流体流动实验指导书

20试验一流体流淌阻力测定试验学时：4试验类型：综合性试验要求：必修一、试验目的通过本试验的学习，使学生了解流淌阻力损失的测定方法。二、试验内容1λ——雷诺数Re的关系曲线，并绘制出“公认”的关系曲线以作比较。2、测定闸阀的局部阻力，确定该管件的阻力系数ζ。三、试验原理、方法和手段为直管阻力和局部阻力。它们的计算依据为：直管阻力损失：h

Plu2f g d2gh

P

u2f g 2g试验中分别测定流体在通过被测直管段和被测管件时的压降速，从而可算出相应条件下的摩擦因数和阻力系数。四、试验组织运行要求集中授课形式五、试验条件试验装置：1、循环水箱2、涡轮番量传感器3、流量调整阀4、离心泵5、闸阀6、压差计I7、压差计II3“ 3“2m，管路管径为0.2m

4，闸阀直径为4；闸阀两端的测压嘴之间的直管段参数测量：参数测量流量测量由下式计算流量：

流量Q〔l/s〕二次仪表示数〔脉冲数/s〕仪表常数〔脉冲数/s〕压差计II：测量直管段的压力降；压差计I：测量闸阀所在管段的压力降，其值扣除其中直管局部的压力降即为闸阀局部阻力所产生的真实压降。要求在大流量下取5六、试验步骤1、先检查U形压差计的平衡阀是否翻开，排气阀是否关闭，调整阀及仪表是否关闭。然后启动泵，翻开仪表开关。2、全开流量调整阀，进展管路和测压管排气。完毕后，先关闭排气阀，最终关闭平衡阀。3、在最大流量和最小流量之间合理布点，测取10——124、试验完毕后，关闭仪表，停泵，翻开U七、思考题1、U形压差计的“零位读数”的含义是什么？哪种状况下会消灭较大的零位读数？2、本试验装置所测数据，雷诺数范围有限，试分析要扩大测量范围，可以从哪方面进展改进？3、在测取光滑管试验数据时，假设粗糙管或缩小装置管的调整阀关闭不严，会造成什么影响？4、为使试验数据点在坐标图上分布比较均匀，并使雷诺数有尽可能大的范围，测取数据时在操作上应留意什么问题？5、使用涡轮番量计时应留意什么问题？6、假设U型压差计中有气体存在，会产生什么影响？如何解决？八、试验报告试验报告应表达预习、试验记录和试验报告试验预习要写出试验目的、要求，需要用到的仪器设备、物品资料以及简要的试验步骤，形成一个操习报告中。试验记录和所测得的数据及相关条件照实地记录下来。试验记录中应有指导教师的签名。RR序号RR序号二次仪表读数直局左 右 左 右零位1…

水温:试验总结对试验数据、试验中的特别现象、试验操作的成败、试验的关键点等内容进展整理、解释、分析总结，答复思考题，提出试验结论或提出自己的看法等。附：数据整理表序号Qu序号QuReR直hf直λ1…2、局部阻力序号序号QuReR局hf局ζζ1…九、其它说明试验二液体流量计校正试验学时：3试验类型：综合试验要求：必修一、试验目的使学生了解孔板流量计的构造、原理、使用、安装及校正方法。二、试验内容1、测定孔板流量计的孔流系数C，标绘C—Re的关系曲线。0 02、标绘孔板流量计的流量曲线，即流量Q—流量计压差计示数R0

关系曲线。三、试验原理、方法和手段液体通过孔板时的能量变化表达在静压力变化上前后的压力变化，来确定孔流系数。即2R(2R()g0A00式中，V——液体流量，m3/s；sρ、ρ”——分别为U形压差计指示液和被指示液的密度，kg/m3；A——孔板孔口截面积，m2；0R——孔板前后U形压差计示数，m；0C——孔板流量计的流量系数。0四、试验组织运行要求集中授课形式五、试验条件试验装置：1、循环水箱2、涡轮番量传感器3、流量调整阀4、离心泵5、孔板流量计6、压差计I7、压差计II板孔口前后和流量计前后管段各安装一个压差计，测定相应位置处的压降。参数测量：流量测量：用涡轮番量计测量。流量测量及计算方法见试验一。压差计I：所测压降反映孔板孔口前后的压力变化，即为表观损失。相应的压差R0用于计算孔流系数；压差计II：所测压差反映孔板前后被测管段的压降，包括直观阻力和局部阻力，应扣除其中的直管阻力局部才得到真实的孔板流量计的永久损失。六、试验步骤1、先检查U形压差计的平衡阀是否翻开，排气阀是否关闭，调整阀及仪表是否关闭。然后启动泵，翻开仪表开关。2、全开流量调整阀，进展管路和测压管排气。完毕后，关闭排气阀，最终关闭平衡阀。3、在最大流量和最小流量之间合理布点，测取10——124、试验完毕后，关闭仪表，停泵，翻开U七、思考题1、本试验装置和操作上那些地方简洁产生结果误差？如何尽量减小误差？2、流量计永久损失的含义是什么？八、试验报告试验报告应表达预习、试验记录和试验报告试验预习要写出试验目的、要求，需要用到的仪器设备、物品资料以及简要的试验步骤，形成一个操习报告中。试验记录和所测得的数据及相关条件照实地记录下来。试验记录中应有指导教师的签名。附：原始数据记录RR序号二次仪表读数RR序号二次仪表读数0左右左右零位1…试验总结序号1序号1…QReR0C 表观损失h0f,0R永久损失hfh/hf f,0九、其它说明试验三离心泵性能曲线测定试验学时：3试验类型：综合试验要求：必修一、试验目的使学生了解离心泵的构造及安装要求，把握离心泵特性曲线的意义及应用。二、试验内容1、生疏离心泵的操作2、测定肯定转速下离心泵的特性曲线。三、试验原理、方法和手段H-Q曲线，N-Q曲线，η-Q曲线，是反映肯定型号的离心测定。供给的压头：

