工程流体力学“沿程阻力”实验报告

中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告实验日期：2014,11,27成绩:_班级：能动1303学号：1306030322姓名：刘政韬教师：张洋洋同组者：陈阳阳陈庆源王清栋实验七、沿程阻力实验一、实验目的填空掌握测定镀锌铁管管道沿程阻力系数的方法；在双对数坐标纸上绘制1-Re的关系曲线；进一步理解沿程阻力系数随雷诺数的变化规律。二、实验装置在图1-7-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称本实验采用管流实验装置中的第1根管路，即实验装置中最细的管路。在测量较大压差时，采用两用式压差计中的汞-水压差计；压差较小时换用水-气压差计。另外，还需要的测量工具有量水箱、量筒、秒表、温度计、水的粘温表。F1一文丘利流量计,F2—孑L板流量计,F3—电磁流量计C——量筒,V——阀门,K—局部阻力实验管路图1-7-1管流综合实验装置流程图

三、实验原理在横线正确写出以下公式本实验所用的管路是水平放置且等直径，因此利用能量方程式可推得管路两点间的沿程水头损失计算公式：Hf=ALv2/(D*2g)(1-7-1)式中：A——沿程阻力系数；L—实验管段两端面之间的距离，m；D——实验管内径，m；g重力加速度(g=9.8m/s2)；v管内平均流速，m/s；h——沿程水头损失，由压差计测定。由式(1-7-1)可以得到沿程阻力系数A的表达式：入=2g*Dh/(L*v2)(1-7-2)沿程阻力系数人在层流时只与雷诺数有关，而在紊流时则与雷诺数、管壁粗糙度有关。当实验管路粗糙度保持不变时，可得出该管的人-代的关系曲线。四、实验要求填空有关常数管路直径：D=1.58cm；四、实验要求填空有关常数管路直径：D=1.58cm；水的密度：P=0・99880g/cm3；运动粘度系数：v=0・01841cm2/s实验装置编号：No.6水的温度：T=17・0°C；动力粘度系数：日=1.0828mPa-s；两测点之间的距离：L=500cm次数〃流量汞-水压差计水气压差计Hd/cmH/cmV/cm3t/sH1，/cmH2’cmH1/cmH2/cm112.85037.593.610.8214.85051.0372.232.1313.45076.726242.2414.650104.7557.146.9513.850153.5654.649.520.183.461061.561.7542.671.871323.582.7248.466.5814.325117.552.762.5913.724156.454.960.41067030.8855.959.61159031.0656.359.11250031.1656.758.81340030.535758.41433531.0357.258.31530034.6657.358.21633093.7557.45817350124.5957.557.918310271.1757.657.9表1-7-2沿程阻力实验数据处理表次数Q/ml/sv/cm/s也7cmAh/cmhf/cm力Re1396.8202.48382.81043.280652275.9161140.79740.1505.260.1578612083.613190.823897.375319.8249.480.162968357.034135.17968.980310.2128.520.1672875920.095594.2953948.11795.163.364.260.1718984129.6186333.6032170.23429.229.20.00624114609.98750.7736925.909318.118.10.1669982223.608836.4255318.58759.89.80.1756811595.238926.3427113.44245.55.50.1885181153.6661021.6968911.07173.73.70.186947950.20431118.995499.693192.82.80.184573831.89791216.046218.188212.12.10.193993702.73571313.101876.685741.41.40.193987573.78961410.7965.509081.11.10.22448472.8055158.6555114.416810.90.90.285738379.0637163.521.796220.60.61.151799154.1566172.8092141.433510.40.41.205594123.0281181.1431940.583360.30.35.45999150.06561193、以其中一组数据写出计算实例(包含公式、数据及结果)。以第一组数据为例：汞柱差：Mi'=h1’-h2’=93.6cm-10.8cm=82.8cm沿程水头损失：h「12.6Ah’=12.6cm*82.8=1043.28cm运动粘度系数：v=Wp=1・0828mPa-s/0.99880g/cm3=0.01841cm2/s流量：Q=(hu-hd)A水箱/t=(50・0cm-12・8cm)*400cm2/37・5s=306・8cm3/s管内平均流速：v=Q/A管路=4*306・8cm3/(3・14*1.582cm2)=202.483cm/s雷诺数：Re=vD/v=(202.483cm/s*1.58cm)/(0.01841cm2/s)=17377.65沿程阻力系数：人=2gDhf/(Lv2)=2*9.8*1.58*1043.28/(500*202.4832)=0.1576在双对数坐标纸上绘制^-Re的关系曲线。人-Re关系曲线雷诺数Re五、实验步骤正确排序人-Re关系曲线雷诺数Re5).逐次关小V11,记录18组不同的压差及流量；2).打开阀门V10排气，排气完毕将阀门关闭；7).实验完毕后，依次关闭V11、实验管路左右两测点的球形阀，并打开两用式压差计上部的球形阀。1)..阀门V1完全打开。一般情况下V1是开着的，检查是否开到最大即可；4).•用打气筒将水-气压差计的液面打到中部，关闭压差计上、下方的三个球形阀，将V11完全打开。待水流稳定后，记录压差计读数，同时用体积法测流量(压差5~7cm汞柱时，打开压差计下方的两个球形阀，由汞-水压差计换用水-气压差计来读压差）；6）用量筒从实验管路中接足量的水，放入温度计5分钟后读出水的温度，查粘温表；3）打开实验管路左、右测点及压差计上方的球形阀，检查压差计左右液面是否水平。若不在，须排气（为防止汞发生外泄，排气时应在老师的指导下进行）；六、注意事项本实验要求从大流量（注意一定要把阀门V11完全打开）开始做，逐渐调小流量，且在实验的过程中阀门V11不能逆转;实验点分配要求尽量合理，在记录压差和流量时，数据要一一对应；使用量筒、温度计等仪器设备时，一定要注意安全；做完实验后，将量筒、温度计放回原处，将秒表交回。七、问题分析如将实验管安装成倾斜的，比压计中的读数差是不是沿程水头损失％?答：是。由伯努利方程，hf=(z1+p1/y+V]2/2g)-(z2+p2/y+v：/2g)，管路等径等流量，所以流速相等，即v=v，所以h=(z+p/Y)-(Z+p/Y)，即测压管水头12f1122差。比压计读数为测压管水头，包含测压管水头差，所以无论管路水平还是倾斜，比压计中的读数差都是沿程水头损失hf。随着管路使用年限的增加，^-Re关系曲线会有什么样的变化？答：人随Re的变化趋势越来越平坦。因为随着管路使用年限的增加，内壁的粗糙度越来越大，当粗糙度大于层流底层厚度时，人不受Re影响，所以趋于水平线。当流量、实验管段长度相同时，为什么管径愈小，两断面的测压管液面差愈大