实验三流体流动阻力测定实验指导书（页）

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1、即，2=2dpzplu2(2)流体流动阻力的测定一、实验目的1.掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。2.测定总管摩擦系数九与雷诺准数Rc的关系，验证在一般湍流区内入与Rc的关系曲线，测定流体流经阀门时的局部阻力系数〈4.学会倒U形压差计的使用方法，识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。二、基本原理流体通过由直管、管件（如三通和弯头等）和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定的机械能。流体流经总管吋所造成机械能损失称为直管阻力损失。流体通过管件

2、、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。1.肓管阻力摩擦系数灭的测定流体在水平等径直悖中稳定流动时，阻力损失为：(1)式中：久一直管阻力摩擦系数，无因次；〃一直管内径，m；A几一流体流经/米直管的压力降，Pa;hf一单位质最流体流经/米肓管的机械能损失，J/kg；p一流体密度，kg/m3；/一直管长度，m；"—流体在管內流动的平均流速，m/so(3)(4)滞流（层流）时,ReRe=如式中：Rc_雷诺准数，无因次；“—流体粘度，kg/（ms）o湍流时a是雷诺准数Re和相

3、对粗糙度a/d）的函数，须由实验确定。由式（2）可知，欲测定儿需确定/、乩测定A/、依p、〃等参数。I、d为装置参数（装置参数表格中给出），卩、“通过测定流体温度，再查有关手册而得，"通过测定流体流量，再由管径计算得到。例如本装置采用转子流量计测流MV（m3/h）,且已经校核，则900/rd2△久可川U型管.倒置U型管、测压直管等液柱压差计测定，或采用差压变送器和二次仪表显示。（1）当采用倒置U型管液柱压差计吋铭=pgR式中：R—水柱高度，im（2）当采用U型管液柱压差计时少/=（p0-JgR式中：

4、R—液柱高度，mQ()—指示液密度，kg/m'。根据实验装直结构参数人d,指示液密度几，流体温度to(查流体物性“、“)，及实验时测定的流最V、液柱压差计的读数R,通过式(5)、(6)或(7)、(4)和式(2)求取Re和久，再将Re和久标绘在双对数坐标图上。1.局部阻力系数g的测定局部阻力损火通常冇两种表示方法，即当虽长度法和阻力系数法。(1)当量长度法流体流过某管件或阀门时造成的机械能损失看作与某一长度为仃的同直径的竹道所产生的机械能损失相当，此折合的管道长度称为当量长度，用符号仃表示。这样，就可

5、以用直管阻力的公式來计算局部阻力损失，而且在管路计算时可将管路屮的直管长度与管件、阀门的当量长度合并在一-起计算，则流体在管路屮流动时的总机械能损失工hf为:2(2)阻力系数法流体通过某一管件或阀门时的机械能损火表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数，局部阻力的这种计算方法，称为阻力系数法。即：(9)2ir~2故(10)式中：局部阻力系数，无因次；妙；一局部阻力压强降，Pa；(本装置屮，所测得的压降应扌II除两测压口间肓管段的压降，W管段的压降由直管阻力实验结果求取。)"—流体密度，kg/m3

6、；g—重力加速度，9.81m/s2；u一流体在小截面管中的平均流速，m/so待测的管件和阀门由现场指定。本实验采川阻力系数法表示管件或阀门的局部阻力损失。根据连接管件或阀门两端管径中小管的直径乩指示液密度几，流体温度t°(查流体物性p、心,及实验时测定的流量V、液柱压差计的读数R,通过式(5)、(6)或(7)、(10)求取管件或阀门的局部阻力系数冬三、实验装置与流程1.实验装置实验装置如图1所示：C开始I3Qid»JGL10DD

7、Q给学校的软件Iigj涼価阻力实.・I叵］ahcrx。班…

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11、辰）｝R£、泵性能.•.旨0匸

12、«Q◎溜20:11—图（数字型）1.实验流程实验对彖部分是由贮水箱，离心泵，不同管径、材质的水管，各种阀门、管件，转子流量计和倒U型压差计等所组成的。管路部分有三段并联的长直管，测定局部阻力部分使用不锈钢管，其上装有待测管件（闸阀），光滑管直管阻力的测定同样使用内壁光滑的不锈钢管，而粗糙管直管阻力的测定对象为管道内壁较粗糙的镀锌管。水的流量使川转了流量计测量，管路和管件的阻力采川各自的倒U形压差计测量，流体温度由金属温度计测量。2.装置参数装査参数如农

13、1所示。表1名称材质管内径（mm）测量段长度（cm）管路号管内径局部阻力闸阀1A20.9100光滑管不锈钢管1B20.9100粗糙管镀锌铁管1C21.1100四、实验步骤1.泵启动：首先对水箱进行灌水，然示关闭出口阀，打开总电源和仪表开关，启动水泵，待电机转动平稳后，把出口阀缓缓开到最大。2.实验管路选择：选择实验管路，把对应的进口阀打开，并在出口阀最人开度卞，保持全流量流动5—lOmino3・引压：打开对应测量段的均压环引压阀，使高低压与倒U型压差计的左右进压阀连通