建环实验指导书

建筑环境与设备工程专业实验指导书（上册）华北电力大学动力工程系建筑环境与设备工程专业教研室1前言本教材为建筑环境与设备工程专业实验教材（上册）。根据课程的要求，本册结合建筑环境与设备工程实验室新建实验台，编写了七个教学实验项目。对实验的目的、实验系统、实验原理及实验过程、实验结果整理等都作了较详尽的叙述，同时重点介绍了几种仪表的使用方法。本实验教材配合建筑环境与设备专业本科三年级及四年级实验教学使用。本试验指导书注重培养学生的创新意识和动手能力，从开机、运行调整、实验数据读取、停机到实验数据整理整个实验过程，全部由学生自己动手完成。本教材由华北电力大学动力工程系建筑环境与设备工程教研室荆有印、杨先亮、魏兵、高月芬、梁秀俊编写。由于时间仓促，编者水平有限，难免有不当之处，敬请使用本教材的教师及同学批评指正，并提出建议，以期再版时进行修订。2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，培养学生的创新意识和动手能力，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，遵守操作规则，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.必须实事求是地作出记录，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许可后方可离开实验室。8.课后必须认真完成实验报告，在规定时间内将实验报告交给指导教师批阅。建筑环境与设备工程教研室3目录前言…………………………………………………………………………………1学生实验守则………………………………………………………………………21机械循环热水采暖系统模拟实验………………………………………………42热网水压图………………………………………………………………………63散热器热工性能实验……………………………………………………………94空气的热、湿交换设备性能测定……………………………………………115制冷系统循环演示及制冷量的测定…………………………………………166蒸气压缩式制冷机性能测试…………………………………………………197空调工程常用仪表实验………………………………………………………2541机械循环热水采暖系统模拟实验一、实验目的本实验为配合“暖通空调”课堂教学而设置。使学生直观的了解机械循环热水采暖系统的组成、工作原理及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散热效果。二、实验装置该演示装置如图1-1所示。主要由锅炉1，水泵2，膨胀水箱3，集气罐4，给水箱5，以及玻璃散热器等部件按不同的管路系统连接而成。三、实验方法1．熟悉玻璃模型供暖系统，了解各部件的位置，作用及供暖系统连接形式的特点。2．系统工作前，先将水充满给水箱5，然后打开阀门B和C,同时启动水泵2，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4和膨胀水箱3中排出。3．用电接点水银温度计调节锅炉热水的温度，达到实验用热水温度要求。通常实验热水温度为30~40℃左右，接通电源，开始加热。4．系统充满水后，启动锅炉，加热系统中的水。然后关闭阀门B，同时打开阀门A，热水在水泵的作用下，沿供水干管进入散热器，并通过散热器将热量散到采暖房间。温度降低了的水从散热器流出，沿回水干管进入水泵加压，流回锅炉再加热。5．不同系统形式的散热器进行散热效果比较。6．实验结束后，要切断电源，停泵，将泄水阀及全部排气阀打开，使系统内的水全部泄掉。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，注意及时排出系统中的空气。五、思考题1．垂直式供暖系统，按干管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？58．简述本演示系统排出空气有哪几种方式？并画出其简图。62热网水压图一、实验目的在热网运行中，随着各种水力工作情况的变化，将会引起管路各点及用户的压力发生变化，水压图就是研究这种变化的重要方法。利用双管热网水压图实验装置进行若干种工况变化的实验，能够直观的了解水压图的变化情况，以巩固和验证课堂所学有关水压图的知识，加深课堂理论教学的效果。掌握水力工况分析方法及使用理论知识指导热网的水力工况调整。二、实验装置图2-1为实验装置示意图。三、实验步骤1．正常工况水压图引自来水入供水箱，缓慢打开闸阀1和闸阀3，启动水泵，水由水泵经锅炉、稳压罐后，一部分进入供水干管、用户、回水管，另一部分进入高位水箱，待系统充水后，打开闸阀2的同时关闭闸阀1，保持水箱水位稳定，调节各阀门，以增加或减少管段的阻力，使各个节点之间有适当的压差，并使水压图接近图2-1所示的正常工况水压图形，工况稳定后，记录各点的压力和流量，并以此绘制正常水压图。72．关小供水干管中途球阀4时的水压图。见图2-2（a）将球阀4关小一些，这时热网中总流量将减少，热网总阻力数增加。供水干管与回水干管的水速降低，单位长度的压力降减少，因此，供水管水头线和回水管水头线都比正常工况的平缓些。在球阀4处压力突然降低，球阀4以前的用户，由于资用压力增加，流量都有所增加，越接近球阀4的用户增加越多，球阀4以后各用户的流量则减少，减少的比例相同，即所谓一致等比失调。