1、實(shí)驗(yàn)日期2012年 5月11日 學(xué)號 教師評定實(shí)驗(yàn)一流體流動阻力的測定.實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饬黧w流動阻力的測定方法。測定流體流過直管時的摩擦阻力，并確定摩擦系數(shù)人與雷諾數(shù)Re的關(guān)系。測定流體流過管件(本實(shí)驗(yàn)為截止閥、閘閥、彎管、突然擴(kuò)大及突然縮小)時的局部 阻力，并求出阻力系數(shù)。實(shí)驗(yàn)原理流體在管路中流動時，由于粘性剪應(yīng)力和渦流的存在，不可避免的會引起壓強(qiáng)損耗。這 種損耗包括流體經(jīng)過直管的沿程阻力以及因流體運(yùn)動方向改變或因管子大小形狀改變所引 起的局部阻力。沿程阻力液體在水平均勻管道中穩(wěn)定流動時，由截面1到截面2，阻力損失表現(xiàn)在壓強(qiáng)的降低：h =。f P影響阻力損失的因素十分復(fù)雜，目前尚不能完全用理論方

2、法求解，必須通過實(shí)驗(yàn)研究其 規(guī)律。為了減少實(shí)驗(yàn)工作量，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)結(jié)果的應(yīng)用范圍，可采用因次分析法將各變量綜合成 準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式。影響阻力損失的諸因素有：流體性質(zhì)：密度p，粘度p；管路的幾何尺寸：管徑d，管長1，管壁粗糙度；流動條件：流速u?？杀硎緸椋篈P = f(d,l,日,p,u,s)oP,組合成如下的無因次式：而*P,組合成如下的無因次式：而*Pl 叭 u 2T = d 叩（Red）W，引入人=甲Re.蘭 kd)，則上式變?yōu)閔f式中，人稱為直管摩擦系數(shù)，滯流時，入=64/Re；湍流時入與Re的關(guān)系受管壁粗糙度的影響，需由實(shí)驗(yàn)求得。根據(jù)伯努利方程可知，流體流過直管的沿程阻力損失，可直接由所測得的液

3、柱壓差計(jì)讀數(shù)R算出：AP 二人指一 P空M。其中：p指一一壓差計(jì)中指示液密度，kg/m3。本實(shí)驗(yàn)中用水作指示液，另一流體為空氣，由 于p空p水，所以p空可以忽略。R 一一倒U型管中水位差，m。g 一一重力加速度，g=9.81m/s2。局部阻力局部阻力通常有兩種表示方法，即當(dāng)量長度法和阻力系數(shù)法。當(dāng)量長度法流體流過某管件或閥門時，因局部阻力造成的損失，相當(dāng)于流體通過與其具有相同管徑 的若干米長度的直管阻力損失，這個直管長度稱為當(dāng)量長度，用符號le表示。這樣，就可 以用直管阻力的公式來計(jì)算局部阻力損失，而且在管路計(jì)算時，可將管路中的直管長度與管 件，閥門的當(dāng)量長度合并在一起計(jì)算，如管路中直管長度為

4、1，各種局部阻力的當(dāng)量長度之 和為，e，則流體在管路中流動時的總阻力損失Nhf為:阻力系數(shù)法流體通過某一管件或閥門的阻力損失用流體在管路中的動能系數(shù)hp為表示:式中，z局部阻力系數(shù)，無因次；u在小截面管中流體的平均流速，m/s。由于管件在兩側(cè)距測壓孔間的直管長度很短，引起的摩擦阻力與局部阻力相比，可以忽 略不計(jì)，因此hp之值可應(yīng)用伯努利方程由壓差計(jì)讀數(shù)求出。實(shí)驗(yàn)裝置(1) 實(shí)驗(yàn)設(shè)備流程圖：水泵8將儲水槽9中的水抽出，送入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，首先經(jīng)玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)2測量流量, 然后送入被測直管段5或6測量流體流動的光滑管或粗糙管的阻力，或經(jīng)7測量局部阻力(圖3-1流體流動阻力實(shí)驗(yàn)(圖3-1流體流動阻力實(shí)驗(yàn)聲

5、心泵一轉(zhuǎn)于撒曾計(jì)一嘖流量計(jì)一】$截止冏1奇隔牌 一1 十鋅管 一Dg32不銹鋼管一紫銅管 突然爆小 夾然擴(kuò)大管段流體流動阻力p可根據(jù)其數(shù)值大小分別采用變送器18或空氣一水倒置U型管10來測量。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)流程示意圖見圖一所示(2)壓力傳感器與直流數(shù)字電壓表連接方法見圖二實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)向儲水槽內(nèi)注水，直到水滿為止。(有條件最好用蒸餾水，以保持流體清潔)直流數(shù)字表的使用方法請?jiān)敿?xì)閱讀使用說明書。大流量狀態(tài)下的壓差測量系統(tǒng),應(yīng)先接電予熱1015分鐘，調(diào)好數(shù)字表的零點(diǎn)(或記錄 儀表零點(diǎn)),方可啟動泵做實(shí)驗(yàn)。檢查導(dǎo)壓系統(tǒng)內(nèi)有無氣泡存在。當(dāng)流量為零時，若空氣一水倒置U型管內(nèi)兩液柱的高 度差不為零，則說明系

