实验指导书

风管内风速、风量、风压的测定一、 实验目的1．学会使用各种实验仪器；2．掌握用毕托管和微压计联合测量风管中风压、风速、风量的方法。

二、 实验内容测量风管中风压、风速、风量。

三、 实验仪器、设备及材料1．离心风机性能测定实验台：图1 实验装置示意图2． 毕托管（L 型）； 3． 压力计；4． 手持式数值压力表； 5． QDF －3型热球风速仪； 6． 8386多参数通风表； 7． U 型管；8． 温度计（0～50℃）； 9． 空盒气压表； 10．1号、5号电池。

四、实验原理1．概述空气在风管中流动时，管内空气与管外空气存在压力差，这个压力直接由风管管壁承受，成为静压；由于空气在风管内流动，形成一定的动压 Pd ，即为气流的动能，即22v Pd ρ=（Pa ）动压的方向为空气流动的方向。

静压与动压之和为全压 P ，即P=Pd+Pj (Pa)2毕托管有测量全压、静压的测孔；与微压计配合使用，可测出流体的静压、全压、动压。

与管头小孔相通的管接头测出的是全压P ，与侧面数个小孔相通的管接头测出的是静压Pj ，两个管接头同时测出的压力差为动压Pd 。

静压和全压有正负之分，动压只为正。

在测定风压时，毕托管与微压计的连接方法应视测定位置而定。

当测点在风机的吸入端时，其全压和静压均为负值，其连接管应与微压计“－”的一端相连。

当测点在风机的压出端时，其全压为正值，而静压视情况而定，在一般情况下为正值。

对于动压，永远为正。

使用时必须使管头与气流方向平行，全压管的开口端一定要迎向气流，保持毕托管在风管内平稳地推进或拉出。

2．倾斜式微压计倾斜式微压计是一般通风工程中最常用来测定压力的仪器。

其使用方法为：(1) 旋动仪器底盘上的定位螺丝，调节仪器水平。

(2) 把倾斜玻璃管放在K=0.8处，检查是否漏气：将橡皮管接在多向阀“＋”接头处，并用口吹气，使液面（柱）升至较高位置，然后迅速将橡皮管封住，在一段时间内如液面稳定不动，即可认为不漏气。

(3) 检查微压计玻璃管内是否有气泡。

当有气泡时，轻轻用口吸多向阀“－”接头，即可消除气泡。

但要注意不要把酒精吸入与玻璃管相接的橡皮管内。

（或吹“＋”接头） (4) 初估测压范围，把倾斜玻璃管固定于弧形支架的某一适当位置，并记下所在位置的仪器常数K 。

(5) 把工作液面调到“0”刻度处。

其方法：将多向阀柄拨向“校准”，旋动零位调整螺丝，将测量管内的液面调整到零点或某一整数刻度值，并记下初始读数值0l 。

(6) （计算出测点距管壁的距离，逐个标在毕托管柄上。

）连接测压管进行测量：把多向阀柄拨向“测压”处，测正压时，将毕托管的橡皮管接多向阀的“＋”接头；测负压时，将毕托管的橡皮管接多向阀的“－”接头。

如测压强差，将测压管中压强高的（全压管）接多向阀的“＋”接头，将测压管中压强低的（静压管）接多向阀的“－”接头。

(7) 记下测压管的读数l ，按k g l l P ⋅⋅-=)(0 计算出实际压强P 。

式中：P ――测点动压，(Pa)；.l ――倾斜式微压计读数值(mm)； l 0――倾斜式微压计初始读数值(mm)。

g ――重力加速度，9.812smK ――仪器常数（0.2；0.3；0.4；0.6；0.8）3．原理（1）风速：将风道截面A —A 分成若干等面积的圆环(如图)，本试验台风道内径d=O ．2lm ，风速测点的位置分别为： r 1=52.5mm ，r 2=90.9mm测点至管壁的距离：X1=14.1mm ，X2=52.5mm ，X3=157.5mm ，X4=195.9mm用毕托管及手持式数字压力表或微压计测定各点的动压值，计算出风速；v =ρPd2 (m/s)式中：Pd ――测点动压，Pa ；ρ――管道内空气密度。

图2 风管断面等面积分环图断面A-A 上的动压平均值Pdcm ：221......⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡++=n P P P Pdcm dn d d (Pa)式中：n 为测点数。

断面ρPdcmv 2=(m/s)或用QDF －3型热球风速仪、386多参数通风表直接测量风管里的风速，再计算出平均风速v ：nv v v v n+++= (21)平均动压Pdcm ：22vPdcm ρ=（2）风量Q ：Q=V *A (m 3/s)= V *A*3600 (m 3/h) 式中：Q ：风机风量，m3/h ；V ：平均风速，m/s ；A ：风机的断面面积，m2。

（3）风压P ：P=Pj+1.15P d式中：P ：风机风压，又称风机全压，Pa ；Pj ：静压，Pa ；Pd ：平均动压，(Pa)。

考虑到从风机出口至静压测点存在着压力损失，所以用0.15Pd 加以修正。

此值很小，一般亦可忽略不计。

五、实验步骤1．记录各项实验参数，计算出空气密度；2．在毕托管上按测点位置X1、X2、X3、X4标出插入风道的位置；3．用橡皮管把毕托管和压力计连接起来；4．调节好有关测量仪器；5．启动风机，调节阀门至某一风量；6．分别测定不同X处的动压、静压值，或用QDF－3型热球风速仪、386多参数通风表直接测量风管里的风速，再分别计算出平均风速v。

六、实验报告要求1．实验名称、学生姓名、学号、班号和实验日期；2．实验目的和要求；3．实验仪器、设备与材料；4．实验原理；5．实验步骤；6．实验原始记录；7．实验数据计算结果；8．实验结果分析，讨论实验指导书中提出的思考题，写出心得与体会。

