实验三管道流体阻力的测定

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1、实验三管道流体阻力的测定--------------------------------------------------------------------------------一、实验目的1．熟悉沿程摩擦阻力和局部阻力的测定方法。2．测定流体经一定长度的圆形直管时的沿程摩擦阻力，并求出摩擦系数λ与雷诺准数Re之间的关系。3．测定流体流经某一管件(阀件)时的局部阻力，并求出该一管件(阀件)的局部阻力系数ζ。二、说明流体在直管中流过时的沿程压头损失米流体柱式中λ——摩擦系数，它是雷诺准数和管壁相对粗糙度的函数；L——流体流过的长度，米

2、；D——管道内径，米；w——流体流速，米／秒；g——重力加速度，米／秒2。因此，摩擦系数在实验中，测出流体(水)以各种速度流经一定长度的某种直径的管道时的沿程压头损失，并计算出与这些流速相应的雷诺准数Re值，就可得出该种粗糙程度的管道的摩擦系数与Re的关系。用流量计测出流量Q升／分钟，则流速在实验中因为常数，故上式中为一常数。这里ρ用千克／米3表示，D用米表示，μ用帕·秒表示。流体流经一定长度L的管道时的沿程压头损失用U管压强计测出，毫米流体柱式中R1——压强计读数，即指示液体柱的高度，毫米；——指示液体(用四氯化碳)的密度，千克／米3；

3、——管道内流体(水)的密度，千克／米3。于是在实验中，由于固定不变，故式中B=为一常数。这里，各个量的单位是：、——千克／米3；D——米，L——米；Q——升／分钟；R1——毫米。流体流经管件、阀件时的局部压头损失米流体柱式中ζ——局部阻力系数；w——流体流速，米／秒。因此，局部阻力系数用U管压强计测出在管件(阀件)上下游流体的压强差，用流量计测出流量Q，从而计算出流速w，这样就可以得出该一流速下的局部阻力系数值。经过测定，毫米流体柱式中R2为压强计读数，毫米。于是在实验中，由于固定不变，故式中为一常数。在这里，各个量的单位与式(42)中的

4、相同。三、实验设备实验设备见图4—2。在装设实验设备时，应注意到各个测压点必须与管件、阀件有足够的距离，这段距离通常认为应等于管径的50倍，以保证流体经过管件、阀件时所引起的骚动消失，液流趋于稳定之后再测压。四、实验步骤1．观察实验设备，弄清各个控制阀的作用和各个测压点所使用的测压仪表，了解仪表的工作原理，明确实验中应取的数据。2．将水池放满水，使水面高于离心泵的排出口。3．将通往U管压强计测压口的旋塞关闭，打开压强计上的平衡阀，然后将水泵送入管道系统。4．在启动水泵之前，应使泵内灌满水，将泵内空气排清。关闭排出管上的阀门然后开泵。5．徐

5、缓打开排出管上的阀门，将水送入管道系统。待有水从管道系统流回水池时，徐缓打开管道顶上的放气旋塞，以排除管道系统中所积聚的空气。6．确信管道内及泵内均无空气后，关闭不做实验的各列管道的分流阀，并将需测阻力的测压口的旋塞打开，驱出可能积聚在压强计连接管中的空气。7．各部分都正常后，关闭水泵排出管上的阀门，然后再徐缓旋开，直到水开始在管中流动，各压强差测点均有压差显示出来。待稳定后，即等到压强计液面不再波动时，记下流量计和压强计的读数。然后打开水泵排出管上的阀门，使流量计所用的U管压强计呈现最大读数为止。这两个读数代表流量的可能变化幅度，在这幅

6、度内，共取6～10次数据，务使这些数据均匀分布在流量范围内。8．流量由小到大，开始进行实验。记下测量流量、直管阻力、局部阻力的压强计的压差读数。此后，流量由大到小重复一次，以资校核。9．测量完毕后，将压强计上的平衡阀打开，关闭测压口上的旋塞，关闭水泵排出管上的阀门，然后停泵。10．测量水温，并根据流量计读数查出相应的流量。记下所测直管阻力两测压点的距离，局部阻力的名称，如果是阀件，还须记下其开启程度。实验记录填入表4-5中。五、实验结果整理将实验结果整理列入表4-5中，并在双对数座标纸上绘出λ与Re的关系。