文档介绍：实验三管路阻力的测定
一、实验目的
,管子摩擦系数λ及管件、阀门的局部阻力系数ζ的测定方法,并通过实验了解它们的变化,巩固对流体阻力基本理论的认识;
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、阀门的局部阻力系数。
二、基本原理
流体在管路中流动时,由于粘性剪应力和涡流的存在,不可避免地会产生流体阻力损失。流体在流动时的阻力有直管摩擦阻力(沿程阻力)和局部阻力(流体流经管体、阀门、流量计等所造成的压力损失。
-Re关系的测定:
流体流经直管时的阻力损失可用下式计算:
L-直管长度,m;
d-直管内径,m; u-流体的流速,m/s;
λ-摩擦系数,无因次。
已知摩擦系数λ是雷诺数与管子的相对粗糙度(△/d)的函数,即
λ=(Re,△/d)。为了测定λ-Re关系,可对一段已知其长度、管径及相对粗糙度的直管,在一定流速(也就是Re一定)下测出阻力损失,然后按下式求出摩擦系数λ:

J/kg
其中,为截面1与2间的压力差,Pa;ρ流体的密度,kg/m3。
用U形管压差计测出两截面的压力,用温度计测水温,并查出其ρ、μ值,即可算出hf,并进而算出
λ。由管路上的流量计可知当时的流速,从而可计算出此时的Re数;得到一个λ-Re对应关系,改变不同的流速,有不同的Re及λ,可得某相对粗糙度的管子的一组λ-Re关系。以λ为纵坐标,Re为横坐标,在双对数坐标纸上作出λ-Re曲线,与教材中相应曲线对比。

流体流经阀门、管件(如弯头、三通、突然扩大或缩小)时所引起的阻力损失可用下式计算:
J/kg
式中ζ即为局部阻力系数。
只要测出流体经过管件时的阻力损失hf以及流体在相同直径的导管中的流速u,即可算出阻力系数ζ。
三、实验装置和流程
本实验装置主要设备有水箱和离心泵,离心泵1从水槽15吸入水,经调节阀3送到管路阻力测量系统。经直管的压口10、弯头11、涡轮测量计13后送回水槽15。测定管子摩擦系数和阀件阻力系数时,打开离心泵进口阀2、,指示液为水。管内水的流量由涡轮流量计测定。用调节阀3可以改变流体通过管内的流速,从而计算出不同流动状态下的摩擦系数和弯头阻力系数。
1-离心泵 2-泵进口阀 3泵出口阀 4-真空表 5-压力表 6-转速表 7转速传感器 8-冷却风扇
9-加水旋塞10-测压法兰 11-弯头 12-流量显示表 13-透明涡轮流量变送器 14-计量槽 15-水槽
16-马达天平测功机
四、操作步骤
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,以后水可循环使用。
,使用离心泵时注意:
(1)离心泵在启动前要灌水排气;
(2)离心泵要在出口阀关闭的情况下启动;
(3)关闭前要先关出口阀。
:为了减少实验误差,实验前应进行排气。
(1)管路排气;(2)测压导管排气;
。调节时可在流量变化的整个幅度内取8~10个读数。每调一次流量后,应等稳定后同时读取各测定点的数据。
,记录6~8组数据即可。
,关闭出口阀,然后拉开电闸,停泵。
本实验的主要误差是压差计的