流体力学综合实验

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1、专业：实验报告：二~日期：地点:课程名称：过积工裎原理实验（甲）实验名称：流体力学综合实验（一、二）>>>>一三五七实验目的和要求（必填）主要仪器设备（必填）实验数据记录和处理讨论、心得_指导老师：_成绩：实验类型：工积实验同组学生姓名：I二、实验內容和原理（必填）四、操作方法和实骑步骤六、实验结果与分析（必填）1、流体流动阻力的测定实验1.1实验目的：1.1.1掌握测定流体流经直管、阀门时阻力损失的一•般实验方法1.1.2测定直管摩擦系数X与雷诺数Re的关系，验证在一般湍流区内X与Re的关系曲线1.1.3测定流体流经阀门吋的局部阻力

2、系数€1.1.4识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解作用1.2实验装置与流程：1.2.1实验装置：实验对象部分曲贮水箱、离心泵、不同管径和材质的水管、阀门、管件、涡轮流量计、U形流量计等所组成。实验管路部分有W段并联长直管，A上而下分别用于测定飢糙管直管阯力系数和光泔管直管阯力系数。同时在籼糙莨管和光滑直管上分别装柯闸阀和截止阀，用于测定不同种类阀门的局部阻力阻力系数。水的流量使川涡流流量计或转子流量计测量，管路直管肌力和局部阻力采川压差传感器测景。1.2.2实验装置流程示意图，如图1,箭炙所示为实验流程：其中：1——水箱2——离心泵

3、3——涡轮流量计4——温度计5——光滑管实验段6——粗糙管实验段7——截止阀8——闸阀9、10、11、12——压差传感器13——引水漏斗图1流体力学综合实验装置流程示意图1.3基本原理：流体通过由直管、管件和阀门等组成的管路系统吋，由于粘性剪极力和涡流应力的存在，要损失一•定的机械能。流体流经且管吋所造成的机械能损失成为直管叽力损失。流体通过管件、阀门吋山于流体运动方昀和速度大小的改变所引起的机械能损失成为只部01力损失。1.3.1直管阻力摩擦系数入的测定：由流体力学知识可知，流体在水T等径直管屮稳定流动时，阻力损失为：d2(1)公式

4、中：气流体流经1米且管的压力将，pa;X：直管阻力摩擦系数，无因次:d:直管内径，m;hr.单位质景流体流经丨米直管的机械能损失，J/kg；P:流体密度，kg/m3；/：直管长度，m;u：流体在管内流动的T•均速度，m/s;由上面的式了可知：乂=2卿，(2)plu2雷诺数：Re=^P式子屮：U:流体粘度，kg/(m*s)。湍流时入是Re和相对粗糙度(e/d)的函数，须由实验测定。由(2)可知，耍测定入，需耍确定1、d，测定A/,、.、u、P、U等参数。其中1和d由装置参数表给出，P、U通过测定流体温度，查相关手册而得，u通过测定流体流

5、景，再由管径计算得到。本装置采用涡流流量计测M流量(3)_V900ir*d2式中：v为流量计测得的流量，m3/h可直接从仪表屮读出根据实验装置结构参数1、d，指示液密度，液体温度，以及实验测定的A/%、V，求取Re和A,然后将Re和X在双对数坐标閤上绘制成曲线。1.3.2局部阻力系数《的测定：故:流体通过某-•管件或者阀门吋的机械能损失表示为流体在小管径内流动吋平均动能的某一倍数，局部阻力的这种算法，叫做阻力系数法。即：u2pg式中：hf:单位流体流经來一管件或者阀门时的机械能损失，J/kg；局部阻力系数，无因次；△ph局部叽力压力降

6、，Pa;（Ap^SApf-Apfl,即表示流体经过阀门或管件时的静压损失。）P:流体密度，kg/m3；g：重力加速度，9.81m/s2；u：流体在在小截面管内流动的平均速度，m/s;根据连接管件或阀门两端管径中小管的直径d，流体温度t,以及实验测定的相叉参数，通过公式（5）求取管件或阀门的局部阻力系数€。1.4实验步骤：1.4.1开启仪表枳上的总电源、仪表电源开关。1.4.2实验室已经将水泵中灌满水，否则应先将水泵中灌满水。然盾关闭泵出口阀，启动水泵，待电机转动平稳后，把泵的出门阀缓缓开到最大。然后全开流跫阀，以排除测试管内的空气。本

7、装置使用压差变送器测量压差，应先对差压变送器两侧的引压管进行排气操作。1.4.3实验从做最大流暈开始做起，最小流景应控制在1m3/ho巾于实验数据处理时使川的是双对数叱标，所以实验吋每次流量变化取等比数列，这样得到的数据点就会均匀分布。流M改变后，要等到流动达到稳定沿再读数，实验时同时读取不同流S下的压差、流fi和温度等冇关参数（温度取实验开始时与实验结束时温度的平均值）。1.4.4装置确定吋，根据Ap和u的实验值，可以计算X和L在等温条件下，雷诺数Re$，绘制XXlHl线（双对数叱标）。1.4.5实验结束，关闭泵出口阀，关闭水泵电机

8、，关闭仪表电源和总电源开关，将实验装置恢S原样。1.5数据记录和处理:1.5.1装置参数:名称管内径6/（mm）直管测景段长度7（mm）局部阻力测暈段长度Amm）光滑管211000660粗糙管2210006801.5.2