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1、精选优质文档-倾情为你奉上中国石油大学（华东） 工程流体力学 实验报告实验日期： 成绩： 班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者： 实验七、沿程阻力实验一、实验目的 填空 1掌握测定镀锌铁管管道 沿途阻力系数 的方法；2在双对数坐标纸上绘制 -Re 的关系曲线；3进一步理解 沿途阻力系数随雷诺数 的变化规律。二、实验装置在图1-7-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称 本实验采用管流实验装置中的第1根管路，即实验装置中最细的管路。在测量较大压差时，采用两用式压差计中的汞-水压差计；压差较小时换用水-气压差计。另外，还需要的测量工具有量水箱、量筒、秒表、温度计、水的粘温表F1 文丘利流量计
2、 ； F2 孔板流量计 ；F3 电磁流量计；C 量水箱 ； V 阀门 ； K 局部阻力实验管路 图1-7-1 管流综合实验装置流程图三、实验原理 在横线正确写出以下公式本实验所用的管路是水平放置且等直径，因此利用能量方程式可推得管路两点间的沿程水头损失计算公式： hf= L/D*v2/2g （1-7-1）式中： 沿程阻力系数；L实验管段两端面之间的距离，m；D实验管内径，m；g重力加速度（g=9.8 m/s2）；v管内平均流速，m/s；hf沿程水头损失，由压差计测定。由式（1-7-1）可以得到沿程阻力系数的表达式： = 2g D* hf /(L*v2) （1-7-2）沿程阻力系数在层流时只与雷
3、诺数有关，而在紊流时则与雷诺数、管壁粗糙度有关。当实验管路粗糙度保持不变时，可得出该管的-的关系曲线。四、实验要求 填空 1有关常数 实验装置编号：No. 7 管路直径：D = 1.58 cm； 水的温度：T = 19.5 ；水的密度：= 0.99833 g/cm3； 动力粘度系数：= 1.01745 mPas；运动粘度系数：= 0.01019 cm2/s； 两测点之间的距离：L= 500 cm2实验数据处理见表1-7-2 表1-7-2 沿程阻力实验数据处理表次数Q/ml/sv/cm/s/cm/cmhf/cm1381.068 194.455 65.3822.80.135 30150.985 2
4、274.390 140.018 35.4446.00.141 21710.396 3206.039 105.139 19.9250.70.140 16302.292 4149.165 76.117 10.9137.30.147 11802.257 5100.489 51.278 4.763.5 63.5 0.150 7950.932 677.455 39.524 36.6 36.6 0.145 6128.424 747.675 24.328 14.5 14.5 0.152 3772.180 837.449 19.110 8.8 8.8 0.149 2963.083 929.743 15.177
5、 5.7 5.7 0.152 2353.309 1025.256 12.888 3.9 3.9 0.145 1998.279 1121.720 11.084 2.8 2.8 0.141 1718.566 1218.748 9.567 2.0 2.0 0.135 1483.398 1316.827 8.587 1.5 1.5 0.126 1331.385 1414.092 7.191 1.1 1.1 0.126 1115.027 1510.541 5.379 0.8 0.8 0.161 833.992 168.195 4.182 0.6 0.6 0.195 648.396 176.974 3.5
6、59 0.4 0.4 0.196 551.828 184.001 2.042 0.3 0.3 0.446 316.568 19203、以其中一组数据写出计算实例（包含公式、数据及结果）。（1）汞柱差： =h2-h1=92.8-27.5=65.3cm沿程水头损失：hf=12.6* =12.6*65.3=822.78cm（2）运动粘度系数：= /= 1.01745/ 0.99833/100=0.01019 cm2/s（3）流量：=A*(hu-hd)/t=400*(42.4-11)/32.96= 381.068 ml/s（4）管内平均流速：v =Q/(/4*D2)= 381.068/(3.14/4*
7、1.582)= 194.455cm/s（5）雷诺数：=v D/ = 194.455*1.58/ 0.01019=30150.985（6）沿程阻力系数：= 2g D* hf /(L*v2)=2*9.8*822.78/(5* 194.4552)= 0.1354在双对数坐标纸上绘制-的关系曲线。五、实验步骤 正确排序（5 ）逐次关小V11，记录18组不同的压差及流量；（2）打开阀门V10排气，排气完毕将阀门关闭；（7 ）实验完毕后，依次关闭V11、实验管路左右两测点的球形阀，并打开两用式压差计上部的球形阀。（1 ）阀门V1完全打开。一般情况下V1是开着的，检查是否开到最大即可；（4 ）用打气筒将水-
8、气压差计的液面打到中部，关闭压差计上、下方的三个球形阀，将V11完全打开。待水流稳定后，记录压差计读数，同时用体积法测流量（压差57 cm汞柱时，打开压差计下方的两个球形阀，由汞-水压差计换用水-气压差计来读压差）；（6 ）用量筒从实验管路中接足量的水，放入温度计5分钟后读出水的温度，查粘温表；（3 ）打开实验管路左、右测点及压差计上方的球形阀，检查压差计左右液面是否水平。若不在，须排气（为防止汞发生外泄，排气时应在老师的指导下进行）；六、注意事项 1本实验要求从大流量（注意一定要把阀门V11完全打开）开始做，逐渐调小流量，且在实验的过程中阀门V11不能 逆转 ；2实验点分配要求尽量合理，在记
9、录压差和 流量 时，数据要一一对应；3使用 量筒 、 温度计 等仪器设备时，一定要注意安全；4做完实验后，将量筒、温度计放回原处，将秒表交回。七、问题分析 1如将实验管安装成倾斜的，比压计中的读数差是不是沿程水头损失？是的。伯努利方程中 =位置水头差和压力水头差。 比压计的读数是测压管水头差包括位置水头差和压力水头差，所以比压计中的读数差是沿程水头损失2随着管路使用年限的增加，-关系曲线会有什么样的变化？ 管路使用时间的增加会使管路的粗糙度增大，从而使得沿程阻力系数变大，所以-关系曲线会向上移动。3当流量、实验管段长度相同时，为什么管径愈小，两断面的测压管液面差愈大？其间的变化规律如何？根据连
10、续性方程Q=Av管径愈小其断面的流速就越大，而测压管液面差体现为hf= L/D*v2/2g，hf与速度的平方成正比，所以管径愈小，hf越大，两断面的测压管液面差愈大。变化规律： 和公式hf=2LQ /(d5) 相一致八、心得体会这次实验是所有4个试验中用时最长且操作要求很高的的一个。在记下操作注意事项和要求后，便开始着手实验，四个人分管测流量、调节水阀和压差计读数，在团队的合作终于准确且有效率的完成了。在数据处理过程中，大量的计算也让沿途阻力这一流体力学的重要内容的理论知识更加清晰深刻，公式熟练掌握，沿途阻力系数和雷诺数的关系也通过图表直观的建立起来，这对进一步研究流体力学理论问题有很大帮助。专心-专注-专业