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实验指导书
建筑环境与设备工程专业实验指导书（下册）河北建筑工程学院 建筑环境实验中心学 生 实 验 守 则为培养学生严肃认真、实事求是的科学作风，培养学生理论联系实际的学风，使学生掌握基本实验 方法和科学实验技能，保证实验教学的顺利进行，特制定学生实验守则如下： 1、上实验课前必须进行充分预习
实验指导书中有关内容方可进行实验操作。 2、不准迟到、早退、旷课，因故缺课必须履行请假手续，并应按指定时间及时补做，旷课不准补 做，本次实验成绩按零分记。 3、注意维护实验室整洁，实验室内严禁吸烟、吃东西和乱扔废纸等。 4、遵从教师指导，严守课堂纪律。实验室内不准大声喧哗，注意保持肃静。严禁在实验室进行与 实验无关的活动。 5、爱护仪器设备，未经教师允许不准擅自动用仪器设备。在使用仪器前，应了解其性能及操作方 法，遵守操作规程，注意安全。 6、发现所用仪器设备等有异常情况，应及时报告指导教师处理，学生不得调换或动用非本组实验 仪器设备，发现仪器设备损坏或丢失，要报告指导教师并进行登记。凡违纪造成损失需按规定赔偿。 7、必须实事求是地做出记录。实验记录必须经指导教师审查签字，并将仪器设备按原样整理完毕， 清扫实验室并得到教师允许后方可离开实验室。 8、 课后必须认真完成实验报告， 在规定时间内将实验报告与实验原始记录一并交给指导教师批阅。河北建筑工程学院 建筑环境实验中心1目实验序号 实 验 项录目 名 称 页次?供热工程?19 热水供暖系统模拟实验???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 散热器热工性能测定???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 热网水压图实验?锅炉及锅炉房设计?22 煤的工业分析 （见锅炉习题实验教材） 煤的发热量测定 （见锅炉习题实验教材） 烟气分析 （见锅炉习题实验教材）?工业通风?25
通风管道风压风速风量测定 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 局部排风罩性能的测定?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 旋风除尘器性能测定??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17 粉尘性质的测定???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????暂缺?空气调节?31 空气源热泵冬季工况能效比测定???????????????????????????????????????????????????????????????????????????暂缺 空气调节系统性能测定??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22 空调机组性能测定???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????暂缺?制冷技术?30033 制冷循环演示及制冷量测定 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24 压缩式制冷机性能测定???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29?燃气供应工程?36
燃气相对密度的测定 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????34 燃气热值的测定 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????36 煤气全分析 ???????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????暂缺 燃气灶具热效率及热负荷测定 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????402热水供暖系统模拟实验（实验序号 ）一、实验目的 本实验为配合“供热工程”课堂教学，使学生直观地了解热水供暖系统的组成、工作原理及其不同 管路系统的特点。观察系统充水时空气排除过程，观察不同系统形式的放热效果。 二、实验装置 该演示装置如图 17―1 所示，主要由电热锅炉 1，水泵 2，膨胀水箱 3，集气罐 4，除污器 5，排水 箱 6 以及二十五组玻璃散热器等部件， 按照不同的管路系统连接而成。 锅炉的水温可由水银电接点温度 计 T，电子继电器 D。电加热器 R 来控制，该装置可分别进行机械循环系统（水泵工作）和自然循环系 统（水泵不工作）的演示实验。 三、实验步骤 1、熟悉玻璃模型供暖系统，了解各部件的位置，作用及不同供暖系统连接形式的特点。 2、系统充水 打开自来水管上的阀门，向系统充水。同时打开各排气阀门，使系统中空气排出。待系统中充满水 后再将排气阀关闭。 3、系统充满水后，将水银电接点温度计 T 调至需要的温度(一般调至 45～50℃即可)。接通电源电 加热器开始加热。若采用机械循环时，可启动水泵，使锅炉内被加热的水经供水管道流至散热器，再经 回水管流入锅炉,如此不断地循环即可达到供暖的目的。同时也可以观察到整个供暖系统的工作状况。 用手接触不同系统形式的散热器进行散热效果比较。 4、泄水，如停止供暖需要进行泄水时，将泄水阀及全部排气阀打开，该系统内的水即可全部泄掉。 四、注意事项 1、在系统未充水前及锅炉未充满水时，禁止启动电加热器。 2、系统运行时，注意及时排除系统中的空气。 五、思考题 1、垂直式供暖系统，按干管布置位置可分为哪几种系统形式？各有什么特点？ 2、机械循环系统膨胀水箱的膨胀管应接到何处？为什么？ 3、水平跨越式系统散热器的支管连接方式有几种？不同形式的优缺点是什么？ 4、下供下回双管系统的排气是如何实现的？ 5、跨越式系统中跨越管的用途是什么？ 6、膨胀水箱的用途是什么？它上面都有哪些连接管？每根连接管的用途各是什么？每根管是否都 可以装阀门？ 7、实际工程中，下供上回（倒流式）系统除特殊情况外很少采用，为什么？ 8、简述本演示系统排除空气有哪几种方式，并画出其它简图。34图 17-1 热水供暖系统玻璃模型演示实验装置图散热器热工性能测定（实验序号 ）一、实验目的 1、了解测定散热器热工性能的方法，了解低温热水散热器热工性能试验台。 2、测定散热器的散热量 Q，了解散热器的散热量 Q 与热媒流量 G 和温差Δ T 的关系。 3、掌握有关仪表的正确使用方法。 二、测试原理 试验台的测试原理是在稳定条件下测定出散热器的散热量 Q=Gp（h1-h2） ??????????????????（1）Q―― 散热器的散热量，W； Gp――热媒的平均流量，kg/h； h1―― 散热器进口处热媒的焓，J/kg； h2―― 散热器出口处热媒的焓，J/kg； 对于低温水：Q?C pm 3.6G p (t g ? th )（W）??????????? （2）tg，th――散热器进口和出口水温，℃。 水的平均比热 Cpm=4.1868kJ/（kg?℃） 三、试验台的构造及组成 试验台的平面布置如图 18―1，它由测试室，通风与热媒制备室、制冷室及控制测量室组成。 被测散热器 1 挂在 （或立在） 测试室一面墙上。 通风及制冷系统将散热器散发给测试室的热量带走， 维持测试室内温度场稳定。控制室内设有电源、控制与测量系统及部分散热器水循环系统。由通风与热 媒制备室内的上、下水箱进行稳压及热媒制备，并由水泵供给散热器稳定的热媒（低温水） 。图 18-1 散热器热工性能实验台设备平面图51、试验间 试验间由内外层组成。内层构成测试室，外层与内层之空间构成补偿围护层及闭式循环风道。补偿 围护室使测试室及围护层处于不受外界自然条件干扰的特定环境中。 a、测试室 国际标准要求测试室的尺寸为 4±0.2×4±0.2×2.8±0.2(高）m，六个面具有相同的热阻（允许 偏差为 20%） ，室内无明显的气流交换。测试室六个面分别由厚度为 320mm 的风道构成，风道兼有补偿 围护层的作用。内部尺寸为 4.0×4.0×2.8m。为了使小室外侧空气温度的变化能迅速影响到室内侧， 测试室六个面热阻及出入门的热阻相同并能通过 12 个角边上的送、回风道循环均匀送风进行冷却。小 室具有良好的气密性，测试室全部用δ =2.5mm 钢板焊制加工。 b、补偿围护层及补偿围护室 国际标准要求测试室与补偿围护层之间空气的循环应由均匀的送风系统及排风系统控制； 该测试室 设在实验楼底层阴面房间内，北侧取消外窗并由配电室组成外围护，三面内墙均为 240mm 砖墙。