流体阻力实验预习

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1、流体阻力实验（第组）——工程楼105&107一、实验目的1、识别组成管路的各种管件、阀门等，了解其作用2、了解涡轮流量计，铂电阻温度计，压差传感器的安装、使用及其优缺点3、学会使用装置的现场仪表和电气控制系统4、掌握用量纲分析法解决实际问题5、理解测定摩擦阻力系数的工程意义二、实验内容1、测定湍流特定ε/d条件下，摩擦系数λ随Re的变化关系2、测定湍流多个管件的局部阻力系数ζλ随Re的变化关系3、测定层流条件下，摩擦系数λ随Re的变化关系三、实验原理1、直管阻力损失函数：f（hf，ρ，μ，l，d，ε,u）=0应用量纲分析法寻找hf（ΔP/ρ）与各影响因素间的关系1）影响因

2、素物性：ρ，μ设备：l，d，ε操作：u（p,Z）2）量纲分析ρ[ML-3]，μ[ML-1T-1]，l[L]，d[L]，ε[L]，u[LT-1]，hf[L2T-2]3）选基本变量（独立，含M，L，T）d，u，ρ（l，u，ρ等组合也可以）4）无量纲化非基本变量μ：π1＝μρaubdc[M0L0T0]=[ML-1T-1][ML-3]a[LT-1]b[L]c⇒a=-1,b=-1,c=-1变换形式后得：π1＝ρud/μl:π2＝l/dε:π3＝ε/dhf:π4＝hf/u25）原函数无量纲化6）实验摩擦系数：层流圆直管（Re<2000）：λ=φ（Re）即λ=64/Re湍流水力学光滑管

3、（Re>4000）：λ=0.3163/Re0.25湍流普通直管（4000临界点）：λ=φ（ε/d）即2、局部阻力损失函数局部阻力系数：考虑流体阻力等因素，通常管道设计液速值取1～3m/s，气速值取10～30m/s。大多数阀门：顺时针旋转是关闭，逆时针旋转是打开。-4-三、实验流程放水阀铂电阻温度计高位槽层流调节阀流量调节阀水箱水泵涡轮流量计流体阻力测定实验流程四、实验操作1、关闭流量调节阀门，启动水泵；2、调整阀门V1～V5开关，确定测量管路；3、打开对应引压管切换阀门和压差传感器阀门，进行主管路、测压管路排气

4、；4、排气结束，关闭传感器阀门，检查其数值回零，否则继续排气；5、确定量程，布点，改变水流量测多组数据；6、所有参数在仪表柜集中显示，水流量/m3•h-1，压降/kPa，温度/℃；7、层流实验水流量由量筒和秒表测出；8、测完所有数据，停泵，开传感器排气阀，关闭切换阀门；9、检查数据，整理好仪器设备，实验结束。五、实验数据表不锈钢管：l=1.5m，d=m，压降零点修正ΔP0=kPa，水温度=℃序号水流量/m3•h-1压降/kPa雷诺数Re摩擦系数λλBlasius2位小数2位小数0位小数3位小数3位小数10.602345678910-4-镀锌钢管：l=1.5m，d=m，压降

5、零点修正ΔP0=kPa，水温度=℃序号水流量/m3•h-1压降/kPa雷诺数Re摩擦系数λλBlasius2位小数2位小数0位小数3位小数3位小数10.602345678910突扩管：d1=m，d2=m，压降零点修正ΔP0=kPa，水温度=℃序号水流量/m3•h-1压降/kPa雷诺数Re1局部阻力系数ζζ理论2位小数2位小数0位小数2位小数2位小数11.0023456截止阀（全开）：d=0.021m，压降零点修正ΔP0=kPa，水温度=℃序号水流量/m3•h-1压降/kPa雷诺数Re局部阻力系数ζ11.002345球阀（全开）：d=0.021m，压降零点修正ΔP0=kPa

6、，水温度=℃序号水流量/m3•h-1压降/Pa雷诺数Re局部阻力系数ζ11.002345-4-层流管：l=m，d=m，压降零点修正ΔP0=kPa，水温度=℃序号水体积/ml时间/s压降/kPa雷诺数Re摩擦阻力系数λλ理论1400.40234567六、实验结果作图及分析在双对数坐标系内作图七、思考题1、以水为工作介质测得的λ-Re曲线，能否适用于其它种类的牛顿型流体？为什么？2、在什么条件下，不同组的λ-Re数据能关联在一条线上？3、以下测出的压差是否代表直管阻力损失？它们分别是多少？在什么条件下R1=R2=R3？4、根据实验数据，估计不锈钢管和镀锌钢管的粗糙度是多少？5

7、、突扩管两测压点间的沿程阻力对局部阻力系数的影响有多大？如何避免或减小？-4-