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1、流体阻力实验一、实验目的1.学习直管摩擦阻力40、直管摩擦系数入的测定方法。2.掌握直管摩擦系数X与宙诺数斤e之间关系及其变化规律。3.掌握弯头等局部阻力系数g测定方法。4.学习流量流速的儿种测量方法和技巧。5.掌握坐标系的选川方法和对数坐标系的使丿IJ方法。二、实验装置秒表一块、温度］支。图1实验装•置实物图表1装置管道尺寸一览表人管小管铜管光滑管尺寸050X4.6032X2.9内径6mm光滑管取压口间距m2.001.652.00螺纹管尺寸025X2.3螺纹管取压口间距m1.65水槽截面积大:A)=1.08X0.55m2；小:A2=0
2、.55X0.55m2实验装置如图1所示。主要部分由水槽，不同管径、材质的管子，各种阀门或管件，孔板流量计、文丘里流量计、皮托测速管等组成。最下边的第五根为内径6mm的细铜管，用于层流流动阻力的测定。三、实验内容1孔板流量计孔流系数的测泄V=AouoCAfgR(Q；-A(1-1)关联Co〜Re曲线2文斤•里流量计的流量系数的测定y74,严严=C凤严（；—）(1-2)关联Cv〜Relllj线3掌握毕托管测速原理uo=Cj2gA/?（1~3）关联C〜Re曲线4测定流体在螺纹管内的入〜Re。5测定流体在直管内的入〜Re。6测定90。标准弯头的局
3、部阻力系数g〜Re。7.滞留区摩擦系数的测定，绘制入〜Re关系图。四、实验原理1.直管阻力系数测定hf直管的摩擦系数是雷诺数和管的相对粗糙度（£/d）的函数，即入二①（Re,£/d）,因此，相对粗糙度一定，入与Re冇一定的关系。根据流体力学的棊本理论，摩擦系数与阻力损失Z间存在如下的关系：(1-4)式中:ht阻力损失,J/kg；1管段长度，山；d管径，m；u流速，m/s；入——摩擦系数。管路的燃擦系数是根据这一理论关系來测定的。对已知长度、管径的直管，在一•定流速范围内，测出阻力损失，然后按式(1-4)求出摩擦系数。根据能量衡算方程Pi
4、Ujp9u2K—+Zjg+—+^=^+z2g+—+hfP2P2(1-5)在一条等直径的水平管上选取两个截面，测定入〜Re的关系，则这两截面间管段的阻力损失便简化为(1-6)两截而间管段的压力差(P】一P2)可用U形管压差计测量，故可计算出hf。用流量计测定流体通过相应管段的流量，在已知d的情况下流速可以通过式V=TTd2u/4计算，由流体的温度可查得流体的密度P、粘度因此，对于每一组测得的数据可分别计算出对应的入和Re,作ttllgX〜lgRe图。1.局部阻力系数测定根据局部阻力系数的定义：(1-7)式中：：—局部阻力系数。只要测出流体
5、经过管件时的阻力损失hf以及流体通过管路的流速u,即町算出局部阻力系数，由此可作出lgg〜lgRe图。。不过在测定阻力损失时，测压孔不能在紧靠管件处，否则静压强差难以测准。另外，还有一个重要原因，即管件的阻力损火不仅是流体通过管件的损失，还包括由于流体通过管件时，其前后扰动加强，使得前后一小段管子内管壁摩擦增加的损失。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的阻力损失。五、实验操作1、孔板流最计系数的测定：本装置的孔板,管径,di=40.00；孔径，do=24
6、.33,d0/d=0.6083。查得此孔板的孔流系数如下表：表2本装置孔板的孔流系数Re102X10*3X1045X1041O'>2X105Co0.67730.66550.66090.65610.65190.6506实际孔流系数还要乘上一管道粗糙度校正系数k2二1.0116.开关适当阀门，使水流流程如图2：打开电源开关开启水泵，全开1#阀门，关闭3#阀门，调节2#阀门开度，利用秒表、摆头和计量槽测流量（间隔一定时间，记录计量杷中液体液位），从U形管读取孔板压差示值，计算Rew并由式1-1计算孔板流量计孔流系数S值，改变2#阀门开度，利用
7、秒表、摆头和计量槽测流量从U形管读取孔板压差示值，计算Re°2并由式1-1计算孔板流量计孔流系数C°2值，…,如此，得到一组Re。】，Coi,Re°2,C02,…，作出Re~G曲线。2、文丘里流量计的流量系数的测定：本装置的文丘里管，山二25.5；do=14。C、・二1.028.开关适当阀门，使水流流程如图2：图3文丘里流量计系数测定流程测量过程同1。3、毕托管测速测量过程如同孔板流量计系数的测定：打开电源开关开启水泵，全开1#阀门，关闭2#阀门，调节3#阀门开度，利用秒表、摆头和计量槽测流量（间隔一定时间，记录计量槽中液体液位），从U
8、形管读取孔板压差示值，计算Re并由式1-1计算毕托管流量计孔流系数G值,如此，得到一组Rei,Ci,Re?,C2,…，作i'l
9、Re~C曲线。4、光滑管阻力系数测定：开关适当阀门，使水流流程如图2。通过阀门
