管流流态实验

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1、武汉大学教学实验扌艮告水利水电学院实验名称管流流态实验指导教师姓名年级学号成绩一、实验目的1•测定沿程水头损失与断面平均流速的关系，并确定临界雷诺数。2.加深对不同流态的阻力和损失规律的认识。二、实验原理7p°a9v；了5+一+J_+几（1-2）Y2g1.列1-1与2-2断面的能量方程:十厶+驴72g由于是等直径管道恒定均匀流,所以vl=v2,al=a2,hw(l-2)=hf(l-2),即沿程水头损失等于流段测压管水头差:hf=(zl+p2/a)-(z2+p2/a)断面与2・2的测压管接读数为hl及h2,量测氏度为L,则水力坡度

2、J=(hl-h2)sina/L2.用体积法测定流量.利用量筒与秒表，得到量筒盛水的时间T及T时间内盛水的体积V。则流量Q二V/T,相应的断面平均流速v=Q/Ao3.量测水温，查相关曲线得运动粘滞性系数或用下式计算：v=0.01775/(l=0.0337t+0.000221t2(cm2/s)式中t单位：°C则可得到相应于不同流速时的雷诺数：Re=vd/v三：实验仪器设备如图2-13所示。另备打气筒一个，量筒一个，秒表一只，温度计一只(由实验小组向实验室借用)。图1管流流态试验简图四：实验步骤1・打开水箱下的进水阀向水箱充水，使水箱

3、稍冇溢水。再全开管道上的询阀与尾阀，以冲洗管道。2•反复开关尾阀，排出管道中空气。2.从紊流做到层流，将尾阀开到一定的开度，开始实验，待水流稳定后，测读hl,hl、W,T便完成了第一个测次。尔后逐次关小尾阀，重复上述操作与测读，一直做到管道出流几乎成滴淋状，方才做完了从紊流到层流的实验过程。4•再从层流做到紊流，逐次开大尾阀，逐次测读（若时间冇限，可不做此步骤）。5•实验过程屮，每半小吋量测一次水温，取用水温平均值。&对实测数据进行分析计算，以logJ为纵座标，以logv为横坐标，在方格纸上点绘其关系曲线，再从该图上确定出临界流

4、速值vk,从而计算出临界雷诺数Rek的值，并标明实验成果线段的坡度，即为本次实验的成果。五、注意事项1・应尽可能减少外界对水流的干扰，在实验过程中，要保持环境安静，不要碰撞管道以及与管道有联系的器件，要仔细轻巧地操作，尾阀开度的改变对水流也是一个干扰,因而操作阀门要轻微缓慢，而11切忌在关小的过程中冇开大，或在开大的过程中冇关小的现象发生。2•尾阀开度的变化不宜过大。当接近临界区Rek=（2300〜2000）,更要细心操作，一个单程的量测（从紊流到层流；或从层流到紊流），应做15〜20个以上的测次，预计全部实测的雷诺数约在500

5、〜8000Z间，但在雷诺数小丁2500以下时约需10个测次才能保证实验成果比较完满。3•每调节一次尾阀，必须等待3分钟，使水流稳定后，方可施测。4•量测水温时，要把温度计放在量筒的水中来读数，不可将它拿出水面Z外读数。六、量测与计算1.实验数据管径d=2cm；管道过水而积A=3.14cm2；量测段长度L=500cm；比压计倾斜率sina=0.5水温^17.2°C；运动粘性系数v=O.OllcmVs,2.数据记录及计算表表1:管流流态数据记录测次比压计读数水头损失hfcm水力坡度J体积Vcm3时间T(s)流量Qcm3/s流速Vcm

6、/sRelogJlogVVIcm▽2cmVl-V2cm125.409.4016.008.000.01608176.40127.65640.6347388-1.7961.609223.8011.4012.406.200.01248377.65109.41234.8276332-1.9071.542322.2013.508.504.250.00858189.1389.5452&5195185-2.0711.455420.9014.906.003.000.006080711.0772.90023.3054219-2.2221.3665

7、20.0016.203.801.900.003894916.5957.20318.2083311-2.4201.260619.5017.003.501.750.003595820.9445.75014.5632648-2.5231.197719.1017.401.700.850.001796024.4739.23212.4882271-2.7701.095819.1017.601.500.750.001596126.6836.01911.4652085-2.8241.059919.0017.801.200.600.0012961

8、27.3735.11111.1762032-2.9211.0481018.9018.000.900.450.000992831.6329.3399.3391698-3.0461.0481118.900.800.400.000886834.0925.4628.10