(四)沿程水头损失实验

《(四)沿程水头损失实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、（四）沿程水头损失实验一、实验目的要求1．加深了解园管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律，绘制lghf~lg曲线；2．掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用气—水压差计及电测仪测量压差的方法；3．将测得的关系值与莫迪图对比，分析其合理性，进一步提高实验成果分析能力。二、实验装置本实验的装置如图7.1所示。图7—1自循环沿程水头损失实验装置图1.自循环高压恒定全自动供水器；2.实验台；3.回水管；4.水差压计；5.测压计；6.实验管道；7.水银差压计；8.滑动测量尺；9.测压点；10.流量调节阀；11.供水管与供水阀；12.旁通管与旁通阀；13.稳压筒；根据压差测法不同，有两种

2、型式：型式Ⅰ压差计测压差。低压差用水压差计量测；高压差用水银多管式压差计量测。装置简图如图7.1所示。型式Ⅱ电子量测仪测压差。低压差仍用水压差计量测；而高压差用电子量测仪（简称电测仪）量测。与型式Ⅰ比较，该型唯一不同在于水银多管工压差计被电测仪（图7.2）所取代。本实验装置配备有：1．自动水泵与稳压器自循环高压恒定全自动供水器由离心泵、自动压力开关、气—水压力罐式稳压器等组成。压力超高时能自动停机，过低时能自动开机。为避免因水泵直接向实验管道供水而造成的压力波动等影响，离心泵的输水是先进入稳定压器的压力罐，经稳压后再送向实验管道。图7—21.压力传感器；2.排气旋钮；3.连通管；

3、4.主机；2．旁通管与旁通阀由于本实验装置的采用水泵的特性，在供小流量时有可能时开时停，从而造成供水压力的较大波动。为了避免这种情况出现，供水器设有与蓄水箱直通的旁通管（图中未标出），通过分流可使水泵持续稳定运行。旁通管中设有调节分流量至蓄水箱的阀门，即旁通阀，实验流量随旁通阀开度减小（分流量减小）而增大。实际上旁通阀又是本装置用以调节流量的重要阀门之一。3．稳压筒为了简化排气，并防止实验中再进气，在传感器前连接由2只充水（不满顶）之密封立筒构成。4．电测仪由压力传感器和主机两部分组成。经由连通管将其接入测点（图7.2）。压差读数（以厘米水柱为单位）通过主机显示。三、实验原理由达

4、西公式得（7.1）另由能量方程对水平等直径园管可得（7.2）压差可用压差计或电测。对于多管式水银压差有下列关系：（7.3）式中，、分别为水银和水的容重；为汞柱总差。图7—3*由图7.3知据水静力学基本方程及等压面原理有四、实验方法与步骤准备Ⅰ对照装置图和说明，搞清各组成部件的名称、作用及其工作原理；检查蓄水箱水位是否够高及旁通阀12是否已关闭。否则予以补水并关闭阀门；记录有关实验常数：工作管内径和实验管长（标志于蓄水箱）。准备Ⅱ启动水泵。本供水装置采用的是自动水泵，接通电源，全开阀12，打开供水阀11，水泵自动开启供水。准备Ⅲ调通量测系统。1．夹紧水压计止水夹，打开出水阀10和进

5、水阀11（逆钟向），关闭旁通阀12（顺钟向），启动水泵排除管道中的气体。2．全开阀12，关闭阀10，松开水压计止水夹，并旋松水压计之旋塞，排除水压计中的气体。随后，关阀11，开阀10，使水压计的液面降至标尺零指示附近，即旋紧。再次开启阀11并立即关闭阀10，稍候片刻检查水压计是否齐全，如不平则需重调。3．水压计齐平时，则可旋开电测仪排气旋扭，对电测仪的连接水管通水、排气，并将电测仪调至“000”显示。4．实验装置通水排气后，即可进行实验测量。在阀12、阀11全开的前提下，逐次开大出水阀10，每次调节流量时，均需稳定2—3分钟，流量愈小，稳定时间愈长；测流时间不小于8~10秒；测流

6、量的同时，需测记水压计（或电测仪）、温度计（温度表应挂在水箱中）等读数：层流段：应在水压计（夏季）[（冬季）]量程范围内，测记3~5组数据。紊流段：夹紧水压计止水夹，开大流量，用电测仪记录值，每次增量可按递加，直至测出最大的值。阀的操作次序是当阀11、阀10开至最大后，逐渐关阀12，直至显示最大值。5．结束实验前，应全开阀12，关闭阀10，检查水压计与电测仪是否指示为零，若均为零，则关闭阀11，切断电源。否则，表明压力计已进气，需重做实验。五、实验成果及要求1．有关常数。实验装置台号圆管直径，量测段长度。2．记录及计算（见表7.1）。3．绘图分析*绘制lg~lghf曲线，并确定指

7、数关系值的大小。在厘米纸上以lg为横坐标，以lghf为纵坐标，点绘所测的lg~lghf关系曲线，根据具体情况连成一段或几段直线。求厘米纸上直线的斜率将从图上求得的值与已知各流区的值（即层流，光滑管流区，粗糙管紊流区，紊流过渡区）进行比较，确定流区。六、实验分析与讨论1．为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？如实验管道安装成倾斜，是否影响实验成果？2．据实测值判别本实验的流区。☆3．实际工程中钢管中的流动，大多为光滑紊流或紊流过渡区，而水电站泄洪洞的流动，大多为紊流阻力平方区，其原