PP u2u2Hh0

(c b)(c b)g 2g

〔3-1〕或u2u2Hh H H 0 P V

c b) 〔3-2〕2g式中，c、bc h0——离心泵进出口处测压点间的垂直距离，m；u u ——分别为离心泵进出口处的流速，m/s；P、P ——分别为离心泵进出口处压力，MPa；c、bc HP、HV——分别为泵进出口处安装的压力表和真空表示数，mH2O。式计算：

NN

〔3-3〕电电传式中，ηηN

——电动机效率，由电动机性能打算，一般可近似取为0.85；传——0.96。电——电动机输入功率。电电N有两种测量方法，一是用功率表直接测量，N =功率表读数×功率表系数；二是用电 电电流表和电压表测量输入电动机的电流和电压N电

计算N

V、电I分别为电动机的输入电压和电流，功率因数cosΦ0.93。电求出肯定流量下的压头和轴功率，就可以求离心泵效率。式中，

N HQge

NeN

〔3-5〕H-Q、N-Q、η-Q数据，由此可绘制出相应的特性曲线。四、试验组织运行要求集中授课形式五、试验条件本试验有两种装置，试验装置I和试验装置II：图示说明、循环水槽、孔板流量计〔装置I，涡轮番量传感器〔装置II〕 调整阀4、压力表 5、真空表 6、离心泵 7、底阀和滤网 8、U形压差计装置中，离心泵进口管规格为11，出口管规格为11。2 4压力表和真空表测压口间垂直距离为100mm。使用孔板流量计测量流量，流量按下式计算：Q1.191104R0.5769

〔3-6〕式中，Q——流量，m3/s；R——孔板流量计压差示数，mm。承受电压表和电流表测量电动机输入功率。试验装置I〔如图3-〕装置中，离心泵进口管规格为11，出口管规格为1。2压力表和真空表测压口间垂直距离为100mm。承受涡轮番量计测量流量。流量测量及计算方法见“管路阻力测定承受功率表测量电动机的输入功率，功率表系数取15。六、试验步骤I1、检查试验装置，给转动轴罩上护罩，离心泵灌水，关闭出口阀；记录U形压差计零位读数。2、启动离心泵，用出口阀调整流量，在的整个流量范围内合理布点，测取10组数据，其中包括流量为零时的数据。3、试验完毕后，关闭出口阀，停泵，测量水温。II1、检查流量调整阀和各仪表开关是否关闭。2、启动泵，翻开各仪表开关。3、在最大流量和最小流量之间合理布点，测取10—124、试验完毕后，关闭各仪表开关和流量调整阀。七、思考题1、在离心泵未充水时，启动泵，观看试验现象，说明缘由。2、观看试验装置中离心泵吸入管所用的底阀构造，说明其用途。3、依据测得的离心泵特性曲线说明离心泵为什么要在出口阀关闭的状况下启动？4重测得的离心泵特性曲线会不会发生变化？5、记录下离心泵铭牌上的数据，并与试验结果相比照，可以说明什么问题？6、比照一下离心泵铭牌和所配用马达铭牌上所表示转速及功率，可以说明什么问题？八、试验报告试验报告应表达预习、试验记录和试验报告试验预习要写出试验目的、要求，需要用到的仪器设备、物品资料以及简要的试验步骤，形成一个操习报告中。试验记录和所测得的数据及相关条件照实地记录下来。试验记录中应有指导教师的签名。附：1、抄录离心泵“铭牌”上有关数据。2、抄录电动机“铭牌”上有关数据。3、原始数据记录表I：水温：序号 真空表 压力表电流表电压表流量计压差示数左 右 R零位12…II：仪表常数：水温：序号二次仪表示数压力表读数真空表读数功率表读数12…试验总结进展整理、解释、分析总结，答复思考题，提出试验结论或提出自己的看法等。序号Q序号QHVHPHNeN电Nη1…九、其它说明试验四流体阻力与离心泵联合试验试验学时：10试验类型：综合试验要求：必修一、试验目的1、把握直管摩擦阻力系数的测量方法；2、把握阀门的局部阻力系数的测定方法；3、在双对数坐标系中做层流管及光滑管的λ—Re曲线，并与相应的阅历公式进展比较；4、了解离心泵的构造，把握其操作和调整方法；5、测量离心泵在恒定转数下的特性曲线，并确定其最正确工作范围；二、试验内容1、测定直管摩擦阻力系数2、测定阀门的局部阻力系数3、测量离心泵在恒定转数下的特性曲线，并确定其最正确工作范围；三、试验原理、方法和手段流体阻力试验不行压缩流体〔如水入无因此数群：雷诺数： Re相对粗糙度： ε/d管路长径比： l/d

