1、實驗二 單項流動阻力的測定（A）一、實驗目的學習直管摩擦阻力Pf、直管摩擦系數l的測定方法。掌握直管摩擦系數l與雷諾數Re之間關系及其變化規律。學習壓強差的幾種測量方法和技巧。掌握坐標系的選用方法和對數坐標系的使用方法。二、實驗內容測定實驗管路內流體流動的阻力和直管摩擦系數l。測定實驗管路內流體流動的直管摩擦系數l與雷諾數Re之間關系曲線和關系式。三、實驗原理流體在管道內流動時，由于流體的粘性作用和渦流的影響會產生阻力。流體在直管內流動阻力的大小與管長、管徑、流體流速和管道摩擦系數有關，它們之間存在如下關系。hf=（1-1）=（1-2）Re=（1-3）式中：管徑，m；直管阻力引起的壓強降，Pa

2、；管長，m；流速，m/s；流體的密度，kg/m3；流體的粘度，Ns/m2。直管摩擦系數與雷諾數Re之間有一定的關系，這個關系一般用曲線來表示。在實驗裝置中，直管段管長l和管徑d都已固定。若水溫一定，則水的密度和粘度也是定值。所以本實驗實質上是測定直管段流體阻力引起的壓強降Pf與流速u（流量V）之間的關系。根據實驗數據和式（1-2）可計算出不同流速下的直管摩擦系數，用式（1-3）計算對應的Re，從而整理出直管摩擦系數和雷諾數的關系，繪出與Re的關系曲線。四、實驗裝置A2A1圖一.單相流動阻力測定（1）,（2）玻璃轉子流最計；（3）,數字電壓表；（4）,壓力傳感器；（5）,空氣水倒置U型管；（6）

3、,導壓管；（7）,被測直管段(l=1.6m)；（8）,儲水槽；（9）,放水閥；（10）,離心泵；（11）,電動機；（12）,流體輸送管路；（13），流量調節閥。實驗裝置與流程如附圖一所示。主要流程是由離心泵將儲水槽中的水抽出,送入實驗系統,首先經過轉子流量計測量流量,然后送被測直管段測量流體阻力,經過回流管流回儲水槽,水循環使用。被測直管段流體流動阻力Pr可根據其數值大小分別采用壓力傳感器和空氣水倒置U型管壓差計測量。主要流程是由離心泵將儲水槽中的水抽出,送入實驗系統,首先經過轉子流量計測量流量,然后送被測直管段測量流體阻力,經過回流管流回儲水槽,水循環使用。被測直管段流體流動阻力Pr可根據其

4、數值大小分別采用壓力傳感器和空氣水倒置U型管壓差計測量。五、實驗方法及步驟1.接通壓力傳感器的電源,予熱1015分鐘,調好數字電壓表的零點;2.檢查導壓系統內有無氣泡存在,方法是當流量為零時,打開空氣水倒U型管連接A,A的止水夾,若空氣水倒u型管內兩液柱的高度差不為零,則說明系統內有氣泡存在。趕凈氣泡方可測取數據。趕氣泡的方法:將流量調至最大,然后打開A,A處的止水夾,排出導壓管內的氣泡,直至排凈為止。3.測取數據的順序可以大流量至小流量,反之也可,一般測2015組數,建議測定流量(L/h)為1000,900,800,700,600,500,400,300,200,160,100,90,80,

5、70,60,50,40,30,20,16的壓力差。注意當流量小于300L/h時,改用空氣水倒U型管壓差計測量Pr。4.待數據測量完畢,應關閉流量調節閥,切斷電源。六、實驗注意事項1.啟動離心泵前,應關閉流量調節閥。2.在實驗過程中,每調節一個流量之后,應待流量和直管壓降的數據穩定以后,方可記錄數據。3.利用壓力傳感器測大流量下Pr時,空氣水倒U型管連接處,A,A止水夾應夾上(關閉),否則影響測量數值,而用倒U型管測小流量Pr時,A,A應打開。七、實驗數據處理1.由實驗測得的水溫,查表求得密度與粘度,按照(12)式和(13)式計算和Re。2.根據計算出的一系列和Re,在半對數坐標紙上,繪出log(Re)曲線。表一、直管阻力實驗數據表（光滑直管內徑mm、管長米）t=、(pa.s)、(Kgm3)、儀表的初始讀書=KPa序號Q（l/h）RP（KPa）u（m/s）Re（KPa）（mmH2O）12設備的主要技術數據:管徑d和管長L(第一套裝置d=0.0079m,管長1.6m。第二套裝置d=0.0078m，管長1.6m。)對于第一套實驗裝置用壓力傳感器測得的P(V)值,需用回歸式:P=(193.46v+9.29)12.6/0.102(pa)換算對于第二套裝置用壓力傳感器測得的P