七、实验注意事项1．在一次风量测试过程中，不可改变调节阀门的开度；2．微压计液面上下波动时，应取波动的平均值；3．在改变阀门开度或将毕托管插入风道时，密切注意微压计的量程，以防止酒精冲出微压计。

八、思考题1．用倾斜式微压计测量气流,压力差的精度与那些因素有关？2．毕托管如果没有正对气流，会产生怎样的影响？3．不同仪器测的风速是否基本相同？对其进行分析。

实验原始记录及数据计算结果风机型号：大气压B= 风管内温度t：风管内空气密度ρ＝风管管径D：断面面积A=5离心风机性能测试一、实验目的1．熟悉风机各项性能参数及测试方法；2．绘制固定转速下离心风机的特性曲线。

二、实验内容测试风机的各项性能参数，并绘制固定转速下离心风机的特性曲线。

三、实验仪器、设备及材料图1 离心风机性能测定实验台示意图（1）压力测试1．毕托管（L型）；2．微压计；3．手持式数值压力表；4．QDF－3型热球风速仪；5．8386多参数通风表；6．U型管；7．空盒气压表；8．1号、5号电池。

（2）功率测试1．台秤； 2．转速表（机械转速表和激光转速表）。

四、实验原理固定转速n 下离心风机的特性曲线有三条，即P —Q 曲线，N —Q 曲线和η一Q 曲线，如图2所示。

图l 为测定上述曲线的实验装置。

在转速n 不变时，一个流量Q 对应一组P 、N 、η值，分别测定在不同流量时各组的P 、N 、η值，将测值光滑地连接起来就得到P —Q ，N —Q 和η一Q 曲线。

下面分别讲述这些参数的测定方法：图2固定转速下的离心风机特性曲线（1）动压Pd 、风量Q 的测试：用毕托管和微压计测定动压和流量Q ，其测试方法参见《风管内风压、风速、风量的测定》，其公式为：221......⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡++=nP P P Pdcm dnd d (Pa) ρPdcmv 2=(m/s)或用QDF －3型热球风速仪、386多参数通风表直接测量风管里的风速，再计算出平均风速v ：nv v v v n+++= (21)平均动压Pdcm ：22vPdcm ρ=Q=V *A (m 3/s)= V *A*3600 (m 3/h)（2）风压P ：P=Pj+1.15P d式中：P ：风机风压，又称风机全压，Pa ；Pj ：静压，Pa ；Pd ：平均动压，(Pa)。

考虑到从风机出口至静压测点存在着压力损失，所以用0.15Pd加以修正。

此值很小，一般亦可忽略不计。

（3）功率N ：风机的功率常指输入功率，即原动机传到风机轴上的功率，故称轴功率，用N 表示。

本实验中轴功率量测采用平衡电机法：ω*M N = （w ）其中：60/2n w π= (1/s)L F M *=＝L mg * （J ）式中：M ――作用在风机轴上的力矩，也是作用在电机轴上的反力矩，J ； m ――台秤的读数，kg ；g ――重力加速度，9.81m/s 2；L ―― 力臂长度，即砝码中心至电机中心的距离（C:25cm=0.25m ；A 、B ：30cm=0.3m ），m ；n ―― 电机的转速，r/min 。

（4）效率η：风机的输出功率，又称为有效功率Ne ，它表示单位时间内气体从风机中所得到的实际能量，等于风压与流量的乘积。

效率表示输入的轴功率N 被气体的利用程度。

η＝NNe=NQ P *3600*五、实验步骤1．记录各项实验参数，计算出空气密度。

2．将阀门关闭，开启风机，此时Q=0，测定零流量时的P 、N 值。

对离心风机，此时功率N 最小，η=0。

3．逐渐加大阀门开度，每加大一次开度，测定一组Q 、P 、N 值和计算一次η值；逐次加大开度可得出不同流量Q 下的P 、N 、η值。

4．将实验结果点绘在坐标纸上，再将测值点光滑地连接起来即为转速n 下的P —Q 、N 一Q 、η一Q 曲线。

实验原始记录及数据计算结果风机型号：大气压B：风管内温度t：风管内空气密度ρ：风管管径D：断面面积A：力臂长度L：重力加速度g=9.81m/s2910六、实验报告要求1．实验名称、学生姓名、学号、班号和实验日期；2．实验目的和要求；3．实验仪器、设备与材料；4．实验原理；5．实验步骤；6．实验原始记录；7．实验数据计算结果；8．实验结果分析，讨论实验指导书中提出的思考题，写出心得与体会。

七、实验注意事项1．在一组Q、P、N测定过程中，不可改变调节阀门的开度。

2．倾斜式微压计液面上下波动时，取其波动平均值ι。

3．在改变阀门开度或将毕托管伸入风管时，时刻注意倾斜式微压计的量程，防止酒精冲出。

八、思考题：1．与样本上的同类风机性能曲线相比较，分析异同点及产生的原因。

2．你认为如何提高测试的精度？SIMULINK建立系统框图/典型环节阶跃响应的仿真一、实验目的掌握比例、积分、一阶惯性、实际微分、振荡、迟延环节的动态特性。

二、实验内容改变对象特性，讨论在阶跃响应激励下，不同环节的动态特性。

图1三、实验步骤1.连接系统, 如图1所示.2.参数设置 :在simulation/paramater中将仿真时间(Stop Time )设置为10秒，用鼠标双击实际微分环节,设Kd=1,Td=13.仿真 :simulation/start。

4.改变 Td、Kd，观察仿真结果有什么变化四、实验报告要求1.画出所要求的系统模块图。

2.画出相应的系统阶跃响应曲线。