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1、流体流动阻力的测定实验第1页，本讲稿共17页实验目的1、学习直管摩擦阻力、学习直管摩擦阻力P、局部阻力、局部阻力P局局、直管摩擦系数、直管摩擦系数、局部阻力局部阻力系数系数的的测测量方法；量方法；2、掌握直管摩擦系数、掌握直管摩擦系数与雷诺数与雷诺数Re之间的关系的测定方法及其变化规之间的关系的测定方法及其变化规律；律；3、学会压差计、流量计的使用方法以及识别管路中各个管件、阀、学会压差计、流量计的使用方法以及识别管路中各个管件、阀门的作用。门的作用。4、掌握对数坐标的使用方法。、掌握对数坐标的使用方法。第2页，本讲稿共17页实验装置流程示意图实验装置流程示意图离心泵离心泵水管水管阀门阀门1U
2、形管压差计形管压差计温度计温度计T流量计流量计2第3页，本讲稿共17页第4页，本讲稿共17页实验基本原理实验基本原理对对于等直径水平直管段，根据两截面于等直径水平直管段，根据两截面间间的柏努利方程的柏努利方程有：有：1、直管直管、Re的的测测定定:J kg 1 m液柱 第5页，本讲稿共17页 假如：假如：(1)水作水作为实验为实验物系，物系，则则水可水可视为视为不可不可压缩压缩流体；流体；(2)实验导实验导管是按水平装置的，管是按水平装置的，则则Z1=Z2；(3)上下游截面上的横截面上下游截面上的横截面积积相同，相同，则则u1=u 2。J kg 1 (3)m水柱 (4)因此因此(1)和和(2)
3、两式分两式分别别可可简简化化为为实验基本原理实验基本原理第6页，本讲稿共17页当流体在当流体在圆圆形直管内流形直管内流动时动时，流体因磨擦阻力所造成的能，流体因磨擦阻力所造成的能量量损损失（失（压头损压头损失），有如下一般关系式失），有如下一般关系式：J kg 1 (5)m液柱 (6)或或写成实验基本原理实验基本原理第7页，本讲稿共17页 Pa 实验基本原理实验基本原理第8页，本讲稿共17页2、局部阻力系数、局部阻力系数的测定的测定:当流体流当流体流过过管路系管路系统时统时，因遇各种管件、，因遇各种管件、阀门阀门和和测测量量仪仪表等表等而而产产生局部阻力，所造成的能量生局部阻力，所造成的能量损
4、损失（失（压头损压头损失），有如下一失），有如下一般关系式：般关系式：J kg 1 实验基本原理实验基本原理第9页，本讲稿共17页实验步骤实验步骤1、熟悉实验装置，检查阀门的开关状态；关闭流量控制阀，确认两个平衡、熟悉实验装置，检查阀门的开关状态；关闭流量控制阀，确认两个平衡阀是否打开，必须打开平衡阀。阀是否打开，必须打开平衡阀。2、启动离心泵，进行排气的工作；、启动离心泵，进行排气的工作；（1）总管排气：先将流量控制阀开足然后再关闭，重复三次，）总管排气：先将流量控制阀开足然后再关闭，重复三次，目的为了使总管中的气体被排走。目的为了使总管中的气体被排走。（2）引压管排气：依次分别对）引压管排
5、气：依次分别对4个排气阀，开、关重复三次。个排气阀，开、关重复三次。（3）压差计排气：关闭两个平衡阀，依次分别打开）压差计排气：关闭两个平衡阀，依次分别打开4个排气阀，此个排气阀，此时眼睛要注视着时眼睛要注视着U型压差计中的指示剂液面的上升，防止指示剂冲出，型压差计中的指示剂液面的上升，防止指示剂冲出，开、关重复三次。开、关重复三次。第10页，本讲稿共17页3、实验布点、实验布点 由于由于Re在充分湍流区，在充分湍流区，Re的关系是直线，所以大流量时少布的关系是直线，所以大流量时少布点，而点，而Re在比较小时，在比较小时，Re的关系是曲线，所以小流量时多布的关系是曲线，所以小流量时多布点。先将
6、控制阀开至最大，读取流量显示仪读，然后关至水银压点。先将控制阀开至最大，读取流量显示仪读，然后关至水银压差计差值约差计差值约0.10时，在读取流量显示仪读数，在和二个读数之间时，在读取流量显示仪读数，在和二个读数之间布布1214个点。水温取第一组和最后一组读数的平均值。个点。水温取第一组和最后一组读数的平均值。4、实验结束后，关闭电源，打开两个平衡阀。、实验结束后，关闭电源，打开两个平衡阀。实验步骤实验步骤第11页，本讲稿共17页实验注意事项实验注意事项1、离心泵启动和关闭前必须关闭出口阀；、离心泵启动和关闭前必须关闭出口阀；2、注意排气过程的操作，防止指示液冲出；、注意排气过程的操作，防止指
7、示液冲出；3、测量时应慢慢开启出口阀，稳定时测定数据；、测量时应慢慢开启出口阀，稳定时测定数据；4、布点时，大流量稀一点，小流量密一点、布点时，大流量稀一点，小流量密一点第12页，本讲稿共17页实验要求实验要求1、验证湍流时、验证湍流时Re 的关系；的关系；2、在双对数坐标纸上绘出、在双对数坐标纸上绘出Re 曲线，并进行结果分析。曲线，并进行结果分析。3、局部阻力系数、局部阻力系数与文献值的比较，并分析原因。与文献值的比较，并分析原因。第13页，本讲稿共17页实验报告要求实验报告要求1、实验报告内容、实验报告内容:实验目的、实验原理、实验流程、实验目的、实验原理、实验流程、实验操作步骤与实验现
8、象、实验操作步骤与实验现象、原始数据记录表、实验结果与分析讨论原始数据记录表、实验结果与分析讨论(表、图、讨论）表、图、讨论）2、实验报告基本要求：、实验报告基本要求：a、文字简捷、内容完整，叙述清楚、文字通顺，字迹工整、图表清晰；、文字简捷、内容完整，叙述清楚、文字通顺，字迹工整、图表清晰；b、写明所在院系、专业、班级、学号、姓名、实验时间、指导老师、写明所在院系、专业、班级、学号、姓名、实验时间、指导老师与同组者姓名；与同组者姓名；c、应在规定的时间内交指导老师批阅。、应在规定的时间内交指导老师批阅。第14页，本讲稿共17页第15页，本讲稿共17页第16页，本讲稿共17页 1、压差计测压导管的粗细和长短对测量两点的压力差有无、压差计测压导管的粗细和长短对测量两点的压力差有无 影响？影响？为什么？为什么？2、如何防止压差计中的水银被冲走？、如何防止压差计中的水银被冲走？3、为什么要排气？若排气未完全，对实验结果有何影响？、为什么要排气？若排气未完全，对实验结果有何影响？4、流体流动的、流体流动的阻力测定在工业上有何应用？阻力测定在工业上有何应用？5 5、为什么离心泵启动时要关闭出口阀？、为什么离心泵启动时要关闭出口阀？思考题思考题第17页，本讲稿共17页