由此构 成了围护室，围护室内的原供暖系统的两组散热器的入口阀门关闭。其出入门在实验时关闭，所以围护 室内的温度较稳定。 在测试间的外侧另设一层用δ =2mm 的钢板焊制的六面体与测试室的间距为 320mm （标准要求此层不 少于 300mm，均匀送风的风速≯0.5m/s） ，本实验台设计为 320mm 厚的补偿围护构成 6 个送风面，循环 风量为 7000m /h，最大送风速度不大于 0.3m/s。 2、散热器水循环系统 供给散热器热媒的水循环系统能与电测控制系统配合提供稳定的流量及给水温度， 保证试验台的测 量结果有足够的精度，有良好的复现性和可调性，能适应规定范围的测量要求。设计的水循环系统，如 图 18―2 所示。低位水箱 2 的水由循环泵 3 注入高位水箱 1，水在高位水箱中加热到所需温度后送入散 热器 4，散热器把热量散发给测试室，散热器的回水通过冷却器 6，转子流量计 7（转子流量计为 DN15 及 DN10 各一支，根据流量大小选用打开其中的一支）流入钟控换向器 8，取样测量流量时回水进入电 子天平上的容器进行计量质量流量，其余大部分时间回水经钟控换向器将回水回流至低位水箱 2。冷却 器用过的冷却水（自来水）排入低位水位，低位水箱溢流管将系统多余的水排除，并且维持循环水泵的 几何扬水高度不变。循环泵注入高位水箱的水量大于散热器，回路需要的流量，多余的水直接由高位水 箱堰壁溢流回到低位水箱。而分流管 11 主要是加大高位水箱至二次加热器的流量以减少热媒沿管路的 温降（根据试验情况而确定阀门 22 的开度） 。本实验台设在海拨高度较高的张家口市，其开水温度为 97℃，为了保证散热器进水温度 tg 达到 95℃，在接近散热器 4 的进水管路上设二次加热器 5。 3、通风及制冷系统 风机入口的空气冷却器（图 18―1）和风机出口送风管道上的电加热器用来控制和调节送风温度， 以便保持小室内温度维持在一定水平。送风管与测试室壁及测试室外侧的 12 个棱边并增加了外侧的送 回风道组成了送、回风系统。总送风管及回风管道为 500×400 及 500×500。测试室的各壁面的送风口 及回风口经过计算，预先确定，以保证各壁面之间的送风量按照设计要求，达到各壁面温度差≯0.5℃。63机采用台佳 SJC―05H 型风冷热泵冷水机组。 经过对该机组进行改造， 将制冷冻水改为直接蒸发式， 对系统的循环风进行冷却，以维持测量室的室温在设定的范围内。 四、稳定条件及各量的量测 从测试原理知，必须在稳定条件下进行试验。但是绝对的稳定是没有的，只是测量时间内物理量的 波动值较小，稳定性越好。此外，试验台作为散热器热工性能的计量装置，对测量值本身必须有一定的 精度要求。 1、稳定条件 散热器供热条件的稳定由散热器进口、 出口水温度及流量来控制； 散热器散热条件的稳定由测试室7图 18-2 循环系统流程图内外温度场来检测。为了监视稳定条件的确实达到，一个试验点稳定时间在一小时以上，稳态下各个量 的允许波动值（最大或最小值与平均值之差）必须在标准规定数值内。 2、流量的测量 试验台流量测量精度要求高（±0.5%） ，本试验台采用重量法计流量。G?M ? 3600 ???????????????? （3） tkg/h s kgG――通过散热器的水的重量流量 t――接水时间 M――在 t 秒内接水重量称重用 JA31002 型上皿电子天平。计时器用 JSK―A 型流量计时换向控制仪。接水时间根据流量大 小选择取 1 秒～99 分 99 秒。一般选取 6、10 秒。流量计量精度应符合国标要求，误差小于±0.5%，流 量稳定性符合国标要求，波动值小于±2%。测流量时换向器动作。 3、温度的测量 温度的测量及温度控制系统在实验室介绍此部分内容。 实验原始数据记录于附表 18-1。 五、数据整理 在稳定状态下，流过散热器的水的放热量等于散热器传给试验小室的热量。 散热器的传热量： Q=A（tp-tn） =AΔ TB B??????????????? （4）试中：tp――散热器内热媒的平均温度，℃ tp=（tg+th）/2 tn――小室内参考点温度，℃ A、B 由实验数据整理得出的系数。 式（4）中 Q 由附表 1 记录的 tg，th，G，根据式（2）算出。Δ t=tg-th 及Δ t 由附表 18-1 得到，将 几个点的试验结果填入表 18-1。 散热器热工性能实验数据汇总表 表 18-1 实验点号 实验日期 流 量 计算温差 进出口水温差 散热量 Δ t（℃） Q（W） 备 注及 时 间 G（kg/h） Δ T（℃）由几个实验点的 Q、tp、tn 的数据（按照标准要求，试验点数应不少于 3 个）用最小二乘法整理出 该散热器的 A、B 之值，见表 18-2。8散热器实验结果整理汇总表 散热器名称 整理者姓名 实 验 次 数 Q（w） y=lnQ 生产单位 实验日期 年 月 日 x ?y x2 表 18-2 备 注Δ T（℃） x=lnΔ TΣB?n? x 2 ? (? x) 2 ? y ? B? x a? nn? x. y ? ? x.? yA ? ea注：A、B 值小数点后均保留 3 位有效数字。Q ? A(t p ? tn ) B ? A?T B如果上述公式是在流量 G 不变时，改变 tp 则建立起来的是 Q=f（Δ T）关系。如果Δ T 不变，改变 G，同样得到 Q=f（G）关式。 由于测定一个点需要的时间很长，测定 Q=f（Δ T）或 Q=f（G）曲线需要时间更长。所以参加本实 验时要求至少测定一个实验点， 其它点的数据可由实验室人员提供， 由学生汇集在一起整理出公式并绘 出曲线。 六、讨论 1、分析 Q=f（Δ T） ，Q=f（G）变化规律。 2、试验台测定散热器热工性能的基本原理是什么？ 3、为什么不建立 K（散热器传热系数）与Δ T 或 K=f（G）公式，而用 Q 代替 K？9通风管道风压、风速、风量的测定（实验序号 ）一、实验目的 通过本实验要求能掌握用毕托管与微压计来测量风管中风压、 风速和风量的方法， 并了解微压计的 工作原理，基本构造和使用方法。 二、实验用仪器 毕托管、倾斜式或补偿式微压计、温度计、动槽水银气压计。 三、测定前的准备 1、测定断面的选择 测定断面应选择在气流平直，扰动少的直管段上，这样可减少扰动对测量结果的影响，若在现场进 行通风系统的测定时通常应将测定断面选在弯头、三通等异形部件前面（相对于气流运动方面而言） ， 大于 3 倍管径（或矩形风管大边尺寸）或选在上述异形部件后面大于 6 倍管径（或矩形风管大边尺寸） 处，调节阀前后应避免布置测定断面。 2、测定断面上各测点位置的确定 ①对于矩形风管， 可将断面划分为若干个面积相等的小截面并尽可能接近于正方形， 一般面积不应 大于 0.04m ，小截面的边长为 200mm 左右。如图 23-1 所示，至于测孔开设在风管的大边或小边，应以 操作方便为原则。2图 23-1图 23-2②对于圆形风管，应将断面分为若干个面积相等的同心圆环，测点布置在各圆环面积的等分线上， 而且应在相互垂直的两直径上开设两个（或四个，视风管直径而定）测孔。风管断面所划分的圆环数与 风管直径有关。参见表 23-1。 按风管直径划分的圆环数园 形 风 管 直 径（mm）表 23―1 200～400 4 400～700 5 700 以上 7200 以下 3园 环 数注：该表与有关资料分环数有出入、环数偏多，但为了测得准确，故采用。 各测点距风管中心的距离可按下式计算：10Ri ? R2i ? 1 2n式中：R――风管的半径 mm； Ri――风管中心到第 i 点的距离 mm； i――从风管中心算起的圆心环顺序号； n――风管断面上划分的同心环数量 （按表 23-1 取值） 圆形断面测点的布置如图 23-2 所示。 四、测定内容（实验系统见图 23-3） 1、风管内风压的测定 风管内的风压（全压、静压与动压） ，可用毕托管与不同测量范围和精度的微压计相配合而测得， 毕托管是测量风压的一次仪表， 它用作把风管内的压力传递出来， 而微压计则是用来显示风压大小的二 次仪表（风压过大已超过微压计的量程时，可采用 U 型压力计） 。 测定前，应根据测定断面是处于风机的吸入段还是压出段，以及所测压力是动压、静压还是全压， 将毕托管与微压计正确地加以连接，如图 22-3 所示，然后，根据计算出的测点位置，依次进行测量并 记录下各点的压力值（全压、静和动压） 。测定断面上的平均静压（Pj） ，平均全压（Pq）可按下式计算：Pj ? Pq ?Pj1 ? Pj 2 ?? Pjn n Pq1 ? Pq 2 ?? Pqn n测定断面上的平均动压（Pd） ，通常按均方根动压求得：Pd ?( Pd 1 ? Pd 2 ? ?? Pdn )2 nPd 1 ? Pd 2 ?? Pdn n若各测点的动压值相差不大时，也可用动压的算术平均值计算：Pd ?上面式子中的 n 为断面上测点的总数。 在测量动压时，有时会碰到某些测点的读数为零值或负值的情况（特别是较大些的风管，有时很明 显） ，这表明该断面上气流很不稳定，产生了涡流。