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1、流体阻力实验—、实验目的1.学习直管摩擦阻力皿、直管摩擦系数入的测定方法。2.掌握直管摩擦系数X为雷诺数屁Z间关系及其变化规律。3.学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川方法。二、实验装置秒表一-块、温度计—支。图1实验装置实物图表1装置管道尺寸一览表大管小管铜管光滑管尺寸050X4.6632X2.9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：Ai=l.08X0.55m2:小：血=0.55X0.55m2实验装置如图1所示。主要部分由水槽，不同管
2、径、材质的管子，各种阀门或管件，孔板流量计、文丘甲•流量计、皮托测速管等组成。最下边的第五根为内径6imn的细铜管，川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定(1-1)(1-2)V=认=M严尹=M輕尹关联Co〜Rc曲线2文丘里流量汁的流量系数的测定V=s,严严心J旳;—)关联Cv〜Re曲线3学握毕托管测速原理uf)—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“标准弯头的局部阻力系数&〜Re。7.滞留区摩擦系数的测定，绘制入〜Rg关系图。U!实验原理1.直管阻力系数测定直管的摩擦系数是雷诺数和管的相对粗
3、糙度(£/d)的函数，即(Re,E/d),因此，相对粗糙度一定，入与Re有一定的关系。根据流体力学的基本理论，摩擦系数与阻力损失Z间存在如下的关系：d2(1-4)式中:hi阻力损失,J/kg；1——管段长度，m；d管径，m；u流速，m/s；A——摩擦系数。管路的摩擦系数是根据这一理论关系来测定的。对已知长度、管径的直管，在一•定流速范围内，测岀阻力损失，然后按式(1-4)求出摩擦系数。根据能量衡算方程P,u,p7u2,—+z.g+—+^=^+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，则这两截血间管段的阻力损失便简化为(1-6)两截面间管段的
4、压力差(Pl—P2)可用I：形管压差计测量，故可计算出ht。用流量计测定流体通过相应管段的流量，在已知d的情况下流速对以通过式V-TTd2u/4计算，由流体的温度可查得流体的密度P、粘度「因此，对丁•每一组测得的数据可分别计算出对应的入和Re,作出lg入〜IgRe图。1.局部阻力系数测定根据局部阻力系数的定义：(1-7)式屮：：——局部阻力系数。只要测出流体经过管件时的阻力损失hf以及流体通过管路的流速U,即可算出局部阻力系数，由此可作出陀&〜lgRe图。。不过在测定阻力损失吋，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，即管件的阻力损失不仅是流体通过管件的损失，
5、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筲子上，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航管的阻力损失。五、实验操作1、孔板流量计系数的测定：本装置的孔板,管径,di=40.00；孔径，do=24.33,do/d=0.6083o查得此孔板的孔流系数如下表：表2木装置孔板的孔流系数Reio12X10*3X1015X101105>2X10'Co0.67730.66550.66090.65610.65190.6506实际孔流系数还要乘上一管道粗糙度校正系数k2=1.0116.开关适当阀门，
6、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（间隔一定时问，记录计量槽屮液体液位），从U形管读取孔板压差示值，计算R卸并由式1-1让算孔板流暈计孔流系数5值，改变2#阀门开度，利用秒表、摆头和计量槽测流量从U形管读取孔板压差示值，计算Ro°2并由式1-1计算孔板流量计孔流系数C®值，…,如此，得到一•组Re（n,Coi,Reo2,Co2,…，作出Re〜Co曲线。2、文丘里流童计的流量系数的测定：本装置的文丘里管，d.=25.5；do=14。Q=1.028.开关适当阀门，使水流流程如图2：文丘里—关HX1—开HX—关摆头计
7、量槽图3文丘里流暈计系数测定流稈测量过程同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。值,如此，得到一组Rei,Ci,Re2,C2,…，作出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