6、統(tǒng)內(nèi)有氣泡存在，需趕凈氣泡方可測取數(shù)據(jù)。趕氣泡的方法: 將流量調(diào)至最大，把所有的閥門全部打開，排出導(dǎo)壓管內(nèi)的氣泡，直至排凈為止。測取數(shù)據(jù)的順序可從大流量至小流量，反之也可,一般測1520組數(shù)，建議當(dāng)流量讀數(shù) 小于300L / h時，只用空氣一水倒置U型管測壓差A(yù)P。局部阻力測定時關(guān)閉閥門3和4,全開或半開閥門7,用倒置U型管關(guān)測量遠(yuǎn)端、近 端壓差并能測出局部阻力系數(shù)。待數(shù)據(jù)測量完畢，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，切斷電源。使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備應(yīng)注意的事項(xiàng)：直流數(shù)字表請仔細(xì)閱讀說明書后，方可使用。利用壓力傳感器測大流量下AP時,應(yīng)切斷空氣一水倒置U型管閉閥門13、13否則影 響測量數(shù)值。若較長時間內(nèi)不做實(shí)驗(yàn)，放掉系統(tǒng)

7、內(nèi)及儲水槽內(nèi)的水。在實(shí)驗(yàn)過程中每調(diào)節(jié)一個流量之后應(yīng)待流量和直管壓降的數(shù)據(jù)穩(wěn)定以后方可記錄數(shù)據(jù)。較長時間未做實(shí)驗(yàn)，啟動離心泵之前應(yīng)先盤軸轉(zhuǎn)動否則易燒壞電機(jī)。數(shù)據(jù)記錄及處理已知：管徑：d=0.0071m管長：L=1.6mQ/ 1000u=3600 X (n / 4) X d22dAP入=X-LpU2dupRe=M取水溫 T=32C，則：密度p =995.7(Kg/m3)，粘度|J =0.8619X10-3 (pa.s)編號流量Q(L/H)真空度（Mpa）表壓（Mpa）AP (Mpa)功率（kw）110.0050.1450.140.54821.40.0050.1350.130.611320.0060

8、.110.1040.69742.40.0050.0950.090.75752.80.0070.060.0530.8463.20.0070.0460.0390.86273.60.0070.0330.0260.883實(shí)驗(yàn)日期2012年 5月11日 學(xué)號 教師評定計(jì)算得:編號流量Q(L/H)揚(yáng)程/m泵效率Re軸功率(kw)A1100015.50.101627196575900.4140.025332140014.50.119336733806260.4610.01232000120.1240654551151800.5260.0047044240010.40.1184648831382130.571

9、0.0028835280070.0839916241612530.6340.001187632005.60.0743678751842860.6510.0006891736004.20.0621666752073270.6670.000363六.實(shí)驗(yàn)結(jié)果流量與泵效率:實(shí)驗(yàn)日期2012年 5月11日 學(xué)號 教師評定流量與泵揚(yáng)程:流量與軸功率:實(shí)驗(yàn)日期2012年 5月11日 學(xué)號 教師評定A-Re關(guān)系圖:該實(shí)驗(yàn)的基本原理是簡單的，實(shí)驗(yàn)操作并不復(fù)雜。實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要排凈測壓系統(tǒng)中的空 氣。在調(diào)節(jié)流量的時候不可以過大，否則會造成壓差過大而將測壓管壓出的事故。在實(shí)驗(yàn)過 程中，由于度數(shù)系統(tǒng)不是很穩(wěn)定，從而會造成一定實(shí)驗(yàn)誤差。七.討論、心得如何檢驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)的空氣已經(jīng)被排除干凈？可通過觀察離心泵進(jìn)口處的真空表和出口處壓力表的讀數(shù)，在開機(jī)前若真空表和壓力表 的讀數(shù)均為零，表明系統(tǒng)內(nèi)的空氣已排干凈；若開機(jī)后真空表和壓力表的讀數(shù)為零，則 表明，系統(tǒng)內(nèi)的空氣沒排干凈。為什么本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)須在對數(shù)坐標(biāo)紙上進(jìn)行標(biāo)繪？因?yàn)閷?shù)可以把乘、除變成加、減，用對數(shù)坐標(biāo)既可以把大數(shù)變成小數(shù)，又可以把小數(shù) 擴(kuò)大取值范圍，使坐標(biāo)點(diǎn)更為集中清晰，做出來的圖一目了然。在U形壓差計(jì)上裝設(shè)“平衡閥”有何作用