但通过该断面的流量并没有改变。在计算平均动压 时，宜将负值当作零值处理，但测点的总数包括动压为负值及零值在内的全部测点。 2、风管内风量的确定 根据测定断面上的平均动压（Pd） ，可按下式求得该断面上的平均流速与流量V ?2 Pd?m/sL=V?F kg/m ；2 3m /s3式中：ρ ――空气的密度F――风管测定断面的面积 m ； L――风管内风量 空气的密度可按下式计算： ρ =Pa/[9.807R（273+ta）] kg/m ； 式中：Pa――大气压力 Pa；113m /s3ta――被测空气温度℃； R ――空气空气常数，R=29.4kg?m/kg?℃ (t40℃时)本实验系流园形风管内径 240mm，壁厚 10mm，方形风管内径为 240×240mm，壁厚 6mm。12图 23-3 风管内风量、风压测定实验系统五、测定步骤 1、熟悉测量风压仪器的使用方法及注意事项，检查测定断面位置是否正确，用内径卡尺测量风管 的直径。 2、根据测定断面上已开好的测孔，将毕托管与微压计正确地加以连接，计算出各测点到管外壁的 距离，并标记在毕托管上。 3、启动风机，分别在测定断面的水平及垂直方向上测出各测点的全压、静压和动压值，并记录在 附表 23-2 上。 注：风机出口段（即正压段） ，测量全压、静压时毕托管接微压计“+”风机吸入口段（即负压段） ，测 量全压、静压时毕托管接微压计“-”测量动压时，不分正压及负压段，全压接“+”静压接“-” 4、第一次测定完毕后，用管路上的调节阀改变风量（注：当调节阀改变到一定程度时，方形风管 内会出现负压） ，重复测定几次，每调一次风量，在测定前、后都要用温度计读出气流的温度取其平均 值，同时测出大气压力，求出空气的密度。 5、关闭风机，整理好仪器，并计算测定结果。 六、记录表格 实验数据记录于附表 23-2。13局部排风罩性能测定（实验序号：）一、实验目的 局部排风罩的性能主要是指排风量和阻力两项。 在现场测定局部排风罩的风量时， 往往由于排风罩 与干管相连接的管段很短，又有弯头，三通等部件，不易找到气流稳定的断面，使得用测量动压的方法 获得排风量产生一定困难。在这种情况下，可在排风罩的接管处开设测孔，通过测定静压的方法经计算 求出排风量。为此，必须事先知道该排风罩的流量系数。 该实验的目的， 就是进一步掌握毕托管和微压计分别测量风管内动压和静压的基本方法， 来求得排 风罩的流量系数进而计算排风量，求得排风罩的阻力系数。 二、实验装置和仪器图 24-1 排风罩性能测定实验台 图 24-1 所示为排风罩性能测定实验台，排风罩的形式，一个为伞形，另一为方形，在排风罩接管 邻近处设有静压测定环及侧孔各一个。 所用仪器有：毕托管、微压计、热球风速仪、温度计等。 三、实验原理 图 24-2 为排风罩测定原理图 根据流体力学写出Ⅰ―Ⅰ、O―O 断面的气体能量方程式，因排风罩进口处是急变流，所以将 O―O 断面划在距罩口较远的大气中，流速近似取于 0，即：ρ υ 0 /2=0，压强为大 气压 Pa，其相对压力值 P0=0。 P0+ρ υ 0 /2 =P1+ρ υ 1 /2+Δ P 则，阻力损失： （P1+ρ υ /2）=-（P1j+P1d） =|-Pq|=Pq Pa 由于Ⅰ―Ⅰ断面距排风罩接管142 2 2 2长度很短，沿程阻力略去不计，则： ζ P1d=Pq图 24-2排风罩测定原理图??Pq P1d??????????????? （1）ζ ――即为排风罩阻力系数。 四、实验步骤 1、测定之前应熟悉实验装置各部分的性能，仪表的使用方法及注意事项，需要检查一下微压计是 否水平，并将静压环与微压计正确地连接。 2、按照管道风量，风压的测定方法和测定步骤（为测得准确可将风管分为 2 环）测定，本实验风 管内径 152mm，管壁厚 5mm。 3、用闸板阀调节风量，每测一个工况，同时要记下大气压力和空气温度的数值，列入表格。 4、实验结束，关闭风机，整理仪器。 五、实验数据的整理与计算 1、风管内的风量（动压法） 风量确定：L=F?υ ?3600 F――风管截面积 m2m /h3υ ――风道空气速度 m/sL ? 3600??4D22 Pdm?m /h ??????3（2）??22不变。? Pd??2 Pdm?式中：D――测定断面内径，对Ⅱ―Ⅱ断面距Ⅰ―Ⅰ断面（5～7）倍直径的距离，且 D2=152mm 管径Pdm――测定断面Ⅱ―Ⅱ各测点的平均动压值（该值应按均方根动压求得） 。 ρ ――空气密度 kg/m3该值计算方法见实验（）说明。 2、排风罩的排风量L ? ? 3600?4D22 Pjm?m /h ?????? （3）3式中：μ ――排风罩的流量系数。 D――排风罩接管（即静压环）处的内径。D=152mm Pjm――排风罩接管处的平均静压值。 3、排风罩的流量系数 根据流体的连续性方程，显然式（2） 、 （3）应相等，于是得：??pdm Pjm15式：ζ P1d=|Pq|=-（P1j+P1d） （ζ +1）P1d=|-P1j|(? ? 1)上式中：?? 122?P 1j;??2P 1j??1 ? ?11 1??即为流量系数μ4、排风罩的阻力 阻力：Δ P=Pq Pa可测定Ⅰ―Ⅰ断面的静压及动压，经计算得出 Pq 5、测量速度衰减情况并求风量： 本排风罩为无边圆形和方形[（a/b）=1]吸气口 υ 0=（10X +F） ?υ x/F2m/s2排风量：L=F?υ 0?3600=（10X +F） ?υ x3600 式中：υ 0――吸气口的平均流速验 υ x――控制点的吸入速度 F ――吸气口的面积 m/s m/s m2（m /h）3x ――控制点至吸气口的距离 m 测定不同控制点的流速，计算吸气量与（1） 、 （2）式比较，并进行分析。 六、记录表格 测试数据记录于附表 24-1 中。思考题： 1、用哪一种方法求得的流量更准确些？为什么？ 2、实验中存在哪些问题，怎样改进。16旋风除尘器性能测定（实验序号 ）一、实验目的 除尘器的性能主要包括：风量、阻力和效率三个方面，通过实验，要求掌握测定除尘器性能的基本 方法，并能够熟练测定其性能。 二、实验原理及测定方法 实验系统见图 25-1 1、风量的测定 测定除尘器的风量时，可采用测除尘器进出口的风量，取其平均值为除尘器的风量，本实验系统装 置如图 23-1 所示。风管接口处进行了特殊密封处理，故可忽略系统的漏风量。这样所测系统的风量， 亦即除尘器的风量。 也可利用弯管（通过标定的弯头）这一典型局部构件，测量其风量的大小，它的原理是：当气流方 向改变时使弯管的内侧、外侧出现两个旋涡区，并且具有离心惯性力，它使弯管外侧的压强增大，内侧 压强减小，随着系统风量的变化，弯管的内外侧压力差将随着变化，借此原理测定系统的风量。本系统 风量与弯头的差压关系式为： L=122.9+176.4Δ P-16.5Δ P 式中： L――系统风量 Δ P――弯管内外侧压差 2、阻力的测定 因除尘器进出口管道直径相同，系统密封较好不漏风，υ =Const，即除尘器前后动压差为零这样除 尘器的阻力即除尘器前后的全压差或静压差。 Δ P=P1-P2 Pa Pa Pa Pa2 3m /h m /h mm 酒精柱（补偿式微压计测量值）3式中：Δ P――除尘器阻力P1――除尘器进口 A 点处的全压（静压） P2――除尘器出口 B 点处的全压（静压） 3、效率的测定 （1）浓度法测定现场测定时，一般多采用浓度法测定除尘器的效率，即在除尘器进出口分别采样，并按下式计算： η =[（y1-y2）/y1]×100% 式中：y1――除尘器进口处平均含尘浓度 y2――除尘器出口处平均含尘浓度 mg/m mg/m33测定时必须用同样仪器在除尘器进出口同时采样， 且要求采样管的速度与管道内流速相等。 这样在 采样前就应计算出所需的采样流量，为了满足流速变化的需要，一般备有一套内径为 6、8、10mm 的采 样嘴，只有做到等速采样，才能真正反映出该测点的实际含尘浓度。但在实际测定中，不易做到完全等 速采样。 经实验证明。当采样速度与风管中气流速度相差 10%以内时，引起的误差可忽略不计。我们采用的是：17“静压平衡型烟尘浓度测定仪” ，误差在 3%以内，完全满足要求。采样头一般作成尖嘴形，以免使风管 中的含尘气流受到干扰。为了防止采样管内积尘，一般要求采样管内的气流速度大于 25m/s，根据流体的连续 性方程式，采样管内的空气流量应等于采样头进口断面的空气流量，即： （π /4）d0 υ 0=（π /4）d υ 式中：d0――采样管内径 mm182 2注：弯头流量计压差在 1~5mm 酒精柱范围内时： L（系统风量）250~450 立方米/小时。V（入口风速）14~26 米/秒。图 25-1 除尘器性能测定实验台υ 0――采样管内的气流速度 m/s d――采样嘴直径 mm υ ――采样嘴入口的气流速度 m/s 当υ 0=25m/s 时，而 d0=6mm、8mm、10mm，上式可简化为：d?30?d?40?L2&L1d?50?