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流体力学综合实验报告.doc

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流体力学综合实验报告.doc

上传人:1640869425 2020/4/21 文件大小:454 KB

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流体力学综合实验报告.doc

文档介绍

文档介绍:,作出λ与Re的关系曲线。观察水在管道内的流动类型。测定在一定转速下离心泵的特性曲线。标定孔板流量计,绘制Co与Re的关系曲线。熟悉流量、压差、温度等化够不够仪表的使用。,由于实际流体有粘性,其在管内流动时存在摩擦阻力,必然会引起流体能量损耗,此损耗能量分为直管阻力损失和局部阻力损失。流体在水平直管内作稳态流动(如图1所示)时的阻力损失可根据伯努利方程求得。以管中心线为基准面,在1、2截面间列伯努利方程:p1ρ+u122+gz1=p2ρ+u222+gz2+hf因u1=u2,z1=z2,故流体在等直径管的1、2两截面间的阻力损失为hf=p1-p2ρ=∆pρ流体以流速u通过管内径d、长度为l的一段管道时,其直管阻力为hf=λ·ld·u22由上面两式得:λ=∆pρ·dl·2u2而Re=duρμ由此可见,摩擦系数与流体流动类型、管壁粗糙度等因素有关。由因次分析法整理可形象地表示为λ=φ(Re,εd)式中:-----------直管阻力损失,J/kg;------------摩擦阻力系数;----------直管长度和管内径,m;---------流体流经直管的压降,Pa;-----------流体的密度,kg/m3;-----------流体黏度,Pa·s;-----------流体在管内的流速,m/s;流体在一段水平等管径管内流动时,测出一定流量下流体流经这段管路所产生的压降,即可算得hf。两截面压差由差压传感器测得;流量由涡轮流量计测得,其值除以管道截面积即可求得流体平均流速u。在已知管径d和平均流速u的情况下,测定流体温度,确定流体的密度ρ和黏度μ,则可求出雷诺数Re,从而关联出流体流过水平直管的摩擦系数λ与雷诺数Re的关系曲线图。2求离心泵的特性曲线离心泵的特性,可用该泵在一定转速下,扬程与流量H=f1(qv),轴功率与流量N=f2(qv),效率与流量η=f3(qv)三条曲线形式表示。若将扬程H、轴功率N和效率η对流量qv之间的关系分别绘制在同一直角坐标上所得的三条曲线,即为离心泵的特性曲线,如图二所示。①流量qv:离心泵输送的流量qv由涡轮流量计测定。②扬程H:扬程是指离心泵对单位重量的液体所提供的外加能量。以离心泵入口管中心线的水平面为基准面,离心泵入口真空压力表处为1-1截面,出口压力表处为2-2截面,在1-1截面和2-2截面之间列出伯努利方程式,确定流体经离心泵所增加的能量(mH2O)此能量称为扬程H,其计算式为H=p2-p1ρg+u22-u122g+z2-z1+∑Hf1-2式中:∑Hf1-2≈0;p2、p1——离心泵出、进口表压(Pa);u1,u2——离心泵进、出口管内流速(m/s);z1,z2——离心泵进、出口压力表处离基准面的高度(m);H——离心泵扬程(mH2O);ρ——流体密度(kg/m3)③轴功率N:离心泵的轴功率N(kW)是指泵轴所消耗的电功率,实验采用功率表测定电机输入功率后,按下式进行计算N=N电×η传式中:N——离心泵轴功率(kW);η传——机械传动效率,;N电——电动机的输入有效功率,由功率表测定。④效率:离心泵的效率η是理论功率与轴功率的比值。即η=NtN×100%而理论功率Nt是离心泵对流体所做的有效功(kW),即Nt=⑴流体力学实验装置示意图如图所示。⑵主要设备和仪表①供水系统:水箱、离心泵、循环管路。②测压仪表:压差变送器、压力表。③流量仪表:涡轮流量计、转子流量计、孔板流量计。④控制柜:变频器、功率表、转速器、无纸记录仪。⑤管路系统:由不锈钢管、铜管、水箱和离心泵构成循环管路系统。,检查设备和仪表是否完好,先启动总电源,再启动仪表电源,然后观察仪表工作是否正常。关闭调节阀1和调节阀2,检查水箱里的水液位是否到指定液位(高于离心泵出口至少100mm)。测定离心泵特性曲线时应设定离心泵频率,再启动离心泵。调节阀2(逆时针为开启,顺时针为关闭)开到最大开度,流量最大,稳定2-3min后,记录流量、离心泵进口和出口表压、功率。逐渐调节调节阀2,使流量从最大到零,重复操作8-10次,每次稳定2-3min后,记录流量、离心泵进出口表压、功率,完成离心泵特性曲线的测定。改变离心泵频率,重复操作实验步骤(4)、(5),完成不同频率时离心泵特性曲线测定。开启调节阀1,全开管路的切换阀,关闭调节阀2,排除管路系统内空气。开启所测管路的三通阀后,再开启所测管路1-1截面和2-2截面的测压阀,排除测压管内的气体。测定a