实验一 流体流动阻力的测定

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1、实验一流体流动阻力的测定一、实验目的1.学习液压计及流量计的使用方法；2.识别管路中的各个管件、阀门并了解其作用；3.测定流体流经直管时的摩擦系数与雷诺数的关系；4.测定90。标准弯头的局部阻力系数。二、实验原理1.摩擦系数的测定方法直管的摩擦系数是雷诺数和管的相对粗糙度（ε/d）的函数，即λ=Ф(Re,ε/d),因此，在相对粗糙度一定的情况下，λ与Re存在一定的关系。根据流体力学的基本理论，摩擦系数与阻力损失之间存在以下关系：(1-1)式中：hf阻力损失，J/N;L管段长度，m;d管径，m;u流速，m/s;λ摩擦系数;g重力加速度，m/s

2、2。流体在水平均匀直管中作稳态流动时，由截面1流动到截面2时的阻力损失体现在压强的降低，即(1-2)两截面之间管段的压强差(P1-P2)可以用U形压差计测量，故可以计算出hf。用涡轮流量计测定流体通过已知管段的流量，在已知管径的情况下流速可以通过体积流量来计算，由流体的密度ρ、粘度μ，因此，对于每一组测得的数据可以分别计算出对应的λ和Re。2.局部阻力系数的测定根据局部阻力系数的定义：(1-3)式中：ζ—局部阻力系数。实验时测定流体经过管件时的阻力损失hf及流体通过管路的流速u，其中阻力损失hf可以应用机械能衡算方程由压差计读数求出，再由式(1-3)即可计算出局部

3、阻力系数。在测定阻力损失时，测压孔不能紧靠管件处，因为在紧靠管件处压强差难以测准。通常测压孔都开设在距管件一定距离的管子上，这样测出的阻力损失包括了管件和直管两部分，因此计算管件阻力损失时应扣除直管部分的阻力损失。三、实验装置与流程1.实验装置实验装置主要由离心泵、流量计、各种阀门、不同管径、材质的管子以及突然扩大和突然缩小组合而成。水由离心泵从水槽中抽出后，经过流量计被送至几根并联的管道，水流经管道和管件后返回水槽。直管阻力损失用U形压差计测定其压差。管内水的流量用涡轮流量计测定。用调节阀调节流量的大小。实验设备使用注意事项：（1）离心泵在启动前应灌泵排气。（2

4、）离心泵要在出口阀关闭的情况下启动。（3）停车前要先关出口阀。四、实验记录实验日期2012.4.10设备编号管径d36.5mm水温17℃大气压101325Pa1.直管阻力系数直管材料；管径36.5mm；直管长度L2000mm实验次数12345678910压差（mmH2O）流量V（m3/s）2.局部阻力系数管件；管径mm实验次数12345678910压差（mmH2O）流量V（m3/s）五、实验报告1.对实验数据进行处理，处理过程必须有一组数据的计算实例；2.根据实验结果在双对数坐标上描绘λ~Re关系曲线；3.对实验结果进行讨论。六、思考题1.本实验用水作为介质做出的

5、λ~Re关系曲线，对其它流体是否实用？为什么？2.不同管径、不同水温下测定的λ~Re数据能否关联到同一条曲线上？3.为什么要对系统进行排气操作？4.以水为工作流体测得的λ~Re关系曲线能否应用于空气，如何应用？