流体流动阻力实验

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1、实用标准实验一流体流动阻力实验一、实验目的1、学习直管摩擦阻力、直管摩擦系数的实验方法；2、掌握不同流量下摩擦系数与雷诺数Re之间的关系及其变化规律；3、学习局部阻力的测定方法；4、学习压强差的几种测量方法和技巧；5、掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。二、实验原理1．直管摩擦系数l与雷诺数Re的测定直管的摩擦阻力系数是雷诺数和相对粗糙度的函数，即，对一定的相对粗糙度而言，。流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时，其管路阻力引起的能量损失为：（1）又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系（范宁

2、公式）（2）整理（1）（2）两式得（3）（4）文案大全实用标准式中：管径，m；直管阻力引起的压强降，Pa；管长，m；流速，m/s；流体的密度，kg/m3；流体的粘度，N·s/m2。在实验装置中，直管段管长l和管径d都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降与流速u（流量V）之间的关系。测得一系列流量下的后，根据实验数据和式（3）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ；用式（4）计算对应的Re，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re的关系曲

3、线。2.局部阻力系数的测定（5）（6）式中：局部阻力系数，无因次；局部阻力引起的压强降，Pa；局部阻力引起的能量损失，J／kg。文案大全实用标准图3局部阻力测量取压口布置图局部阻力引起的压强降可用下面的方法测量：在一条各处直径相等的直管段上，安装待测局部阻力的阀门，在其上、下游开两对测压口a-a’和b-b＇，见图3，使ab＝bc；a＇b＇＝b＇c＇则△Pf，ab＝△Pf，bc；△Pf，a＇b＇=△Pf，b＇c＇在a~a＇之间列柏努利方程式：Pa－Pa＇=2△Pf，ab+2△Pf，a＇b＇+△P＇f（7）

4、在b~b＇之间列柏努利方程式：Pb－Pb＇=△Pf，bc+△Pf，b＇c＇+△P＇f=△Pf，ab+△Pf，a＇b＇+△P＇f（8）联立式（7）和（8），则：＝2（Pb－Pb＇）－（Pa－Pa＇）为了实验方便，称（Pb－Pb＇）为近点压差，称（Pa－Pa＇）为远点压差。用差压传感器来测量。三、实验装置1.设备的主要技术数据:(1)被测光滑直管段：管径d—0.008m；管长L—1.698m；材料—不锈钢管被测粗糙直管段：管径d—0.010m；管长L—1.698m；材料—不锈钢管文案大全实用标准(2)被测局

5、部阻力直管段:管径d—0.015m；管长L—1.2m；材料—不锈钢管(3)压力传感器:型号:LXWY测量范围:200KPa(4)直流数字电压表:型号:PZ139测量范围:0～200KPa(5)离心泵:型号:WB70/055流量:8(m3／h)扬程:12(m)电机功率:550(W)(6)玻璃转子流量计:型号测量范围精度LZB—40100～1000(L／h)1.5LZB—1010～100(L／h)2.5(7)涡轮流量计：型号：LWY-15测量范围：0～6m3/h2.实验流程示意图实验流程示意图见图1。水泵2

6、将储水槽1中的水抽出，送入实验系统，首先经玻璃转子流量计15、16测量流量，然后送入被测直管段测量流体在光滑管或粗糙管的流动阻力，或经10测量局部阻力后回到储水槽，水循环使用。被测直管段流体流动阻力△p可根据其数值大小分别采用变送器12或空气-水倒置∪型管22来测量。文案大全实用标准图1流动阻力实验流程示意图1-水箱；2-离心泵；3、4-放水阀；5、13-缓冲罐；6-局部阻力近端测压阀；7、15-局部阻力远端测压阀；8、20-粗糙管测压回水阀；9、19-光滑管测压阀；10-局部阻力管阀；11-U型管进水

7、阀；12-压力传感器；14-流量调节阀；15、16-水转子流量计；17-光滑管阀；18-粗糙管阀；21-倒置U型管放空阀；22-倒置U型管；23-水箱放水阀；24-放水阀；25-涡轮流量计；四、实验方法与步骤⒈向储水槽内注水，直到水满为止。(有条件最好用蒸馏水，以保持流体清洁)⒉直流数字表的使用方法请详细阅读使用说明书。⒊大流量状态下的压差测量系统，应先接电预热10～15分钟，纪录数字表的初始值，然后启动泵进行实验。⒋光滑管阻力测定：⑴关闭粗糙管阀18、粗糙管测压进水阀20、粗糙管测压回水阀8，将光滑管

8、阀17、光滑管测压进水阀19、光滑管测压回水阀9全开。文案大全实用标准⑵在流量为零条件下，检查导压管内是否有气泡存在。若倒置U型管内液柱高度差不为零，则表明导压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作。导压系统如图2所示。图2导压系统示意图3,4-排水阀;8-粗糙管测压回水阀;9-光滑管测压回水阀；11-U型管进水阀；12-直管压力传感器；20-粗糙管测压进水阀；21-U型管放空阀;22-U型管操作方法如下：开大流量，打开倒置U型管与实验管路相通的