通常使用的除尘器总会有少量的漏风，为消除漏风对测定结果的影响，应按下列公式计算其效率。 除尘器在吸入段工作时 则η =[（y1L1-y2L2）/y1L1]×100% 除尘器在压出段工作时 L1&L2 则η =[y1L1-y1（L1-L2）-y2L2]/y1L1=L2/L1（1-y2/y1）×100% 式中：L1、L2――进出口处的风量 m /h3粉尘的粒径，真密度以及运行工况对除尘器效率有较大影响，因此在给出除尘器的效率时，应同时 说明除尘器处理粉尘的分散度、密度等，或者直接测出除尘器的分级效率。 为了做到等速采样， 在取样前还需先测出测量断面各点的气体流速， 然后根据这些气流速度选取合 适的采样头直径，并算出等速采样所需的抽气量。 L=（π /4） （d/1000） ×υ 60×d υ2 21/min由于风道截面上各点含尘浓度的分布是不均匀的， 水平管道与垂直其截面含尘浓度的分布规律也是 不同的。所以，应进行多点采样，其测点分布与测动压的测点分布方法相同。 在管道内进行多点采样时，可以移动采样头，在每个测点用同样的时间进行采样，由于各测点的气 流速度是不同的，要做到等速采样，每移动一个测点，要迅速调整采样流量，或使几个速度相同的点同 样的流量采样，其他速度相近的几个点，再另行调整其采样的流量进行采样。在选择测点时，最好在垂 直管道上进行采样。 以上就一般等速采样原理做了简要介绍按照上述方法进行采样，工序繁杂，工作量大，所以在标定 除尘器效率时可采用重量法测定。 （2）重量法测定 重量测定法多用于除尘器的效率标定，它的原理是：某一风量下，在除尘器入口处加入一定量的粉 尘 M1，经过除尘器后，一部分粉尘排入大气，另一部分落入除尘器，收集除尘器捕捉到的粉尘 M2，即可 算出除尘器的效率。 该方法测试简单， 准确度高， 易于掌握， 在实验室具备测试条件时多采用此种方法。 η =M2/M1×100% 式中：η ――除尘器的效率 M1――加入到除尘器入口的粉尘质量 % gM2――经过除尘器后收集到的粉尘质量 g 注意每次实验加入到除尘器中的粉尘量 100±10g19三、记录表格 实验数据记录于附表 25-1、25-2。 附录 静压平衡型烟尘浓度测定仪使用方法 1、使用管内捕尘的采样装置时，先旋下捕尘器外部紧固件，取下端盖垫片和压环，将已在 105℃ 燥箱中干燥 1 小时并已称重的滤筒轻轻推入托座的内锥孔中， 使滤筒端盖紧贴滤筒托座的内锥孔座， 然 后放好滤筒压环，垫片和端盖，并将端盖上的定位销对准滤筒托座上的定位槽，旋紧外部紧固件。 使用管外捕尘装置时先将在 105℃干燥箱中干燥 1 小时并已称重的滤膜装在小膜盒中， 滤膜盒上端 接采样器，下端接测量箱。 2、把测量箱放好，基本水平即可，并接通电源。 3、打开压力偏差指示器上的旁通阀，将酒精注入，使液位大致在玻璃管中间即可，并将气泡排除， 滑动指针指向液面位置（以后简称零点） 。 4、用三根橡皮管（一粗二细）将采样管与测量箱连接，粗管接采样管接头，细管接静压管接头， 并按照分区或分环采样的要求，预先在采样管上做出标记。 5、记录累计流量计上的初读数。 6、把采样管放入待测烟道或含尘管道内，并将采样咀对准气流方向（使指向杆与管道轴线平行） 。 7、打开开关，启动抽气泵，调节转速并逐渐关小压力偏差指示上的旁通阀，继续调速，使在旁通 阀关闭的情况下批示器上的液位接近零点。 8、采样期间，由于尘粒在滤筒上逐渐积聚，阻力会逐渐增加。另外，在有些管道内，气体流速可 能发生变化。因此，必须随时调速，使液位始终与零点基本一致，以保证等速取样。 9、根据分区或分环多点采样的要求，可按时移动采样咀位置，并同时记录流量计前的温度和压力 读数。 10、采样量根据烟气含尘浓度的大小确定，浓度高，采样量少，浓度低，采样量大，通常一次多点 采样，总采样时间为 10 分钟左右，每点采样时间为 1～2 分钟。 11、采样完毕前（在最后 15 秒钟） ，打开压力偏差指示器上的旁通阀。 12、采样完毕后，先把采样咀朝上或水平，并把采样流量调低，然后把采样管从烟道或管道内小心 取出，并立即切断电源（采样咀不要朝下，以免尘粒倒出。造成样品损失）再小心取出滤筒，记录流量 计上的终读数。 13、将已采样的滤筒，放在 105℃干燥箱中干燥 1 小时，并在干燥器里冷却 30 分钟，用分析天平 称重，根据滤筒的增量和采样气体体积，算出被测气体的含尘浓度。 14、当采用 d=8mm 采样嘴采样，浮子流量计读数 L0 小于 30l/min，可改用 d=10 采样咀采样，浮子 流量计读数 L0 大于 60l/min 时，可改用 d=6mm 采样咀采样。 15、数据整理 （1）含尘浓度按下式计算：y?(G2 ? G1 )(273? t ) P0 K ( x2 ? x1 )(B ? P)T0m g / m3 干空气?????? ①20式中：G2――滤膜（筒）终重 G1――滤膜（筒）初重 x2――流量表终读数 B ――当地大气压 x1――流量表初读数mg mg m3Pa m3K ――累计流量表读数的校正系数t ――流量表前温度计读数的平均值 ℃P ――流量表前负压表读数的平均值 PaT0――273K P0――101325 Pa （2）含尘空气管道内的空气流量按下式计算：L ? 44280?F L0 B? p ? 2 d 273? tNm 3 / h ???????②式中： L 0 ――浮子流量计读数的算术平均值 l/min d ――采样嘴直径 mmP ――同（1）式t ――同（1）式F ――风管断面面积 （3）排尘量的计算： M=y?L×10-3m2kg/h???????③该仪器使用方法较繁杂，望同学们一定要事先预习其操作步骤，以免操作不当，损害仪器或使测得 结果有误。21空气调节系统性能测定（实验序号 ）一、实验目的 通过对喷水室中空气和水的热湿交换过程测试，使学生熟悉并掌握有关测试仪器的安装及使用方 法；加深对空气和水直接接触时热湿交换过程的理解。 二、实验内容 1、 空调设备运行稳定后，测出系统新风及回风的温度和湿度，T1、T2、T9、T10。 2、利用喷水室前后已装好的仪表，测出流入及流出喷水室的空气温度湿度，T5、T6、T7、T8。 3、利用在喷水室冷水管道上已装好的流量计测得喷水室的喷水量。并从送、回水管道上所装的温 度计读出送回水温度，T11、T12。 4、通过空调系统的流量测试装置测出空气的流量及该处的空气温度。 5、量出喷水室的断面尺寸，喷嘴个数、型号及布置方式。 6、记下测量仪器的名称、型号、精度及安装方法。 7、记录下全部测试数据。 三、实验装置系统简介 实验装置见图 26－1 空气调节模拟实验台为“空气调节”课程的教学实验装置。模拟空气调节系统的操作情况，可实 现对空气进行加热、加湿、冷却降温和除湿的处理过程，并能对空气温度、湿度进行测量显示及控制调 节。为暖通空调专业学生提供直观的教学条件，学生可对其空气调节方面所遇到的各种热湿效应，模拟 空调系统进行观测与研究。 在测温热电偶中： t1～t10：为空气干、湿球温度。 t11：为喷水室或表冷器进水口水温。 t12～t１３：为喷水室、表冷器回水口水温。 tｃ、tｅ、tｘ：为制冷剂冷凝温度、蒸发温度和吸气温度。 其主要性能包括： （1）有风调节阀门控制的回流空气导管； （2）设置有空气预热、再热器（均为电加热） ，可对空气进行加热升温；设置有喷水室，可对空气 进行降温、加热及除湿。冷冻水由制冷系统制得； （3）可示范两种气流的混合状态； （4）所有测温装置都用电子式温度数字显示； （5）电加热器的电输入值都可分别直接测量，各数值可以和被处理的空气热焓变化进行比较； （6）综合性的各种仪表及控制装置。221、风道 5、空气混合器 9、电加热器 13、冷冻水泵 17、卧式贮液筒 21、蒸汽发生器2、测空气量孔板 6、整流孔板 10、测温热电偶 14、档水板 18、水箱式蒸发器 22、给水箱233、调节阀门 7、风机 11、喷水喷嘴 15、制冷压缩机 19、表面冷却器 23、热力膨胀阀4、倾斜式微压计 8、风量控制盘 12、转子流量计 16、风冷冷凝器 20、蒸汽喷管 24、电磁阀图 26-1 实验系统装置图实验装置性能参数，使用操作及计算说明如下： （一）主要性能参数 ① 空气流量 Lmax= [m /h] 1000w 一组 1000w 一组3② 预热器（电加热器） 500w 一组 500w 一组 Gmax= ③ 再热器（电加热器） ④喷水室最大喷水量 [kg/h] ⑤冷却（冷冻水）系统 冷冻水温可由制冷系统及仪表控制在 5℃左右。 冷冻水量可调节。制冷系统制冷量 Qmax=1.7kw 左右。 ⑥使用电源：工作电压：380 （二）有关计算说明： ① 空气流量（孔板）计算公式 进风量 GA=0.029 ?l? [kg/s] 总风量 GE=0.029 ?l? [kg/s] 3 式中:Δ l――微压计读数变化值[mm] ρ ――空气密度[kg/m ] ② 风道散热量 Q=8.5lΔ t。 ③ 空气湿球温度修正 在对空气湿球温度测定时，需满足风速 v≥2.5m/s，否则应按图 26―2 进行修正。 ts――测得湿球温度[℃] 图 26―2 湿球温度修正图 Δ ts――湿球温度修正值[℃] υ =1.0～2.0 m/s 实际湿球温度为：ts@= ts-Δ ts[℃] （W） 式中：l――风道内两测点之间的中心长度[m]； Δ t――风道内外的空气温差；V图 26-2 湿球温度修正图24（三）使用操作步骤: ①实验操作之前,将测温热电偶的冷端测头放入“冰瓶”内。即保持热电偶冷端温度恒定为 0℃。调 整微压计为水平状态。将蒸馏水加入湿球温度计下的水杯内。蒸发器水箱加水至满。 ②合上电气总开关，接通电源，此时风机运转，调节风机风量调节阀控制所需风量。 ③启动电加热器、制冷压缩机及冷却水泵，待系统稳定后进行实验测定。 对空气进行绝热加湿冷却处理时，只须启动水泵。如对空气冷却除湿处理时，则应先启动制冷压 缩机，待冷冻水降至所需温度后，再启动水泵。 ④测定结束后，先关闭电加热器或制冷压缩机及水泵，调节风门为最大排风量。运行 5 分钟左右再 关闭电气总开关，切断电源。 四、实验步骤： 1、 每组实验人数 8～10 人，在教师指导下负责分工。 2、 对空调、制冷设备的机组和电源部分进行检查。 3、对测试仪表进行检查和记录，如温度计的精度，湿球温度计的纱布浸水情况，安装状况是否正 常，风量及水量测试设备及仪表配置是否完整和可靠。 4、按照分工，对整个系统运行后的各测点进行观测，看整个系统的运行是否稳定。一般情况下， 空气的干球温度 tg 波动值小于±1℃，进风湿球温度 tS 的波动值小于±0.5℃，进、回水温度波动小于 ±0.5℃，能连续保持半小时以后可认为处于稳定工况。此时，将各测点的数据每 10 分钟读一次，连续 做 4 次，并将数据详细记录在实验九附表中。 5、测试完毕后，经指导教师对数据设备进行全面检查，然后使系统停止运行。 五、对实验报告的要求 1、画出喷水室测试系统示意图，标出各测点的位置，并注明各测点所 用仪器的名称和精度。 2、根据记录数据在 I―d 图上标出新风、回风、喷水室前后的空气状态 点，并做出过程线。 3、根据测得的喷水量和空气量，求出喷水室的喷水系数μ 。计算出每公斤干空气在经过喷水室后 的热湿变化，进而求出变化的角系统 ? ，判断空气处理过程。 4、将数据记录于附表 26-1 中，整理好附于实验报告之后。25制冷循环演示及制冷量测定（实验序号 ）一、实验装置简介： “制冷”就是使自然界的某物体或某空间达到低于周围环境温度，并使之维持这个温度。随着工 业、农业、国防和科学技术现代化的发展，制冷技术在各个领域中都得到广泛的应用。 本装置所演示的制冷过程是采用液体气化制冷中的蒸汽压缩式制冷。它的工作原理是使制冷剂在 压缩机、冷凝器，膨胀阀和蒸发器等热力设备中进行压缩、放热、节流和吸热四个主要热力过程，以完 成制冷循环。 本装置采用的制冷压缩机是冰箱用全封闭活塞式制冷压缩机。它的优点是体积小、噪音低、封闭 性能好、结构紧凑。本装置的最大特点是在其上半部装有玻璃罩，可直接观察到压缩机的工作过程。 冷凝器与蒸发器有防爆罩，内有盘管，盘管内通自来水，向冷凝器提供冷却水，使气态制冷剂变 成液态，向蒸发器提供热水，使制冷剂在蒸发器内吸热而汽化蒸发。实验过程中冷凝器中制冷剂不断增 加， 当达到一定液位时， 设在其中的浮子在浮力的作用下浮起， 将阀门打开， 使制冷剂返回到蒸发器中， 随即关闭，从而使制冷剂在本装置中自动循环。 （见图 27―1、图 27―2） 。图 27-1 设备装置图图 27-2 系统原理图26二、实验目的： 1、了解制冷系统组成； 2、观察各部件的工作过程： （1）冷凝器中气态制冷剂被冷却后沿冷却盘管成滴状流下； （2）在蒸发器中，液态制冷剂吸收加热盘管中的热量而沸腾汽化的过程； （3）压缩机活塞的压缩工作过程； 3、分析冷却水流量对冷凝效果的影响； 4、分析冷冻水流量对蒸发器的影响； 5、了解测定压缩机制冷量及制热量的原理，并测定本实验台压缩机的制冷量及制热量。 三、实验步骤： 1、启动压缩机前应首先检查冷凝器冷却水流量计是否有流量。打开冷却水后方可开启压缩机。关 闭油分离器上的回油阀（此阀停机时应打开） 。 2、油分离器上的回油阀的使用： 为防止停机后制冷剂继续回到压缩机内，造成下次启动后，压缩机内的制冷剂过多，使压缩时带 油，在关机后应将回油阀打开。 一段时间不开机或重新开机前，观察蒸发器内制冷剂量是否减少很多。若减少很多，则制冷剂已 回到压缩机内， 所以开机后先不要关闭回油阀， 在判断压缩机内制冷和冷冻油混合液不能被压缩机吸入 口吸入后，方可关闭回油阀。 3、根据冷凝器内压力高低调节冷却水流量 当冷凝压力达到 0.25Mpa 时应关机，防止压力过高影响其安全性。注意：冷凝压力不应大于 0.25Mpa。若压力接近 0.25Mpa 时，可稍开回油阀可将压力降下。若再高，应关闭压缩机。 4、打开蒸发器侧的流量计，视进口水温情况调节流量计或增减加热器的数量。本装置配有两组加 热器。若水温过低，可开两个加热器，以提高蒸发器入口温度。 5、待系统稳定后，进行实验测定。测得环境温度 ta、蒸发 te、冷凝温度 tc、冷却水进出口温度 t1、t2、冷冻水进出口温度 t3、t4。每 10 分钟取一组数据，连续四次。 四、实验数据的整理计算： 为了便于观察制冷剂的工作变化状态，循环演示仪中的冷凝器，蒸发器外壳是透明的，未加保温， 这样表面与周围空气环境就有传热存在。 此外压缩机表面也有散热损失， 这样由制冷设备与周围空气环 境之间的传热量在计算中应予考虑。 经标定，冷凝器、蒸发器及压缩机外表面与环境空气的传热量各为： 冷凝器： qc ? 0.8(ta ? tc ) ?10 蒸发器： qe ? 0.8(ta ? te ) ?10?3KW KW?3式中： t a ―实验环境空气温度，℃t e ―制冷蒸发温度，℃ t c ―制冷冷凝温度，℃蒸发器盘管吸热量，即不包括 qe 的蒸发器制冷量为Qe ? mec p (t1 ? t2 )KW27冷凝器盘管排热量，即不包括 qc 的冷凝器放热量为QC ? mccp (t3 ? t4 )QO ? Qe ? qeKWKW故蒸发器制冷量，即在蒸发器一侧制冷剂的吸热量为： 冷凝器放热量，即在冷凝器一侧制冷剂的放热量为：Qk ? QC ? qC KW 式中： me 、 mc ―冷冻水及冷却水流量， kg / s t1 、 t 2 ―冷冻水进、出口温度，℃ t 4 、 t3 ―冷却水进、出口温度，℃ c p ―水的定压比热， KJ / Kg ℃以上测数据记录于附表 27-1 中。五、故障的判断及维修： 1、故障：开机后压缩机有与外壁碰撞的声音，机身倾斜。 原因：主要是由于运输过程中设备倾斜过大，压缩机底部的减震弹簧脱位。 解决方法：打开上部玻璃罩，将压缩机排气管螺丝、接线端子拆下，取出压缩机，将弹簧重新固 定好。装好排气管及接线端子，在盖上玻璃罩前，试机检查，然后将玻璃罩封装好。 2、故障：蒸发器内制冷剂颜色变黄 原因：制冷剂润滑油进入蒸发器所致。由于设备长期闲置不用，制冷剂回到压缩机内。待下次开 机时， 因为压缩机内的制冷剂过多， 运行时压缩机吸入的不是气体， 而是有些制冷剂和润滑油的混合物， 经过油分离器进入冷凝器， 再由冷器的针形阀进入蒸发器。 由于蒸发器中的制冷剂是以气态的形式进入 压缩机，所以油只能存留在蒸发器中。 解决方法：每次停机后，要将油分离器上的回油阀打开。待下次开机时，若蒸发器中的制冷剂不 多，或压缩机内的制冷剂动态液面达到压缩机的吸入口位置时，先不要关闭回油阀，待液位降低时，再 关闭回油阀，此时应关注冷凝器内的制冷剂是否变色，若变色，请将回油阀再打开。另外，停机时间不 宜太长，一般一个月要运行一次。28压缩式制冷机性能测定（实验序号 ）一、实验装置简介 制冷压缩机的制冷量的测试有几种方法，其中采用具有第二制冷剂的电量热器法是最精确的方法 之一。具有第二制冷剂的电量热器法实验台的原理图见图 28―1。它由三部分组成：1、电量热器；2、 制冷系统；3、水冷却系统。图 28-1 具有第二制剂电量热器法实验原理图电量热器法是间接测量压缩机制冷量的一种装置，它的基本原理是利用电加热器发出的热量来抵 消压缩机的制冷量，从而达到平衡。电量热器是 一个密闭容器，如图 28―2 所示。电量热器的顶 部装有蒸发器盘管，底部装有电加热器，浸没于 一种容易挥发的第二制冷剂（常用 R11、R12，本 装置采用 R12）中。试验时，接通电加热器，加 热第二制冷剂，使之蒸发，第二制冷剂饱和蒸汽 在顶部蒸发盘管被冷凝，又重新回到底部。而蒸 发盘管中的低压液态制冷剂被第二制冷剂蒸汽加 热而汽化，返回制冷压缩机。实验仪在试验工况 下达到稳定运行时，供给电加热器的电功率正好 抵消制冷量，从而使第二制冷剂的压力保持不变。 为了控制第二制冷剂的液面， 在量热器的中间部位装有观察玻璃。 