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：
2
12
2
22211122-+++=++l h g g p z g g p z υρυρ
其中 21z z =，21υυ=，因此
g
p
g 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
g
p
h 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 2
Q 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 。

然后假定不同的流量计算相应的水泵扬程，从而绘制该管路系统某一操作条件下的特性曲线。

5.实验步骤
（1）关闭截止阀；
（2）向底阀注水，到水泵吸入管充满为止； （3）启动离心泵；
（4）开启截止阀，使阀门固定在某较小开度；
（5）检查管路系统是否有泄漏，检查压力表和流量计工作是否正常； （6）压力表和流量计读数稳定之后，记录1p 、2p 和Q ；
（7）开大阀门以改变操作条件，待流动稳定后，记录1p 、2p 和Q ； （8）将阀门开到更大位置，待流动稳定后，记录1p 、2p 和Q ； （9）离心泵停机，结束实验；
（10）将所有数据记录在表5-1中。

表5-1 实验数据表
6.安全注意事项
（1）使用220伏电源，注意电气安全；
（2）系统如有泄漏应立即停机，处理泄漏之后重新开始实验。

7.计算并绘制管路特性曲线
取其中一组数据（1p 、2p 和Q ）按下列步骤计算相关参数。

（1）计算水泵扬程H
g
p p g p h H l ρρ2
121-=∆=
=- （2）计算管路阻抗h S
2Q
H S h =
注意单位的使用：H 用m ；p 用Pa ； Q 用m 3/s 或m 3/h 。

Q 的单位不同则h S 的单位也就不同，计算中必须采用统一的单位。

将计算出的h S 之值填入表5-1中。

（3）计算不同流量下的水泵扬程
假定三个以上不同的流量，根据已经算出的h S ，按下列公式计算相应的H
2Q S H h =
(4)将同一操作条件下几组对应的H 和Q 之值记录在表5-2中，并在以H 为纵坐标、Q 为横坐标的坐标图上确定各数据点（H 、Q ）。

表5－2 同一操作条件下假定的流量和计算出的相应扬程
2
h S
Q
H
3
h S
Q
H
（5）将坐标点连成光滑的曲线即为某一操作条件下的管路特性曲线，如下图所示。

（6）取不同操作条件下的数据，重复上述程序计算相关参数，在同一坐标图上绘制出三种不同操作条件下的管路特性曲线。

（7）比较三条管路特性曲线的规律。

7.思考题
（1）启动离心泵前为什么要关闭截止阀并让吸入管注满水？ （2）为什么g
p p h l ρ2
121-=-？什么情况下不能这样计算？请列出两个压力测定点间的能量方程进行分析。

（3）为什么某一固定操作条件下只须测定一组数据（1p 、2p 、Q ），而且也只计算一个管路阻抗h S 之值？
（4）如果两个压力测定点的位置差为Z ∆，则21-l h 如何计算？在计算出h S 之后根据假定的
流量Q又如何计算H？。