实验3流体阻力系数测定

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1、实验三：流体流动阻力的测定—、实验目的1.掌握流体流经直管和管阀件时阻力损失的测定方法，通过实验了解流体流动屮能量损失的变化规捧。2.测定直管摩擦系数X与雷诺准数Re的关系，将所得的A-Re的方程与公认经验关系比较。3.测定流体流经闸阀等管件时的局部阻力系数5。4.学会倒U形压差计和涡轮流量计的使用方法。5.观察组成管路的各种管件、阀件，并了解其作用。二、实验原理流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如不关系。(1-1)(1-2)(1-3)cbAPf-•管径，m;——直管

2、阻力引起的压强降，Pa;•流速，m/s；-流体的密度，kg/m3；-流体的粘度，N-s/m2式中:u—P—U—直管摩擦系数x与雷诺数Re之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。在实验装置中，直管段管长1和管径d都已固定。若水温一定，则水的密度P和粘度U也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强APf、与流速u（流量V）之间的关系。根据实验数据和式（1-2）讨计算出不同流速下的直管摩擦系数入；用式（1-3）计算对应的Re,从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出V与Re的关系曲线。三、实验设备及参数设备参数:光滑管:玻璃管，管内径=20mm，管长=1.5m

3、，绝对粗糙度=0.002mm粗糙管：镀锌铁管，管内径=20酮，管长=1.5m，绝对粗糙度=0.2nun突然扩大管：细管内径=20mm，粗管内校=40mm孔板流量计：开孔直径=12mm，孔流系数=0.62U!实验步骤:1.幵泉因为离心泵的安装高度比水的液面低，因此不需要灌泵。直接点击电源开关的绿色按钮接通电源，就可以启动离心泵，开始实验。2.调节倒U压差计将管道中所有阀门都打开，使水在3个管路中流动一段吋间，直到排尽管道中的空气，然后点市倒U型管，会出现一段调节倒U型管的动画。最后关闭各阀门，开始实验操作。3.测光滑管数据(1)建立流动启动离心泵并调节完倒U型压差计后，如图所

4、示，依次点击打开球阀1、球阀2、球阀3,调节流量调节阀到开度大于零即可建立流动。关闭粗糙管和突然扩大管的球阀，打开光滑管的球阀，使水只在光滑管中流动。(1)读取数据鼠标左键点击正或倒U型压差计，即可看到如罔的画面(红色液面只是作指示用，真实装置可能为其他颜色，如水银为银白色)。倒U型压差计的取压口与管道上的取压口相连，正U型压差计的取压口与孔板的取压口相连。用鼠标上下拖动滚动条即可读数。实验中每一管路均有一倒U型管，连续点击图中的倒U型管即可在3个倒U型管中切换。倒U型管上方的数字标出了与该管相连的管路。(2)记录数据鼠标左键点击实验主画面左边菜单中的“数据处理”，可调出数

5、据处理窗口，点击原始数据页，按标准数据库操作方法在正U型压差计和倒U型压差计两栏中分别填入从正U型压差计和倒U型压差计所读取的数据。(3)记录多组数据调节阀门开度以改变流量，重复上述第2——3步，为了实验精度和回归曲线的需要至少应测量10组数据以上。完成光滑管数据的测量和记录后，依次建立粗糙管的流动和扩人管流动。与测量光滑管的数据操作步骤相同，重复测量光滑管数据步骤的第2——4步，为了实验精度和回归曲线的需要至少应测量10组数据以上。五、实验数据及处理流体阻力系数測定姓名：欧剑学号：4142701755班级:14-1BF原始数据：光滑管数据(mm)粗糙管数据(mm)突然扩大

6、管数据(mm)正I®管读数倒I®管读数正K管读数倒I®管读数正K管读数倒K管读数32.891.1517.6928.532.866.995.5152.1479.1864.195.387.3164.3213.6439.9798.4165.2110.1230.6270.4394.7722.8230131.3290.5320.3346.9642.5291.9151.6348.2367.5292.3550.7347.2169.7397.2407230.1445.8395.3185.4440.1441.2164.4334.5442.2200.7481.647495.8217.1479.

7、3212.9515.7500.832.8107.4515.5224.7光滑管结果：序号流量On2/s)SiSWs)雷话系数阻力(Pa)阻力系数10.00020.63557412711.47893.6910.05899620.0003411.OS45O321690051492.1010.0338330.000447142248528449712095.4160.02761540.000529168522833704562652.6240.02490750.000594189148137829633142,1430.0