1、實驗日期2012年 5月11日 學號 教師評定實驗一流體流動阻力的測定.實驗目的了解流體流動阻力的測定方法。測定流體流過直管時的摩擦阻力，并確定摩擦系數人與雷諾數Re的關系。測定流體流過管件(本實驗為截止閥、閘閥、彎管、突然擴大及突然縮小)時的局部 阻力，并求出阻力系數。實驗原理流體在管路中流動時，由于粘性剪應力和渦流的存在，不可避免的會引起壓強損耗。這 種損耗包括流體經過直管的沿程阻力以及因流體運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定流動時，由截面1到截面2，阻力損失表現在壓強的降低：h =。f P影響阻力損失的因素十分復雜，目前尚不能完全用理論方

2、法求解，必須通過實驗研究其 規律。為了減少實驗工作量，擴大實驗結果的應用范圍，可采用因次分析法將各變量綜合成 準數關系式。影響阻力損失的諸因素有：流體性質：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。可表示為：AP = 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)，則上式變為hf式中，人稱為直管摩擦系數，滯流時，入=64/Re；湍流時入與Re的關系受管壁粗糙度的影響，需由實驗求得。根據伯努利方程可知，流體流過直管的沿程阻力損失，可直接由所測得的液

3、柱壓差計讀數R算出：AP 二人指一 P空M。其中：p指一一壓差計中指示液密度，kg/m3。本實驗中用水作指示液，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，即當量長度法和阻力系數法。當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量長度，用符號le表示。這樣，就可 以用直管阻力的公式來計算局部阻力損失，而且在管路計算時，可將管路中的直管長度與管 件，閥門的當量長度合并在一起計算，如管路中直管長度為

4、1，各種局部阻力的當量長度之 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hp為表示:式中，z局部阻力系數，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，因此hp之值可應用伯努利方程由壓差計讀數求出。實驗裝置(1) 實驗設備流程圖：水泵8將儲水槽9中的水抽出，送入實驗系統，首先經玻璃轉子流量計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7測量局部阻力(圖3-1流體流動阻力實驗(圖3-1流體流動阻力實驗聲

5、心泵一轉于撒曾計一嘖流量計一】$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 夾然擴大管段流體流動阻力p可根據其數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。實驗系統流程示意圖見圖一所示(2)壓力傳感器與直流數字電壓表連接方法見圖二實驗步驟及注意事項向儲水槽內注水，直到水滿為止。(有條件最好用蒸餾水，以保持流體清潔)直流數字表的使用方法請詳細閱讀使用說明書。大流量狀態下的壓差測量系統,應先接電予熱1015分鐘，調好數字表的零點(或記錄 儀表零點),方可啟動泵做實驗。檢查導壓系統內有無氣泡存在。當流量為零時，若空氣一水倒置U型管內兩液柱的高 度差不為零，則說明系

6、統內有氣泡存在，需趕凈氣泡方可測取數據。趕氣泡的方法: 將流量調至最大，把所有的閥門全部打開，排出導壓管內的氣泡，直至排凈為止。測取數據的順序可從大流量至小流量，反之也可,一般測1520組數，建議當流量讀數 小于300L / h時，只用空氣一水倒置U型管測壓差AP。局部阻力測定時關閉閥門3和4,全開或半開閥門7,用倒置U型管關測量遠端、近 端壓差并能測出局部阻力系數。待數據測量完畢，關閉流量調節閥，切斷電源。使用實驗設備應注意的事項：直流數字表請仔細閱讀說明書后，方可使用。利用壓力傳感器測大流量下AP時,應切斷空氣一水倒置U型管閉閥門13、13否則影 響測量數值。若較長時間內不做實驗，放掉系統

7、內及儲水槽內的水。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。較長時間未做實驗，啟動離心泵之前應先盤軸轉動否則易燒壞電機。數據記錄及處理已知：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實驗日期2012年 5月11日 學號 教師評定計算得:編號流量Q(L/H)揚程/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.實驗結果流量與泵效率:實驗日期2012年 5月11日 學號 教師評定流量與泵揚程:流量與軸功率:實驗日期2012年 5月11日 學號 教師評定A-Re關系圖:該實驗的基本原理是簡單的，實驗操作并不復雜。實驗的關鍵是要排凈測壓系統中的空 氣。在調節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。在實驗過 程中，由于度數系統不是很穩定，從而會造成一定實驗誤差。七.討論、心得如何檢驗系統內的空氣已經被排除干凈？可通過觀察離心泵進口處的真空表和出口處壓力表的讀數，在開機前若真空表和壓力表 的讀數均為零，表明系統內的空氣已排干凈；若開機后真空表和壓力表的讀數為零，則 表明，系統內的空氣沒排干凈。為什么本實驗數據須在對數坐標紙上進行標繪？因為對數可以把乘、除變成加、減，用對數坐標既可以把大數變成小數，又可以把小數 擴大取值范圍，使坐標點更為集中清晰，做出來的圖一目了然。在U形壓差計上裝設“平衡閥”有何作用