量热器上装有压力控制器，它与加热器的控制电路相连接，防止压缩机停机后加热器继续加热，29图 28-2 电量热器原理图使量热器内压力升高到危险程度。 为了考虑周围环境温度对电量热器热损失的影响。实验之前，应仔细的标定电量热器的漏热量。 标定方法为，先关闭量热器进口阀门，调节第二制冷剂的电加热量，使第二制冷剂压力所对应的饱的温 度比环境温度高 15 ℃以上（当温差低于 15℃时，热损失可略而不计） ，并保持其压力不变，环境温度 在 40℃以下时，保持其温度波动不超过±1℃，电加热器输入功率的波动不应超过 1%，每间隔 10 分钟 测量第二制冷剂压力及环境温度一次，直到连续四次相对应的饱和温度值的波动不超过±0.5℃。一般 来说，实验持续的时间不少于 8―12 小时。然后，按下式计算出 K F ( KW / ℃）值：KF ?Qe &#39; t ? th&#39; b式中： Qe ―标定漏热量时，输入电量热器内的电功率，KW；tb&#39; ―标定漏热量时，第二制冷剂压力所对应的平均饱和温度℃；&#39; ―标定漏热量时，周围环境平均温度，℃。 th故电量热器在单位时间内的热损失为：Q ? K F (t h ? t b )式中： K F ―电量热器的热损失系数，KW；t h ―试验时环境平均温度，℃ tb ―试验时与第二制冷剂压力相对应的平均饱和温度，℃。二、实验目的： 1、了解制冷系统的组成。 2、测定制冷机标准工况（或空调工况）下的制冷量、功率和制冷系数。 3、分析影响制冷机性能的因素。 三、实验步骤： 1、实验前准备： 预习实验指导书，详细了解实验装置及各部分的作用，检查仪表的安装位置及熟悉各测试参数的 作用；了解和掌握制冷系统的操作规程；熟悉制冷工况的调节方法。通过量热器上的观察镜检查量热器 内的第二制冷剂的液位，如果液位过低或观察不到，通过量热器的压力表值判断是否有制冷剂，若没有 制冷剂，千万不要打开加热器，以免烧毁加热器。 2、启动制冷压缩机： （1）先打开冷却水。 （2）检查制冷系统各阀门是否正常。 （3）启动制冷压缩机，并检查手动调节阀是否开启。 （4）检查制冷系统各部件运转情况，观察排气压力、吸气压力及量热器内压力的变化。 3、量热器投入运行： 面板上绿色加热器按钮按下时，可调加热器接通调节调压器可调节加热量，固定加热器开关合上 即接通固定加热器。按下红色按钮，两个加热器均断开。30实验前首先检查调压器是否在零位，若不在零位，应调在零位。接通加热器电源，调节手动调节 阀，由关闭逐渐开启，不要过快，应观察量热器压力表的数值。 4、调节稳定工况： 先调节手动调节阀，使吸气压力、排气压力达到一定值后，通过调压器调节电加热器的加热量， 观察量热器压力表的数值变化。压力增加，说明加热量大，需减小加热量，减小调压器的数值；压力降 低，说明加热量小，需增大加热量，加大调压器的数值。通过调压器的调节，使压力表数值稳定不变。 若可调加热器的加热量不够，再投入因定加热器。方法是：先将可调加热器调到零，然后打开固定加热 器，再慢慢加大可调加热器。量热器上的压力控制器在压力达到 1.4 MPa 时自动断开加热器电源。 5、回热器的调节： 回热器的作用是为了使膨胀阀前液态制冷剂的温度降得更低（即增大再冷度） ，以便进一步减少节 流损失，同时又能保证压缩机吸入具有一定过热度的蒸汽。 量热器出气管接两个阀，其中一个阀控制回热器气体的流量，另一个阀控制直接回气量。关闭一 个阀，可使回气或者全直接回到压缩机，或者通过回热器再回到压缩机。所以通过两个阀门的调节可以 改变通过回热器的回气量。 6、测试数据记录于附表 28-1 中： （1）测定吸气压力、排气压力、量热器内压力、吸气温度、排气温度、供液温度、再冷温度、出 蒸发器温度、出回热器气体温度、室内环境温度。 （2）测量量热器的电功率。 （3）测量压缩机输入功率。 （4）每间隔 10 分钟读取一次数据，并以连续四次读值的算术平均值作为计算依据。 7、制冷压缩机的制冷量：&#39;&#39; i1&#39;&#39; ? i3 v ? 1 & i4 ? i3 v1? o ? ( N ? Q)式中：N―供给电量热器的功率，KW。 Q―电量热器热损失，KW。 KJ/Kg。 i1&#39; &#39; ―在压缩机规定吸气温度、吸气压力下制冷剂蒸气的焓值， &#39;&#39; i3 ―在规定再冷温度下，节流阀前液体制冷剂的焓值，KJ/Kg i4 ―在实验条件下，离开蒸发器制冷剂蒸气的焓值，KJ/Kg。 i3 ―在实验条件下，节流阀前液态制冷剂的焓值，KJ/Kg。 v1 ―压缩机实际吸气温度、吸气压力下制冷剂蒸气的比容， m3 / kg 。 v1& ―压缩机在规定吸气温度、吸气压力下制冷剂蒸气的比容， m3 / kg 。 （2）冷凝器的热负何计算：见附表 28-1QL ? GC(t8 ? t 7 ) / 3600式中：G―冷却水流量 Kg/h； C―水的定压比热 4.1868KJ/Kg?K；（KW）t 7 ―冷凝器冷却水入口温度℃；31t8 ―冷凝器冷却水出口温度℃。（3）压缩机的输入功率测定：见附表 28-1NYS ? IU （W）I―输入电流 A； U―输入电压 V。 （4）效能比 EER： 此指标考虑到驱动电机效率对耗能的影响，以单位电动机输入功率的制冷量大小进行评价，该指 标多用于全封闭制冷压缩机。EER ? ?0 / NYS式中：EET―效能比 KW/KW；?0 ―制冷量 KW；N YS ―压缩机输入功率 KW；附：为了便于比较不同活塞式制冷压缩机的工作性能，我国规定了四个温度工况，见表 28-2，其 中标准工况和空调工况可用来比较压缩机的制冷能力， 最大功率工况和最大压差工况则为设计和考核压 缩机的机械强度、耐磨寿命、阀片和合理性和配用电机的最大功率的指标。 活塞式制冷压缩机的温度工况（℃） 表 28―2工标准工况 空调工况况蒸发温度-15 +5 +10 -30吸气温度+15 +15 +15 ±0冷凝温度+30 +40 +50 +50再冷温度+25 +35 +50 +50最大功率工况 最大压差工况32饱和氟利昂 12 蒸汽表附表 28―3温度T（℃）绝对压力P（bar）比容（l/Kg）v&#39;0.641 0.647 0.653 0.659 0.665 0.672 0.678 0.685 0.693 0.700 0.702 0.703 0.705 0.706 0.708 0.710 0.711 0.713 0.715 0.716 0.718 0.720 0.721 0.723 0.725 0.727 0.728 0.730 0.732 0.734 0.738 0.741 0.745 0.749 0.753 0.757 0.762 0.766 0.770 0.775 0.779 0.784 0.789 0.794 0.799 0.804 0.810 0.815 0.821 0.827比焓（KJ/Kg） 比潜热 比熵（ KJ / Kg .K ）h&#39;v &#39;&#39;h&#39; &#39;（KJ/Kg）s&#39;s &#39;&#39;-55 -50 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 500.300 0.392 0.505 0.642 0.807 1.005 1.237 1.510 1.827 2.193 2.772 2.354 2.437 2.523 2.612 2.702 2.795 2.891 2.898 3.089 3.192 3.297 3.405 3.516 3.629 3.745 3.865 3.986 4.111 4.238 4.502 4.778 5.067 5.368 5.682 6.011 6.352 6.709 7.080 7.465 7.867 8.284 8.717 9.167 9.634 10.118 10.620 11.140 11.679 12.236492.11 150.70 326.91 384.11 155.06 329.30 303.59 159.45 331.69 242.72 163.85 334.07 196.12 168.27 336.44 160.01 172.72 338.80 131.73 177.20 341.15 109.34 181.70 343.48 91.45 186.23 345.78 77.03 190.78 348.06 74.49 191.71 348.52 72.05 192.62 348.97 69.70 193.54 349.42 67.46 194.46 349.87 65.29 195.38 350.32 63.22 196.30 350.76 61.22 197.22 351.21 59.30 198.15 351.65 57.45 199.07 352.09 55.68 200.00 352.54 53.97 200.92 352.97 52.32 201.86 