记录各点压力、流量，绘制新水压图与正常的进行比较，并记录各用户的流量变化程度。3．关闭用户3闸阀6时的水压图。见图2-2（b）把球阀4恢复原状，各点压力一般不会绝对恢复到原来的读数，为了节省时间，不一定强求符合原来的正常水压图。可重新记录各点水头作为新的正常工况水压图。关闭闸阀6，记录新水压图各点的压力、流量。4．关小热网起点球阀2时的水压图。见图2-2（c）将闸阀6恢复原状，记录本次正常工况水压图的各点水压和流量。把球阀2关小，记录新水压图各点的压力和流量。5．球阀2恢复原来位置，关闭球阀1，观察网路各点的压力变化情况，即回水定压。实验完毕，停止水泵运行，切断电源，将水泄放。四、数据整理1.记录压力及流量读数:8水压mmH2O工况A1B1C1D1E1备注A2B2C2D2E22正常关小球阀4流量正常变压后3正常关闭闸阀6流量正常变压后4正常关小球阀2流量正常变压后2．水力失调x计算正常变PPVVxgs3．根据实验情况分别绘制水压图。并评价各工况实验结果。93散热器热工性能实验一、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2．测定散热器的散热量，计算分析散热器的散热量与热媒流量和温差的关系。二、实验原理本实验的实验原理是在稳定条件下测出散热器的散热量：Q=GCp(tg-th)式中G--热媒流量(kg/h)Cp--水的比热(kJ/kg℃)tg,th--供回水温度（℃）由于实验条件所限，在实验中应尽量减少室内温度波动。三、实验装置实验装置见图3-1.10四、实验步骤1．系统充水时，检查系统是否有漏水之处，注意充水的同时要排除系统内的空气。2．打开总开关，启动循环水泵，使水正常循环。3．将温控器调到热媒所需温度，打开电加热器开关，加热系统循环水；4．根据散热量的大小调节每个流量计入口处的阀门。使之流量达到一个相对稳定的值，如不稳定则需找出原因，系统内有气应及时排除，否则实验结果不准确。5．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均采用铜—康铜热电偶配数字显示仪测量，流量用转子流量计测量。温度与流量均为每10分钟测读一次。1000LGt式中L—转子流量计读值，l/hGt—温度为th时水的体积流量m3/httGG式中G—热媒流量(kg/h)ρt—温度为th时的水的密度(kg/m3)6．改变工况进行实验a．改变供回水温度，保持水流量不变，测数据三组。b．改变流量，保持散热器平均温度不变，即保持2hgpttt恒定，测数据三组。7．实验测定完毕a.关闭电加热器开关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、实验报告序号供水温度（℃）回水温度（℃）室温（℃）流量（kg/h）散热量Q(KJ/h)(w)123456114表冷器性能测定一、实验目的通过对表冷器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；加深对空气和表冷器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，测出系统新风及排风的干球温度和湿球温度。2、利用表冷器前后己装好的仪表，测出流入及流出表冷器的空气干球温度、湿球温度。3、利用在表冷器冷水管道上已装好的转子流量计读出通过管道的水流量。并从送、回水管道上所装的温度计读出送回水温度。4、通过空调风系统的流量测试装置测出空气的流量。5、记录下全部测试数据。三、实验装置系统简介实验装置见图4-1。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12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。1．风道2．测空气量孔板3．调节阀门4．差压计5．空气混合器6．整流孔板7．风机8．风量控制盘9．电加热器10．测温热电偶11．喷水喷嘴12．转子流量计13．冷冻水泵14．挡水板15．制冷压缩机16．风冷冷凝器17．卧式贮液筒18．水箱式蒸发器19．表面冷却器20．蒸汽喷管21．蒸汽发生器22．给水箱23．热力膨胀阀24．电磁阀(一)主要性能参数在测温热电阻中：t1~t10：为A、B、C、D、E点空气干、湿球温度；t11~t13：为制冷系统的蒸发温度、冷凝温度和吸气温度；t14~t15：为喷水室或表冷器进水口水温。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仪显示；(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。实验装置性能参数，使用操作及计算说明如下：①空气流量：Lmax＝[m3／h]②预热器(电加热器)：500w一组1000w一组③再热器(电加热器)：500w一组1000w一组④喷水室最大喷水量：Gmax＝[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：380v(二)有关计算说明：①空气流量(孔板)计算公式进风量：]/[0196.0skgpGA排风量：]/[0196.0skgppGE式中ΔP—差压计读数变化值[Pa]；13ρ—空气密度[kg/m3]。②风道散热量：Q=8.5LΔt式中L—风道内两测点之间的中心长度