曲线，表示水泵由吸水口到用户，期间所需要克服的阻力。
利用该曲线，结合水泵流量扬程曲线，即可确定水泵的工况点。
离心泵及管路特性曲线测定
离心泵是一种常用的流体机械，用于输送液体和气体。
离心泵的特性曲线测定是为了了解泵的性能和工作条件，以便在实际应用中选择和调整泵的工作状态。
离心泵的特性曲线主要包括流量-扬程特性曲线和效率-流量特
性曲线。
流量-扬程特性曲线测定：测定离心泵在不同转速下的流量和
扬程之间的关系。
实验中，通过改变泵的转速和出口阀门的开度，测量不同工况下的流量和扬程。
根据实验数据，可以绘制出泵的流量-扬程特性曲线，描述泵在不同工况下的工作状态。
效率-流量特性曲线测定：测定离心泵在不同流量下的效率。
实验中，通过改变泵的转速和出口阀门的开度，测量不同工况下的效率。
根据实验数据，可以绘制出泵的效率-流量特性曲线，描述泵在不同流量下的能量转换效率。
离心泵和管路特性曲线测定还可以包括压力-流量特性曲线和
功率-流量特性曲线的测定。
这些特性曲线给出了泵和管路在
不同工况下的工作状态和性能指标，可以作为选择和调整泵的参考依据。
管路特性曲线
PRO/ENGINEER提供了专用的管理设计模块PRO/Piping。
根据已设计好的室外钣金模型(图1)，我们利用PRO/Piping功能进行空调室外管路设计(图3)。
传统的管路设计方法主要是在实物上测量，然后反复制作配管样品装机校核，设计周期长。
而使用PRO/Piping进行管路设计很好地解决了这一问题，由于其全参数的三维设计模式，使得工程开发人员在进行管路设计的时候，不但对管路的工艺性、三维空间的位置都有了全局性的考虑，同时还能更全面地考虑到管路由于跌落及运输带来的震动和噪音等方面的影响，因此提高了管路设计的一次成功率及管路的可靠性，缩短了开发的时间。
同时由于零部件的高度通用化及标准化，加之压缩机外观的大同小异，我们可以利用PRO/ASSEMBLY的Restructure对四通阀部件(图2)进行重新构建,然后在SaveaCopy新建一个四通阀部件，接着利用MATE、ALIGN、INSERT、ORIGN等进行装配。
再修改管路的参数，很快就能初步构建好新的四通阀部件，这样大大减少了前期对管路部件构思和设计的时间。
这也是PRO/E高度参数化带来的好处。
由于PRO/E在设计上有如上的特点，所以在缩短开发周期中，保证了设计质量的同时，也大大减少样件的数量。
这对开发成本的降低是很明显的。
同样利用PRO/E的Assembly Mass Properties,可以通
过输入组件的材料密度后，得到体积、曲面面积和质量等数据(图4)，这对于前期对管路部件进行成本预算是很有用的。
特别是近期的原材料价格大幅度上涨，材料成本的控制成为了成本控制的一大环节。
设计开发人员可以利用该功能在设计初期就对成本进行有效的控制。
实验二 离心泵特性曲线的测定一、实验目的1、熟悉离心泵的操作，了解离心泵的结构和特性；2、测定一定转速下的离心泵特性曲线；3、测定不同转速下的管路特性曲线。
二、实验原理1、离心泵的特性曲线离心泵是最常用的一种液体输送设备。
它的主要特性参数包括流量Q 、扬程H 、轴功率N 及效率η。
在一定的转速下，H 、N 及η均随实际流量Q 的变化而变化。
通过实验测定出H ~Q 、N ~Q 及η~Q 之间的关系，并以曲线表示之，即为泵的特性曲线。
特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用离心泵的重要依据。
测定泵特性曲线的具体方法为：测得不同流量下泵的入口真空度和出口压强，在泵的吸入口和压出口之间列柏努利方程()出入入出入出入出出入入出出入入入--+-+-+-=+++=+++f f H gu ugP P Z Z H H g u g P Z H g u g P Z 2222222ρρρ上式中出入-f H 是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力，与柏努力方程中其它项比较，出入-f H 值很小，故可忽略。
于是上式变为：()gu u gP P Z Z H 222入出入出入出-+-+-=ρ 将测得的()入出Z Z -和入出P P -的值以及计算所得的出入u u ,代入上式即可求得H 的值。
功率表测得的功率为电动机的输入功率。
由于泵由电动机直接带动，传动效率可视为1，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。
即：泵的轴功率N=电动机的输出功率，KW电动机的输出功率=电动机的输入功率×电动机的效率。
泵的轴功率=功率表的读数×电动机效率，KW 。
η的测定：KWHQ g HQ Ne N Ne 1021000ρρη===式中：η—泵的效率； N —泵的轴功率，KW Ne —泵的有效功率KW H —泵的有效功率，KWQ —泵的流量，m 3/sρ—水的密度，kg/m 32、管路特性曲线当离心泵安装在特定的管路系统中工作时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路特性有关。
