文档介绍：流体力学综合实验实验指导书流体力学综合实验一、实验目的1)能进行光滑管、粗糙管、闸阀局部阻力测定实验,测出湍流区阻力系数与雷诺数关系曲线图;2)能进行离心泵特性曲线测定实验,测出扬程、功率和效率与流量的关系曲线图;3)学****工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法,使学生了解涡轮流量计、C1000、电动调节阀以及相关仪表的原理和操作;二、装置整体流程图:1-离心泵;2-进口压力变送器;3-铂热电阻(测量水温);4-出口压力变送器;5-电气仪表控制箱;6-均压环;7-粗糙管;8-光滑管(离心泵实验中充当离心泵管路);9-局部阻力管;10-管路选择球阀;11-涡轮流量计;12-局部阻力管上的闸阀;13-电动调节阀;14-差压变送器;15-水箱图1实验装置流程示意图离心泵特性测定实验一、基本原理离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一,其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H、轴功率N及效率η与泵的流量Q之间的关系曲线,它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内部流动情况复杂,不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线,只能依靠实验测定。、2两截面,列机械能衡算方程:(1-1)由于两截面间的管长较短,通常可忽略阻力项,速度平方差也很小故可忽略,则有(1-2)式中:,表示泵出口和进口间的位差,m;和ρ——流体密度,kg/m3;g——重力加速度m/s2;p1、p2——分别为泵进、出口的真空度和表压,Pa;H1、H2——分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头,m;u1、u2——分别为泵进、出口的流速,m/s; z1、z2——分别为真空表、压力表的安装高度,m。由上式可知,只要直接读出真空表和压力表上的数值,及两表的安装高度差,就可计算出泵的扬程。(W)(1-3)其中,N电为电功率表显示值,k代表电机传动效率,可取。。有效功率Ne是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功率,轴功率N是单位时间内泵轴从电机得到的功,两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。泵的有效功率Ne可用下式计算:(1-4)故泵效率为(1-5)。但是,实际上感应电动机在转矩改变时,其转速会有变化,这样随着流量Q的变化,多个实验点的转速n将有所差异,因此在绘制特性曲线之前,须将实测数据换算为某一定转速n¢下(可取离心泵的额定转速2900rpm)的数据。换算关系如下:流量(1-6)扬程(1-7)轴功率(1-8)效率(1-9)二、实验装置与流程离心泵特性曲线测定装置流程图如下:1-水箱;2-离心泵;3—铂热电阻(测量水温);4-泵进口压力传感器;5-泵出口压力传感器;6-灌泵口;7-电器控制柜;8—离心泵实验管路(光滑管);9-离心泵的管路阀;10—涡轮流量计;11-电动调节阀;12-旁路闸阀;13-离心泵实验电动调节阀管路球阀;图2-2实验装置流程示意图四、:(1)清理水箱中的杂质,然后加装实验用水。给离心泵灌水,直到排出泵内气体。(2)检查各阀门开度和仪表自检情况,试开状态下检查电机和离心泵是否正常运转。开启离心泵之前先将出口阀关闭,当泵达到额定转速后方可逐步打开出口阀。(3)实验时,通过组态软件或者仪表逐渐增加电动调节阀的开度以增大流量,待各仪表读数显示稳定后,读取相应数据。离心泵特性实验主要获取实验数据为:流量Q、泵进口压力p1、泵出口压力p2、电机功率N电、泵转速n,及流体温度t和两测压点间高度差H0(H0=)。(4)测取10组左右数据后,可以停泵,同时记录下设备的相关数据(如离心泵型号,额定流量、额定转速、扬程和功率等),停泵前先将出口阀关闭。:(1)一般每次实验前,均需对泵进行灌泵操作,以防止离心泵气缚。同时注意定期对泵进行保养,防止叶轮被固体颗粒损坏。(2)泵运转过程中,勿触碰泵主轴部分,因其高速转动,可能会缠绕并伤害身体接触部位。(3)不要在出口阀关闭状态下长时间使泵运转,一般不超过三分钟,否则泵中液体循环温度升高,易生气泡,使泵抽空。五、数据处理(1)记录实验原始数据如下表1:实验日期:实验人员:学号:装置号:离心泵型号=,额定流量=,额定扬程=,额定功率=泵进出口测压点高度差H0=,流体温度t=实验次数流量Qm3/h泵进口压力p1kPa泵出口压力p2kPa电机功率N电kW泵转速nr/m(2)根据原理部分的公式,按比例定律校合转速后,计算各流量下的泵扬程、轴功率和效率,如表2:实验次数流量Qm3/h扬程Hm轴功率NkW泵效率η%六、~Q、N~Q、η~