沿程阻力系数测定实验报告

1、沿程阻力系数测定实验报告 沿程水头损失实验 实验人XXX 合作者XXX xx 年 xx 月 xx H 一、实验目的 1 加深了解圆管层流与紊流的沿程损失随平均流速变化的规律，绘制lghfgy曲线； 2掌握管道沿程阻力系数的量测技术与应用压差计的方法； 3.将测得的Re-X关系值与莫迪图对比，分析英合理性，进一步提高实验成果分析能力。 二、实验设备 本装置有下水箱、自循环水泵、供水阀、稳压筒、实验管道、流量调节阀三组，计疑水 箱、回水管、压差计等组成。实验时接通电源水泵启动，全开供水阀，逐次开大流量调节阀，每 次调节流量时，均需稳左2-3分钟，流量越小，稳泄时间越长;测流量时间不小于8-10秒;

2、测流量 的同时，需测记压差计、温度计自备，应挂在水箱中读数。三根实验管道管径不同，应分别作 实验。 三. 实验原理 由达西公式总2 2gdhf Lv2 =KXhj / Q2 p _ P 另有能量方程对水平等直径圆管可得耳=丄 对于多管式水银压差有下列关系 hf=(Pi P2) / Y w=( Y m / Y w l)(h2 hi+h4 h3)=12 6Ahm A hm= 112 hl+114- h3 hrmmHzO 四. 实验结果与分析 实验中，我们测量了三根管的沿程阻力系数,三根管的直径分别为10inm,14mm,20inm 对 每根管进行测量时，我们通过改变水的流速,在相距80cm的两点处

3、分别测量对应的压强。得到 表1至表3中的实验结果。 相关数据说明： 水温29、4C,对应的动力学粘度系数为v = 0.0lew2/5 流量通过水从管中流入盛水箱的体积与时间确定。水箱底而积为S = 20 x20c,记录水 箱液而升髙/? = 2crn （从5cm到17如或者从6cm到1 Sem ）的时间从而计算出流量 t 心） 若管道直径为D,则水流速度为卩=竺; 兀 对三根管进行测量时，测量的两点之间距离均为L = 80c7h; 雷诺数Re = ;it算沿程阻力系数:层流人=里；紊流入=0316R25 vRe 测量沿程阻力系数：1 = K% /q2,其中K = /r2g5/8厶，g=98?/

4、f 第一根管 表-1( Dj =10mm, K = 15.113cm5 / s2) 次 序 时间 流量Q 流速V 雷诺数 Re 压差计cm 沿程 损失hr 沿程损失 系数X 层流 紊流 1 s cnrVs cm/s hl h2 cm X 1 23.68 202.70 258.09 2.58E+04 86.8 48.2 38、 6 l、42E-02 2、48E-03 2.49E-02 2 24.73 194.10 247.13 2.47E+04 81.6 45.2 36、 4 1、46E-02 2.59E-03 2、52E-02 3 25.43 188.75 240.33 2.40E+04 74

5、.5 10.7 33、 8 1.43E-02 2、66E-03 2.54E-02 4 26.88 178.57 227.36 2.27E+04 67、2 36x5 30、 7 1.46E-02 2.81E-03 2.57E-02 L 0 29.71 161.56 205.71 2、06E+04 58、1 31.1 27. 0 1.56E-02 3.11E-03 2.64E-02 6 30.88 155.44 197.91 1.98E+04 52、2 27x6 24、 6 1.54E-02 3.23E-03 2.66E-02 7 32.57 147.37 187.64 K88E+04 44.9

6、22.9 22、 0 1.53E-02 3.41E-03 2.70E-02 8 37.02 129.66 165.09 1.65E+04 35、5 17、1 18、 1 1.63E-02 3、88E-03 279E-02 9 41.12 116.73 148.63 1.49E+04 26、7 11x9 14、 8 1.64E-02 4、31E-03 2、86E-02 10 52.69 91. 10 115.99 K16E+04 17.2 6、6 10、 6 1.93E-02 5、52E-03 3.04E-02 第二根管 表-2( D、= 4mnu=81.280c/?/5 / s2) 次 序 时

7、间 流量Q 流速V 雷诺数 Re 压差计cm 沿程 损失hr 沿程损失 系数X 层流 紊流 1 S cm3/s cm/s hl 112 cm X X 1 17.38 276.18 179.41 2.51E+04 45.6 22.8 22、 8 2.43E-02 2、55E-03 2.51E-02 2 18.42 260.59 169.28 2.37E+04 41、0 20.2 20、 8 2.49E-02 2.70E-03 2、55E-02 3 18.69 256.82 166.83 2.34E+04 37.8 18.8 19、 0 2.34E-02 2.74E-03 2.56E-02 4 1

8、9.39 247.55 16081 2.25E+04 33.5 15、7 17、 8 2.36E-02 2.84E-03 2、58E-02 L 0 21.12 227.27 147.64 2.07E+04 27、3 11x9 15、 1 2.42E-02 3.10E-03 2.64E-02 6 22.90 209.61 136.16 K91E+04 22.7 9、3 13、 1 2.48E-02 3、36E-03 2.69E-02 第三根管 表-3( D3 = 20mm,Ky =483.610cm5 /s2) 次 序 时间 流量Q 流速V 雷诺数Re 压差计cm 沿程损 失hr 沿程损失 系数

9、X 层流 紊流 1 S cm3/s cm/s hl h2 cm X X 1 16.30 294、48 94.03 1、 88E+04 58.3 5k0 4、3 2.40E-02 3.40E-03 2、70E-02 2 17.47 274、76 87、74 1、 75E+04 51.6 479 3. 7 2.37E-02 3.65E-03 2、75E-02 3 18.74 256、 14 81.79 1、 64E+04 42.7 39.6 3、1 2.29E-02 3、91E-03 2、79E-02 4 21.25 225、88 72、13 1、 44E+04 31.4 28.5 2、9 2、7

10、5E-02 4.44E-03 2、88E-02 L 0 23.86 201、 17 64、24 1、 28E+04 23.4 21.3 2、1 2.51E-02 4、98E-03 2、97E-02 6 27.13 176、93 56、50 1、 13E+04 16.3 14.4 1、9 2、94E-02 5.66E-03 3.06E-02 通过对三根管的相关计算，我们发现实验测出的沿程阻力系数远远比层流情况下的讣算 值大,将近大一个数量级。实际上，我们实验中的雷诺数在10000-26000,超出层流范围，且在可 认为就是在接近紊流或刚达到紊流条件，与紊流情况下算出的层流阻力系数比较相近,但仍略 小,所以我们可以认为实验中我们的水流其实就是快接近紊流的。 另外,尽管读数时液而有一左的抖动，但就是对于每一根管算出的沿程阻力系数都比较相 近，因此可认为本实验中读数误差对实验结果没有多大影响。 对三根管