353.41 50.74 202.79 353.85 49.21 203.72 354.28 49.74 204.66 354.72 46.32 205.59 355.15 44.95 206.53 355.58 43.63 207.47 356.01 42.36 208.42 356.44 41.13 209.35 356.86 38.80 211.25 357.71 36.63 213.14 358.54 34.81 215.05 359.37 32.71 216.97 360.20 30.94 218.88 301.01 29.29 220.81 361.81 27.73 222.75 362.61 26.28 224.69 363.39 24.91 226.65 364.17 23.63 228.62 364.94 22.42 230.59 365.69 21.29 232.59 366.44 20.22 234.59 367.17 19.21 236.60 367.80 18.26 228.62 368.60 17.36 240.68 369.29 16.52 242.71.2 369.97 15.72 44.78.24 370.64 14.96 6.86 371.29 14.24 248.96 371.92176.21 0.2 174.24 0.0 172.24 0.6 170.22 0.7 168.17 0.5 166.08 0.9 163.95 0.7 161.78 0.9 159.55 0.6 157.28 0.6 156.81 0.0 156.35 0.5 155.88 0.9 155.41 0.4 154.94 0.9 154.46 0.4 153.99 0.9 153.50 0.4 153.02 0.9 152.54 1.4 152.05 1.0 151.55 1.5 151.06 1.1 150.56 1.7 150.06 1.3 149.56 1.9 149.05 1.5 148.54 1.1 148.02 1.7 147.51 1.3 146.46 1.6 145.40 1.9 144.32 1.2 143.23 1.5 142.13 1.9 141.00 1.2 139.86 1.6 138.70 1.1 137.52 1.5 136.32 1.9 135.10 1.4 133.85 1.8 132.58 1.3 131.29 1.7 129.98 1.2 128.63 1.7 127.26 1...86 . 124.43 1.1 122.96 1.533燃气相对密度的测定（泄流法）（实验序号：）一、 实验目的 1． 测定燃气相对密度。 2． 掌握用泄流法测定燃气相对密度，学会分析影响测量精度的因素。 二、 基本原理 燃气相对密度是指一定体积干燃气的质量与同温度下相等体积干空气的质量的比值。 根据流体力学已知，在压力不大的情况下气体从孔口流出的速度可用下式表示：? ? ??2 gH?（m/s）式中：H―孔口前的气体压力（K/O既 mmH2O） ；? ―气体密度（K/m3） ； ? ―孔口流量系数；g―重力加速度（m/s2） 设有面积为 f 的孔口，在某一压力 H 下，经过时间 ? 1 后流过孔口的空气量 V1 为：V1 ? ? ?2 gH?1?? 1 ? f（m3）式中： ?1 ―空气的密度（K/m3） f―孔口面积（O）? 1 ―空气流出 V1 体积所需要的时间（s） 2 gH （m3） V2 ? ? ? ?? 2 ? f ?2式中： ? 2 ―燃气的密度（K/m3）? 2 ―燃气流出 V2 体积所需要的时间（s）如果两种气体的体积相等，即 V1＝V2，则可得出湿燃气的相对密度s??2 ? ? ( 2 )2 ?1 ?1需按下式进行温度修正。如果测定的燃气和空气温度不同时，s?? 2 ? 2 2 T1 ?( ) ( ) ?1 ? 1 T21.外桶；2.内桶；3.温度计；4.标线；5.气体 入口阀；6.三通阀；7.三通排气阀；8.泄流孔板。 34T1、T2 分别为测定时的空气与燃气的绝对温度。三、 仪器构造 常用的泄流法测定燃气相对密度的仪器为玻璃泄流密度仪，其构造如图 29-1 所示。主要部分为： 刻有上、枯黄干预下标线的容量瓶，有小孔的金属薄片，水准瓶，玻璃水套等。 四、测定操作 1.确定空气的泄流时间，打开旋塞 K1，降低水准瓶，将空气吸入容量瓶，使容量瓶内充满大气压 力下的空气，容量瓶内的水位要低于下部标线。关闭旋塞 K1（此时 K2、 K3 均应置关闭状态） ，将水准 瓶放在固定高度的位置 B。打开旋塞 K3，此时容量瓶中的空气在水静压力作用下从顶部的孔口流出， 瓶 1 中的水位逐渐上升。当水位下凹面升至与上标线重合时，立即停止秒表。此时瓶内的压力为 H2， 记下空气在压力 H1 变化到 H2 时流出孔口所需要的时间 ? 1 。重复做 3 次，当相对差值＜1%时取平均值。 为了提高测量精度，应选择金属片上的小孔直径使空气的出流时间为 100～120 秒。 2.吹洗。提高水准瓶，打开旋塞 K1，排出容量瓶内的空气。至上标线附近关闭 K1。将 K2 上的软管 与燃气管道的出口相连。降低水准瓶，打开旋塞 K2，使容量瓶内吸入一些燃气。关闭 K2，提高水准瓶， 打开 K1，将容量瓶内不纯的燃气排出。这样重复 2～3 次，将瓶内洗净。 3.确定燃气的泄流时间。打开旋塞 K2， （此时 K1 、K3 应关闭）下降水准瓶，将燃气吸入容量瓶使 水位下凹面略低于下标线，关闭旋塞 K2，将水准瓶放在固定设计的位置 B，打开旋塞 K2，容量瓶内的 燃气在水静压力作用下从孔口流出，瓶 1 中的水位逐渐上升，当水位下凹面与容量瓶的下标线重合时， 立即开动秒表，此时瓶中的燃气压力为 H1，当水位下凹面上升至与容量瓶的上标线重合时，立即停止 秒表，此时瓶中燃气的压力为 H2。燃气从孔口流出也是在 H1～ H2 的压力范围内进行的。记下燃气在 此压力范围内由孔口出流的时间，重复做 3 次，当相对差值＜1%时，取平均值。 记下空气和燃气的温度。 重做四步中的 1、2、3 步取得第二组数据 五、数据的整理 所测燃气的密度按下式计算：? 2 ? s ? ?1干燃气的相对密度按下式计算： s 干＝s+a 式中：a―温度修正系数，查表或按下式计算：0.621 ( s ? 1) P ?1 式中：P―燃气的绝对压力，即大气压加上气体压力（ Pa） ； P0 a?P0―测定温度条件下，水蒸气的饱和分压力（Pa） 。 当两次平等测定的结果的相对差值不大于 2%时，其平均值即为最终测定值。35燃气热值的测定（实验序号：）一、实验目的 1． 测量燃气的高位热值和低位热值，了解水流式热量计的工作原理。 2． 掌握水流式热量计的正确操作方法，学会分析影响测量精度的因素。 二、基本原理 燃气的热值是指 1（Nm ）的燃气完全燃烧所放出的全部热量。分为高位热值和低位热值。燃气的高 位热值是指每标准立方米（0℃，101.325kPa）干燃气完全燃烧后，其燃烧产物与周围环境恢复到燃烧 前的温度， 烟气中的水蒸气凝结成同温度的水后所放出的全部热量。 燃气的低位热值则是指在上述条件 下，烟气中的水蒸气仍以蒸气状态存在时，所获得的全部热量。水流式热量计是利用水流吸热法来测定 燃气的热值的，燃气在一衡定压力下进入本生灯燃烧，释放出热量，在热量计内与连续恒温水流进行充 分的热交换使水流温度升高，热平衡方程式可近似写成： V?Hh=cm ?t 式中：Hh―燃气的高发热值（kJ/Nm ） V―单次实验中，在热量计内燃烧的燃气体积（Nm ） m―在同一次实验中，流过热量计的水量（kg） Δ t―热量计进、出水的温差（℃） c―水的定压容积比热[4.1868kJ/（kg?℃）] 由式（1）可得：3 3 3(1)Hh ?cm ?t V cm ?t ?q V（2）燃气的高位热值减去烟气中水蒸气凝结时放出的热量 q，就可得出燃气的低位热值，即：H1 ? H h ? q ?(3)因此测得耗气量、水量及其温度差和冷凝水量就可以算出燃气的高、低位热值。 （耗气量换算成标 准状态下的体积还需测得燃气温度、压力和大气压力） 。 三、仪器及测量系统 测量系统由以下几部分组成（见测量系统图） ：燃气压力调节器 A，湿式燃气表 B，稳压器 C，热量 计 D，水箱 E 及数字天平。 （一） 热量计（见图 30-1）36热量计是实现方程式（1）的主要机构。燃气通过本生灯在热量计中完全燃烧。进入热量计的水经 过水箱恒水位，使水流量稳定不变并把燃气燃烧产生的热量全部吸收。进、出水温度计分别计量进、出 热量计的水温，可算出温差 ?t 。通过转向阀，可把热水注入水桶，称得水重 m。为保证燃气燃烧的热 量完全被水吸收，应保持 ?t 在 10～12℃之间。这样可以略去热量计与周围空气的热交换，排烟温度应 低于室内空气温度 0.5℃。 这样可以认为进入热量计的燃气与水的物理热与排出热量计的烟气物理热相 抵消。