管路摩擦试验-中华科技大学机械工程系.PDF

中華技術學院 機械工程系 實驗室 熱流 實習實驗課程 ： 熱流實驗 實習實驗：管路摩擦阻力實驗 實驗目的： 瞭解流體在管路時，管路及各種管路配件之各種能量損失、摩擦 阻力、阻力係數與雷諾數之關係及測試要領，並實際測試管路及其配 件之能量損失與摩擦阻力。 以明瞭在設計管路系統時，要使能量損失減至最少所應考慮之事項。 實驗設備: 離心泵、電氣控制箱、管路系統台、差壓計 實驗方法： 1. 檢查管路系統台及水力試驗台是否已用透明塑膠軟管連接正 確。水力試驗台之迴水閥打開，排水閥關閉，泵之出口閥關閉。 2. 將藍色管路系統的球閥完全關閉，並完全打開紅色管路系統的閘 閥。 3. 送上電源，綠色指示燈亮，表示電源正常(正常電壓 220V ±10%)。 4. 由電氣控制箱面板上按 ON紐，啟動泵，此時紅色指示燈亮，電 流表同時動作，泵及正常運轉(正常電流 1.6A±10%)。 5. 先讓水經由迴水閥作系統運轉，待流量穩定後，再慢慢打開泵出 口閥，使水徐徐進入紅色管路系 統，同時慢慢關閉迴水閥。迴水 閥之漸關與出口閥之漸開，動作需緩慢進行，以免水銀差壓計內 之水銀衝出，進入管路系統而流入量水箱、蓄水箱。待迴水閥全 關，出口閥全開後一、二分鐘流量始可穩定。 6.輕彈所有差壓計之透明軟膠管 ，使滯留於液面下的空氣氣泡上 昇，流入封閉式差壓計內上部的空氣中，以免影響讀取數值之準 確性。 7. 若發現在差壓計相鄰之二軟膠管中 ，水自其中之一管溢流至另一 之管內，表示差壓計內之空氣含量太少，須由空氣氣孔閥門用打 氣筒注入空氣，使液面下降至刻劃之範圍內。若發現相鄰之兩液 面均在刻劃範圍之底端。表示差壓計內的空氣含量太多，可旋鬆 空氣氣孔閥門之套圈，稍微拔出氣孔管放出空氣，使液面上升至 刻化之範圍內。液面高度之調整已再中間位置為宜，若確實無法 調整到最高與最低兩液面同時在刻劃範圍內，表示差壓計已無法 測定更大流量了。 8. 紀錄紅色管路系統各組差壓計之壓差。 9. 壓差紀錄完畢後，關閉量水箱之排水閥，將上方之旋轉導管對準 量水箱，並用測位計之針尖量得量水筒之基準水位高。 10.當旋轉導管轉至量水箱上方時，立即按下碼錶後開始計時，60 秒 後，迅速將旋轉導管轉回原來之埋水位置，並紀錄量水筒內水面 所上升的高度，然後打刻量水 箱與量水筒的排水閥。 11. 紅色管路系統全部紀錄完成後，將藍色管路系統的球閥開啟，並 關閉紅色管路系統的閘閥。閥門開關之動作須緩慢進行。以免水 銀差壓計內之水銀衝出。此時水流經藍色管路系統，其水流穩定 後開始紀錄數據。 12.重複 6~10 等實驗方法，紀錄全部數據。 13.實驗完畢後，切斷電源，將水箱內的水權不排除。 注意事項： 1. 使用中馬達若突然停止運轉，須檢查控 制迴路保險絲是否斷掉， 電壓是否正常(220V ±10%)，無熔絲開關(NFB)是否跳脫，或瞬時 停電、壓降。電磁開關 O.C.R 按鍵紐一按，即可重新恢復操作。 2. 保險絲為玻璃管型3A 容量，換裝時切勿加大。 3. 除自來水外，勿使用地下水或不潔之水操作。 4. 管系統量遇有顯著差異時，須檢查過濾器，濾網拆下清洗。 5. 使用完畢後須將水箱之水放乾，以免水質髒污，污染管系。 實驗結果與計算： 1. 流量Q(m3 sec) 2 2 × = (量水箱面積m +量水筒面積m ) 水位差( m ) 量水時間(sec) 流速V(m sec) Q(m3 sec) /水管截面積 (m2 ) 2 2 p −p V