试验三管路流体阻力的测定一.ppt

* 实验三 管路流体阻力的测定 一、实验目的 以实验方法直接测定摩擦系数和局部阻力系数 二、实验原理 当不可压缩流体在圆形导管中流动时，在管路系统内任意二个截面之间列出机械能衡算方程为 式中：Z——流体的位压头，m液柱； P——流体的压强，Pa； u——流体的平均流速， hf——单位质量流体因流体阻力所造成的能量损失。 假若： （1）水作为试验物系，则水可视为不可压缩流体； （2）试验导管是按水平装置的； （3）试验导管的上下游截面上的横截面积相同; 可简化为: 由此可见，因阻力造成的能量损失可由管路系统的两截面之间的压力差来测定。 式中：d——圆形直管的管径，m； L——圆形直管的长度，m； λ——摩擦系数，〔无因次〕 摩擦系数与流体的密度和粘度、管径d、流速u和管壁粗糙度有关。应用因次分析的方法，可以得出摩擦系数与雷诺数和管壁相对粗糙度存在函数关系，即 通过实验测得λ和Re数据，可以在双对数坐标上标绘出实验曲线。当Re＜2000时，λ与管壁粗糙度无关。当流体在直管中呈湍流时， λ与Re数、管壁相对粗糙度有关。 当流体流过管路系统时，遇各种管件、阀门和测量仪表等而产生局部阻力，所造成的能量损失（压头损失），有关系式： 由于造成局部阻力的原因和条件极为复杂，各种局部阻力系数的具体数值，都需要通过实验直接测定。 三、实验装置 四、实验要点 （1）先检查试验导管中旋塞、测压旋塞和试验入口调节阀开、闭情况。检查毕启动循环水泵； （2）待泵运转正常后，根据需要缓慢开启调节阀调节流量； （3）待流量稳定后，将转换阀组测量各管路阻力，即由压差计显示出压强降并记录，同时记录水温； （4）改变流量，重复上述操作，测得各试验导管中不同流速下的压强降。 实验注意事项： （1）实验前务必将系统内存留的气泡排除干净，否则实验不能达到预期效果。 （2）若实验装置放置不用时，尤其是冬季，应将管路系统和水槽内水排放干净。 五、实验记录与数据处理 （1）实验基本参数 试验导管: 内径d=17mm 测试段长度l=600mm 粗糙管的粗糙度=0.4mm 粗糙管的相对粗糙度=0.0235 孔板流量计的孔径=11mm 旋塞的孔径=12mm （2）流量标定曲线 （4）数据整理 7 扩缩管的局部阻力系数 6 旋塞的局部阻力系数 5 孔板流量计局部阻力系数 4 粗糙管摩擦系数 3 光滑管摩擦系数 2 雷诺准数 1 水的流速 实验序号 列出表中各项计算公式。 （5）标绘-Re实验曲线 （3）实验数据 孔板流量计压差计读数， 水的流量, 水的密度, 光滑管压头损失, 粗糙管压头损失, 旋塞压头损失，（全开）, 孔板流量计压头损失, 水的粘度 水的温度, T/℃ 实验序号 *