当 ?t 过高时可调节水量阀，开大水流量，反之关小水流量。当排烟温度过高时可开大蝶阀，反 之关小蝶阀。37冷凝水用冷凝水量筒计量。 （二）流量计 一般采用湿式燃气表（见图 30-1）作为计量燃气的流量计。燃气自入口进入燃气表后，推动转轮 旋转，并带动指针转动计量燃气量。转轮转圈为 5 升（上海煤气公司生产的湿式煤气表） 。 表上有压力与温度计，可计量燃气的压力与温度从而可折算成标准体积（Nm ） 。 （三）调压器 调压器的作用是保证进入热量计的燃气压力恒定，使燃气流量不变。 四、实验步骤 （一） 、准备工作 1．把热量计固定，调整定位螺丝使其保持垂直。 2．按图接通燃气通路，根据所测燃气的大致热值范围选定合适的喷嘴。 3． 点燃本生灯。 调节本生灯前燃气压力 （一般为 20～60mmH2O） ， 热负荷控制在 3.3～4.2MJ/h 之间。 4．关闭本生灯，关闭气源阀做气密性实验，此时燃气表指针应静止不动或 10 分钟内移动不超过全 周长的 1%为合格。 5．接通水路，慢慢打开水源阀，使恒位水槽中水保证溢流。把水流量调节阀调到中间位置，出水 槽有水溢入漏斗。 6．点燃本生灯，调节一定空气量，使其出现双层火焰，一般内焰高度为 4～5cm，以不发亮光为合 适，然后把本生灯装入热量计。 7．细心调节水量调节阀 2，使进、出水温度差在 10～12℃之间，并使其稳定为止。 8．调节排烟蝶阀，使烟气温度略低于室温。 9．当出水温度变化幅度在 0.2℃以内，并有冷凝水稳定流出后，即可进行测定。 （二）测量操作 每次测量用气量为：液化石油气 2 升，焦炉气 10 升。测量前应记下室温，大气压力及气压计温度， 烟气温度，燃气压力和温度。 1．当燃气表指针指到某一整数时，把量筒放在冷凝水排出短管下边接冷凝水并记下此时燃气表读 数。 2．当指针走到另外某一整数时（液化石油气约走 2 升，焦炉气约走 5 升） ，应立即转动转向阀使水 流入水桶。并读出进出水温度（读至 1%℃） ，如看不清可通过放大镜帮助读数。 3．以后指针每走 0.2 升（焦炉气为 1 升）记一次进、出水温度。 4．在指针走到 2 升气时（焦炉气为 10 升） ，立即将转向阀转至排水方向。用天平秤水桶中水的重 量，记下水量和燃气耗量。 5．上述操作重复进行三次，每次测量均应记下水温，水量及燃气压力和温度变化。 6．当燃气表指针走到某一整数时（冷凝水耗气量：液化石油气 20 升左右，焦炉气 60 升左右） ，拿 出冷凝水量筒，记下冷凝水量及燃气表读数。 7．测量完毕，取出本生灯，关掉气源阀，最后关水源阀。 在测量过程中应随时注意燃气压力是否波动。 （三）注意事项 1．本生灯在热量计内应连续燃烧，不应灭火。当突然灭火时，应马上关闭燃气阀门。本生灯灭火 可以通过反光镜观察出，也可以根据热水温度下降发觉。3832． 当本生灯在热量计内灭火后又重新点燃时， 要在放本生灯以前先把热量计中的未燃烧燃气排出， 否则发生爆鸣。 3．必须保证先向热量计内注水，然后才能放入点燃的本生灯。 4．为了防止燃气被水溶解或吸附在胶皮管上而影响测定精度，可在测定前使燃气与胶管充分接触 （有 5～6 小时即可） 。并让 60 升以上的燃气通过燃气表后再正式测定。 5．冷水温度最好等于室温，并且不宜变化过大，当冷水温度与室温相差较大时，应该考虑热量计 与室内空气的热交换。 五、数据整理及计算 （一）折算标准体积 首先应根据燃气的压力与温度将燃气体积折算成标准体积，其折算系数用如下公式计算 ：f ?标准体积 B ? a ? P ? ?Ps 273 ? ? ? f2 工作体积 760 273? t g式中：B―室内大气压力（Pa） a―气压计温度修正系数 P―燃气压力（Pa）? ―燃气的相对湿度（%） ，用湿式燃气表时取 ? =1Ps―燃气中饱和水蒸气分压力（Pa） ，可查表求得 Tg―燃气温度 f2―燃气表误差修正系数 （二）冷凝水放热量 q 计算q ? 2511?3W VgfkJ/m3式中：q―燃烧 1[Nm ]燃气所得的水气凝结放热量 kJ/m W―冷凝水量（g） Vg―当燃气流过 Vg[m ]时测得的冷凝水量(g) 2511―每 kg 水汽凝结放热量 kJ/kg f―折算系数 （一）热值计算 1．高位热值33Hh ?2．低位热值cm?t 3 （kJ/Nm ） Vf3式中：V―测定热值实际耗燃气量（m ）H1 ? H h ? q （kJ/Nm3）（二）测量误差 连续测量三次，用所测得高位热值中最大值减去最小值，除以三次测得的平均值，所得结果不大于 1%为合格，否则应重新测量。 测量误差＝H h max ? H h min ? 1% H have39（三）测量数据表格见附表 30-1燃气灶具热效率及热负荷测定（实验序号 ）一、实验目的 通过测定燃气灶具的热效率及热负荷，掌握测定技术，学会分析影响灶具热效率及热负荷的因素。 二、基本原理 （一）热效率 热效率是表示热能的利用率。 燃气灶具的热效率是指被加热的物体实际吸收热量与相应量的燃气完全 燃烧所放出的热量之比，即??被加热物体吸收的热量 Q1 ? 100% 燃气完全燃烧时所放出 的热量Q 2燃气完全燃烧所放出的热量采用燃气的低热值。水作为被加热的物体，用薄壁的铝锅作容器，水量及 薄壁铝锅直径均按 GL－83 标准中规定的选择。 上式可以写成以下形式：??cG(t 2 ? t1 ) ? G&#39; c&#39; (t 2 ? t1 ) f (V2 ? V1 ) H l式中：c―水的比热[c=4.1868kJ/（kg?℃）] G―被加热水的重量（kg） t1,t2―分别为被加热水的初温和终温（℃）c &#39; ―铝的比热[ c &#39; ＝0.9085kJ/（kg?℃）]G &#39; ―铝锅重量（kg）f―折算系数V1 ， V2 ―分别为燃气表的初、终读数（Nm3)Hl―燃气的低位热值（kJ/Nm3） 由于 c &#39; 及 G &#39; 都很小，因此乘积后对? 值影响不大，故在实验中一般可忽略不计，则热效率又可用下式 表示：??（二）热负荷cG(t 2 ? t1 ) ? 100% f (V2 ? V1 ) H l燃气灶具的产热量是燃气灶具的重要特性，这种产热量称为热负荷，即燃气灶具在单位时间内使用的 燃气燃烧所放出的热量。I ? Vg ? H 1式中：I―灶具的热负荷（kJ/h） Vg―燃气耗量（Nm3/h） Hl―燃气的低热值（kJ/Nm3） 因为在测定中流量是由测得的时间和计量表读值来表示的，所以实测热负荷可表示为：40I?f ? (V2 ? V1 ) ? H l ? 3600 （kJ/h） 1000 ?式中： ? ―计量时间（s）V1 ， V2 ―分别为燃气表的初、终读数（Nm3）三、仪器及测定系统 （一）测量仪器 1. 2. 3. 4. 5. 6. 水银温度计两支，0～50℃最小刻度 0.5℃及 0～100℃最小刻度 0.2℃各一支； 湿式燃气表 1 台； 燃气灶 1 台； 薄壁铝锅 1 个； 秒表 1 块； U 型压力表 1 个。（二）测量系统 见图 32-1四、实验步骤 1．测量室内温度及大气压力。 2．用电子秤秤 3kg 水，注入铝锅内。检验用 铝锅应采用“工业纯铝制品日用铝锅”标准中的高 锅，锅的直径和加热水量见表 32-1。 3．点燃燃气灶具，调整灶前压力到额定压力， 灶具旋扭开到最大，使其正常燃烧 4～5 分钟。 4．把装好水、温度计及搅拌器的铝锅放在灶 具上，要求锅中心对准燃烧器头部中心。 5．用搅拌器搅拌水，观察温度计 5，当水温 升至比室温高 5℃左右时，在燃气表上找一整数， 表 32-1额定热负荷（kJ/h） 55 462
158119 铝锅直径（cm） 16 18 20 22 24 26 28 30 32 加热水量（kg） 1.5 2 3 4 5 6 8 10 12当燃气表上指针指到该整数时，记下此刻水温及燃气表上初读数 V1 并同时启动秒表。 6．记下燃气表上温度读数，当水温净升至 45℃时开始用搅拌器往复搅拌。 7．在水温由初温升高到接近 50℃时，再在燃气表一找一整数，当燃气表指针指到该整数时，迅速拿 开铝锅，停止秒表。继续搅拌，然后读出温度计达到的最高水温值，记下温度、时间及燃气表的终读数。 8．重复上述实验，二次实验水的初、终温就尽量接近。 五、数据整理及计算 实验数据记录于附表 32-2 1．计算折算系数（按实验序号 ） ；412．计算热效率及热负荷； 3．计算实验误差 （1）热效率误差：大值－小值 ? 0.05 平均值 实测值－设计值 ? 0.1 设计值（2）热负荷误差： 六、注意事项1．做实验时不要在灶具周围走动以免产生火焰漂移，影响准确性； 2．记录时，燃气表、秒表及水初温（水终温）应同步进行； 3．在测定始末室温变化不得超过±5℃； 思考题： 1．试分析哪些因素对热效率及热负荷测定影响较大。 2．所测灶具是否符合设计要求，分析偏差原因。42
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