液压阻力实验

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1、阻力实验一、实验目的1、了解实验所用到的实验设备、流程、仪器仪表；2、了解并掌握流体流经直管和阀门时引起的阻力损失及阻力系数（直管摩擦系数λ与局部阻力系数ξ）的测定方法及变化规律。并将λ(ξ)与Re的关系标绘在对数坐标系上；3、了解不同管径（相同材质，即相同绝对粗糙度）的直管λ与Re的关系；4、掌握差压传感器的正确应用。二、实验原理1、流体在管内流量及Re的测定：3本实验采用涡轮流量计直接测出流量q[m/h]：2管内流速u4q/(3600*d)[m/s]du雷诺系数Re3式中：d、ρ、μ—管内径[m]、流体在测量温度下的密度和粘度[K

2、g/m]、[PaS]2、直管摩擦阻力损失Δpsf及摩擦阻力系数λ的测定流体在管路中流动，由于粘性剪应力的存在，不可避免的会产生机械能损耗。根据范宁（Fanning）公式，流体在圆形直管内作定常稳定流动时的摩擦阻力损失为：2lup[Pa]sfd2式中：l——沿直管两测压点间距离，m；λ——直管摩擦系数，无因次；由上可知，只要测得Δpsf即可求出直管摩擦系数。根据柏努里方程和压差计对等径管读数的特性可知：当两测压点处管径一样，且保证两测压点处速度分布正常时，压差计读数Δp即为流体流经两测压点处的直管阻力损失Δpsf。2pd2u

3、l式中：Δp——压差传感器读数，[Pa]此方法无论对粗糙管还是光滑管都是适用的。'3、阀门局部阻力损失p、及其阻力系数ζ的测定f流体流经阀门时，由于速度的大小和方向发生变化，流动受到阻碍和干扰，出现涡流而引起的局部阻力损失为：2'up[Pa]f2式中：ζ――局部阻力系数，无因次。对于测定局部管件的阻力如阀门，其方法是在管件前后的稳定段内分别有两个测压点。按流向顺序分别为1、2、3、4点，在1-4点和2-3点分别连接两个U形管，分别测出压差为Δp14、Δp23。0在2-3列BNL方程（2-3间直管长为L）22uu32pp(gz)

4、(gz)h2332f2322上式中，由于2、3点管径一样，管子水平放置，位能与动能项可消除；而总能耗可分'为直管段阻力损失Δpf23和阀门局部阻力损失pf，因此上式可简化为：'ppp(1)23f23f同理在1-4列BNL方程（1-4间直管长为2L）''ppp2pp(2)14f14ff23f以上(1)和(2)式联立解得：'p2ppf23142(2pp)2314则局部阻力系数为：2u三、实验装置流程实验装置示意图如下，离心泵、循环水池、管道及架子等均为不锈钢材质，工作流体为水。其流程为：循环

5、水池离心泵涡轮流量计调节阀各测量管段循环水池。φ19×2F1相对细管φ25×2.5F2相对粗管φ25×2.5F34321局部阻力F4差压1差压2循环槽循环泵涡轮流量计t1有关设备仪表参数：离心泵：材质为全不锈钢，型号：ISW40—125型，1.5Kw，H=20m循环水池：700×440×400（长×宽×高）3涡轮流量计：LWGY-150.6-6m/h液晶显示差压传感器：1151型4—20mA输出，测量范围9999Pa[2个]（其中压差1可测量管1的Δpsf和管3的Δpf14，压差2可测量管2的Δpsf和管3的Δpf23）差压显示表：XMT-

6、8000，多功能数显表，显示精度10Pa[2个]温度传感器：Pt100航空接头温度显示表：XMTD2302D，数显，显示精度0.1℃细管测量段尺寸：φ19×2内径φ15，不锈钢，测点长1000mm粗管测量段尺寸：φ25×2.5内径φ20，不锈钢，测点长1000mm阀门测量段尺寸：φ25×2.5内径φ20全开铜闸阀；总尺寸：2300×440×1750（长×宽×高）本实验消耗和水电配置设施：自来水若干；电负荷：1.5Kw四、实验步骤与数据记录1、熟悉：按事先（实验预习时）分工，熟悉流程，搞清各压差传感器的作用。2、检查：检查所有阀门是否处于关闭状态。3、

7、开车：开启电源，启动离心泵。4、排气：分别打开管1、管2、管3的进水阀F1、F2、F3，打开各管路上的测压点阀，打开调节阀F4到最大；再打开2个差压传感器上的放水阀，约1分钟，观察引压管内无气泡后，顺序关闭压差传感器上的放水阀、调节阀F4，各测压点阀，最后分别关闭F1、F2、F3。注意：系统内空气是否排尽是正确进行本实验的关键操作。5、测量：无论先测定那根管路均可，现以测量管1为例：（1）开启F1，开启管1上的测压点阀，待压差读数稳定后记录初始水温和压差零点，再逐渐开启调节阀F4，根据差压1的读数进行调节。（2）每调至一个预定的实验点，待读数稳定后记

8、录流量和压差数据。（3）此管做完后，记录末温，关闭F4，关闭管1上的测压点阀以及F1。然后继续做其它管路直至