管内沿程阻力系数测定.doc

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1、实验六管内沿程阻力系数测定(一)实验目的:通过实验掌握管内沿程阻力的测试方法。(二)基本原理:流体沿内径均匀的管道流动时,由于流体的粘性沿程水头损失的大小与管长、管径、管壁粗糙度Δ、流体的平均流速密度和粘度有关。跟据相似原理分析,可由以下关系式表示:(8—1)令(8—2)则(8—3)沿程阻力系数是雷诺数和管壁对粗糙度Δ/的函数,它可以由理论推导及用实验的方法获得实验曲线或经验公式求得。对于层流流动沿程阻力系数是用分析方法推导出来,并且以为实验所证实,而对于湍流流动,沿程阻力系数的计算公式,则是人们在实验的基础上提出某些假设,经过分析和根据实验进行修正.而归纳出来的半径验公式,

2、下面简单介绍一些常用公式:1.层流区:<232(8—4)2.湍流光滑管区:(8—5)3.湍流粗糙管过渡区:(8—6)式中代表一种正比于圆壁平均凹凸的粗糙长度。4.湍流粗糙平方阴力区:(8—7)在教学实验条件的限制下,只能就一种特定的管道,在不同的下做若干个实验点,把这些实验点联成一条曲线,这条曲线的某一段可以用一个经验公式来表达。本实验中流速可由流量计测得流量后经计算而得,沿程损失可用差压计测得,水平安装的管道,沿程损失水头损失与管道两端压差关系为:(8—8)用所求得的流速和沿程损失及管道直径,管道长度即可求得管道沿程阻力系数,同时也可求出,即可画出与的关系曲线。(三)实验设

3、备如图8-1所示,主要由保持恒定水位的水箱,实验管段和测量Ⅰ,Ⅱ两处阻力损失的差压变送器以及测量水流量的涡轮流量计,显示仪表等组成。81         32462ⅠⅡ761151091-显示仪表2-差压变送器3.4-排气阀门5-流量调节阀门6-涡轮流量计7-水泵8-高位水箱9-地下水池10-地沟11-实验管段图8—1沿程阻力实验(四)实验方法与步骤:1.实验前应开启3,4阀门排除差压计连接软管中可能存在的空气,使显示仪表的读数为零。2.将阀门5开至最大,使管中尽可能通过最大流量,等到水流平稳后记录差压仪表读数及涡轮流量计读数,由值可求出压差,值可以求出流量,称为仪表常数。3

4、.逐次关小出水阀门5,当管内通过不同流量时,分别记录差压计读数和流量计读数,共进行十次。4.测量水温,并通过查表计算求得液体粘度。(五)实验注意事项:1.每次调整流量的幅度应使十次的实验点能较均匀地分布。2.每次调节阀门改变流量后,为使水流稳定,须待2-3分钟再读数据。(六)实验数据记录:实验段直径实验段管长水温实验次数名称及单位12345678910差压计读数涡轮流量计(七)实验结果处理:1.根据测量数据计算、、和,并把计算结果列成表。2.从求得的和,绘制纵坐标为,横坐标为的曲线。(八)思考题:1.从实验曲线判断流动属哪一种流动区域,并与相应区域的理论公式比较。2.分析误差

5、产生的原因。

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