dup

l

u2可导出： d

(Re, )d 2这样，可通过试验方法直接测定直管摩擦阻力系数与压头损失之间的关系：H plu2f d 2Re糙度的管子的λ—Re关系。λ=〔Rε/d，对于光滑管大量试验证明，当Re在3×13至15的范围内，λRe的关系遵循Blasius关系式，即：0.3164Re0.25对于层流时的摩擦阻力系数，由哈根—泊谡叶公式和范宁公式，比照可得：64Re局部阻力：Hf=ξ

u22[J/kg]式中：ξ为局部阻力系数，它与流体流过的管件的几何外形及流体的雷诺数ReReξ为定值。离心泵性能测定试验离心泵的特征方程是从理论上对离心泵中液体质点的运动状况进展分析争论后，得出程尚不能从理论上作出准确的计算，需要试验测定。在肯定转数下，泵的扬程、功率、效率与其流量之间的关系，即为特性曲线。泵的扬程可由进、出口间的能量衡算求得：He=H +H +H [m]压力表 真空表 0其中：H H 分别为离心泵进出口的压力[m]；真空表， 压力表H0N = N 轴 电机

η [kw]电机 传动其中：ηη

0.9；电机1.0；传动QHeNe

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[kw]因此，泵的总效率为：NeN轴四、试验组织运行要求集中授课形式五、试验条件试验装置：1离心泵23水箱产品4总阀门5涡轮番量计6口压力表78离心泵试验开关阀9101112各管路开关阀131415球阀1617量调整阀18198条横向排布的管线，自上而下分别为：No1层流管，为φ6×1.7mm1.2m；No2球阀与截止阀连接收，为φ27×3.25mmNo3光滑管，为φ27×3.25mm1.5m；No4粗糙管，为φ27×2.5mm1.5m；No5突然扩大管，为φ22×3mm→φ48×3mmNo6离心泵试验管线，φ48×3mm测压口间距：0.25米六、试验步骤1、流体阻力试验：、流程说明：〔8--12〕进入相应的测量管线，在管内的流淌压头损失，可由压差传感器〔或倒U型压差计〕测量。试验中，可以通过调整流量调整阀测定不同流量下的压头损失。操作说明：先生疏流程中的仪器设备及与其配套的电器开关，并检查水箱内的水位，然后开启离心泵，翻开阀门4。在试验开头前，系统要先排净气体，使液体连续流淌。假设有变频器，则启动水泵按钮后还需要启动变频器，变频器的操作见附录一；系统排气。首先，翻开被测的管路开关阀(8--12阀，并将流量调整阀17翻开，但流量不要开太大，将管路内的气体排净；同时，测压管线排气〔排气方法见3〕，排气之后，关闭流量调整阀，检查倒U型压差计两端的液面。假设相平，则可以开头试验，假设不平，则需要重排气；试验中，假设用U型压差计测量数据时，则将管路开关阀翻开，用阀17调整51717〔8-12〕调整流量。读取数据时，31040-45Hz，这样可以降低离心泵的压力，从而使数据更加稳定。测完一套管路的数据后，关闭流量调整阀，再次检查倒U型压差计的液面是否相平。然后重复以上步骤，测取其他管路的数据。测压管线排气说明：上为管路测压连通器与倒U型压差计的示意图，其中a1，a2，……，f1，f2，分1a1，a2，……，f1，f2上的测压切换阀，假设要测某管路的压降，即翻开与其相连的测压管线上的测压切换阀，关闭其他管线上的阀门U型压差计上测量的压降即为该管路上的压降。测压管线的排气方法为：、翻开v3v4v，v，1―30秒〔层流试验时3―60秒B、关闭v3，v4；C、翻开v7，将倒U型压差计中的水排净；D、关闭v5，v6，v7；E、翻开v3，v4，使水进入倒UF17，此时假设倒U0，则说明管线中的气已排净。G、假设只想用压力传感器测量压差而不用倒U型压差计，可在排净系统中的气之后，关v3、v4，此时倒U2、离心泵性能测定试验流程说明：水箱内的清水，自泵的吸入口进入离心泵，在泵壳内获得能量后，由泵出口排出，流离心泵进口和出口处的压力、以及电机的功率；另外，为了便于查取物性数据，还需测量1操作说明：先生疏流