实验一 管路沿程阻力测定

1、 J I A N G S U U N I V E R S I T Y 题目:管路沿程阻力测定学院名称:专业班级:姓名学号:2012年10 月实验一 管路沿程阻力测定一、实验目的2.测定流体流过直管时的摩擦阻力,确定摩擦系数与e R 的关系。3.测定流体流过管件时的局部阻力,并求出阻力系数。4.学会压差计和流量计的使用。二、实验原理流体在管道中流动时,由于黏性剪切力和涡流的存在,会引起压强损耗。这种损耗有流体流经直管的沿程阻力,流动方向的改变或因管道大小,形状的改变引起的局部阻力。 1.沿程阻力 层流时 21p p h f -=湍流时 为减少实验工作量,扩大实验结果的应用范围,可以采用因次分析法

2、将各个变量综合成准数关系式。影响阻力损失的因素有:1流体性质:密度,黏度; 2管路的几何尺寸:管径d ,管长l ,管壁粗糙度;3流动条件:流速u 。 变量关系可以表示:(,u l d f p =组合成如下的无因次式: =d d l du up,2; 2,2u d R d l p e =; 引入:,(dR e = 则上式可变为:22udl ph f =上式中:为直管摩擦系数,滞流时,e R 64=;湍流时,和e R 的关系受管壁粗糙度的影响,需由实验测得。1当量长度流体流过管件或阀门时,因局部阻力而有的损失相当于与其具有相同管径的若干米长度直观阻力损失,这支管长度称为当量长度用符号e l 表示。

3、22u d l l h e f += 2阻力系数法流体流经某一管道或阀门的阻力损失用流体在管路中的动能系数p h 表示:22uh p =式中:局部阻力系数,无因次:u:流体的平均流速(m/s。p h 的值可以应用伯努力方程由液柱压差计R 求出。u 由MMD 智能流量仪测出:(42d V u s = (m/s 式中:s V :平均流量(s m /3三、实验装置与流程1.本实验装置及设备主要参数:被测元件:镀锌水管,管长2.0m ,管径0.021m ;闸阀D=3/4''。 1测量仪表:U 形压差计;LW-15型涡轮流量计2循环水泵3循环水箱4DZ15-40型自动开关5数显温度表。

4、流程: 1水箱2控制阀3放空阀4U 型压差计5平衡阀6放空阀7排液阀8数显温度表9泵10涡轮流量计11取压孔12U 形压差计13闸阀14取压孔四、实验操作步骤及注意事项1.水箱充水至80%。2.仪表调整。3.打开压差计上平衡阀,关闭各放气阀。4.启动循环水泵。5.排气:(1管路排气;(2测压管排气;(3关闭平衡阀,缓慢旋动压差计上放气阀排除压差计中的气泡,排气完毕。6.读取压差计零位度数。7.开启调节阀至最大,确定流量范围,确定实验点,测定直管部分阻力和局部阻力 8.测定读数:改变管道中的流量读出一系列流量s V ,压差1p 9.实验装置恢复原状,打开压差计上的平衡阀,并清理实验现场。五、实验

5、数据记录实验装置号:II 被测管长:2.0m 被测管径:0.021m 被测管件:镀锌水管 仪表常数:605.30次/升 水温:28.3序号流量仪读数(次/s 直管阻力损失局部阻力损失U 管左边读数cmHg U 管右边读数cmHgU 管左读数cmHgU 管右读数cmHg0 0 33.2 33.2 21.1 21.1 1 660 50.3 16.1 16 26.2 2 622 48.3 18.1 16.6 25.6 3 584 46.5 19.9 17.1 25.1 4 520 44 22.4 17.9 24.3 5 474 42.3 24.1 18.4 23.8 6 426 40.5 25.9

6、18.9 23.3 7 366 38.6 27.8 19.5 22.7 8 288 36.6 29.8 20.1 22.1 9 172 34.3 32.1 20.7 21.5 10六、实验数据处理数据处理结果如表所示,以序号1为例写出计算过程(2=dV u s2.0/99615.3021.0=-=E du R e 42286.99.81996-1360034.2g (11=-=(水指R p 12611.89.81996-1360010.2g -(22=(水指R p22=u p 序号流量Vssm /3流速u m/s密度 粘度 3/mkgRecmHg cmHg PaPa4 2.536 3 0.00

7、096 2.79 996 0.812 71788.8 26.6 8 32889.6 9891.6 0.0893 2.557 4 0.00086 2.48 996 0.812 63921.5 21.7 2.620 6 0.00070 2.03 996 0.812 52366.5 14.6 4.4 18052.2 5440.4 0.0921 2.643 7 0.00060 1.75 996 0.812 44990.9 10.8 3.2 13353.7 3956.6 0.0923 2.604 8 0.00048 1.37 996 0.812 35402.7 6.8 2 8407.0.82 996 0

8、.812 21143.3 2.2 0.8 2720.2 989.2 0.0951 2.948 10996七、试验结果与讨论1.用双对数坐标值关联一定d /下,和Re 的关系,并用试验结果估算一工程问题的阻力损失。解:在一定d /时,和Re 的关系如下图所示: =0.0899时,Sh f = h f + hp = l l d × u 2 +x × u 2 = 0 . 0899 ´ 2 ´ 3 . 15 ¸ 2 ¸ 0 . 021 + 2 . 553 ´ 3 . 15 ¸ 2 = 55 . 14 2 2 2 2 2.根

9、据所得到的 和 Re 的关系，验证伯拉修斯公式。 解：伯拉修斯公式 l = 0 . 3164 / Re 0 . 25 ，此式子适用范围是 Re= 3 ´ 10 10 ，Re=21143.3， 3 5 =0.0260.0899，故在此条件下不成立。 3.为什么测定数据前首先要赶尽设备和测压管中的空气？怎么赶走？ 答：如果设备或测压管中留有空气，则会引起 U 形管读书产生误差。缓慢旋动平衡阀排除 气泡 4.在进行测试系统得排气工作时，是否要关闭系统的出口阀？为什么？ 答：要关闭出口阀，这样才能通过 U 形压差计的液面是否变化判断系统的排气是否完全。 5.U 形压差计上装设平衡阀有何作用？什么时候开着