管道流動(dòng)阻力的測(cè)定

1、 陳玲玉 1004500402 工藝104班 管道流動(dòng)阻力的測(cè)定11 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)直管阻力損失（hf）的測(cè)定方法，計(jì)算出摩擦系數(shù)（）和雷諾準(zhǔn)數(shù)（Re），在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上作-Re關(guān)系曲線；2、學(xué)習(xí)測(cè)量閘閥和90°彎頭的局部阻力損失（hf）的方法，計(jì)算局部阻力系數(shù)（）。12 實(shí)驗(yàn)原理流體在管道中流動(dòng)時(shí)，由于粘性力與渦流的存在，必然會(huì)引起能量的損失，這些損失可分為兩類(lèi)，即直管（沿程）阻力損失（hf）和管件的局部阻力損失（hf）。1、直管阻力損失流體在圓形管流動(dòng)時(shí)的阻力損失可用范寧公式計(jì)算： （1）式中： 摩擦系數(shù)l直管長(zhǎng)md管內(nèi)徑mu管內(nèi)流速m/s，由下式計(jì)算： （2）V流量m3/h，

2、由孔板流量計(jì)測(cè)定直管阻力損失由圖2-2-1-1（a）裝置測(cè)定，原理如下：在截面AA及BB之間列出柏努利方程： 因是同內(nèi)徑的水平管段，故，上式移項(xiàng)整理得： （3）在圖2-2-1-1（a）所示的U形壓差計(jì)內(nèi)00截面列能量方程： 圖2-2-1-1 直管阻力測(cè)定整理上式得： （4）將上式（4）代入式（3）得： （5）式中：g=9.8N/kg重力加速度R壓差讀數(shù)CCl4，ms=1590kg/m3CCl4的密度水的密度kg/m3，由水溫查表得若用圖2-2-1-1 (b)的壓差計(jì)測(cè)壓降（本實(shí)驗(yàn)室采用），則由式（3）得： (6) 或 (7)式中：R壓差計(jì)讀數(shù)mH2O將式（5）或式（4）之值入（1）中，移項(xiàng)整理

3、得摩擦系數(shù)計(jì)算值。 (8)雷諾數(shù)Re按下式計(jì)算： (9)式中：水的粘度Pa·s，由水溫查表得其余符號(hào)同上。2、局部阻力損失克服局部阻力引起能量損失常用下式表示： （10）式中：u流體在管中的流速m/s局部阻力系數(shù)如圖2-2-1-2(a)所示，根據(jù)柏努利方程推導(dǎo)出流體流過(guò)90°彎頭局部阻力的計(jì)算式為： 如圖2-2-1-2(b)所示，流體流過(guò)閘閥時(shí)的局部阻力的計(jì)算式經(jīng)推導(dǎo)也與上式相同。 式中：g=9.8N/kg重力加速度R型壓差計(jì)讀數(shù)mH20 圖2-2-1-2(a) 局部阻力（90°彎頭）測(cè)定圖2-2-1-2(b) 局部阻力（閘閥）測(cè)定所以阻力系數(shù)由上式（10）可求：

4、 （11）13 實(shí)驗(yàn)裝置(設(shè)備名稱(chēng)： LTSC-40 No.3 )本實(shí)驗(yàn)有十二套設(shè)備可供測(cè)定用，其中六套測(cè)閘閥的局部阻力，另六套測(cè)彎頭的局部阻力，它們的典型流程如圖2-2-1-3所示。以測(cè)定閘閥的局部阻力為例，水泵2把水從水箱1吸上后經(jīng)總管路送至各需用的的分管路。直管阻力分路被測(cè)段為AB，管徑為40mm，管長(zhǎng)為L(zhǎng)1=2M，設(shè)分控制閥4。局部阻力被測(cè)管件為閘閥7，管徑為40mm，設(shè)分控制閥6。實(shí)驗(yàn)時(shí)每路的流量均由孔板流量計(jì)8測(cè)定，最后水流回水箱1。經(jīng)閥9的支路為排管路系統(tǒng)內(nèi)空氣用。1、水箱 2、水泵 3、灌水排氣閥 4、直管阻力控制閥 5、直管實(shí)驗(yàn)段6、局部阻力控制閥 7、閘閥 8、孔板流量計(jì)

5、9、排空氣閥圖2-2-1-3 管道阻力實(shí)驗(yàn)裝置14 實(shí)驗(yàn)步驟1、檢查轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)軸器是否靈活，關(guān)閉水箱處底閥，打開(kāi)控制閥4或6，打開(kāi)灌水閥3灌水入泵排除空氣，灌水閥3出口處有水連續(xù)溢流后，關(guān)閉灌水閥3。關(guān)控制閥4和6，接通電源啟動(dòng)泵，若見(jiàn)泵運(yùn)轉(zhuǎn)不正常即斷電檢查。泵啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后，將水箱處底閥全開(kāi)。2、排除系統(tǒng)中空氣，把分路控制閥4、6，把全部測(cè)壓旋塞打開(kāi)，有水連續(xù)排出水箱后，關(guān)控制閥4、6。觀察各壓差計(jì)的讀數(shù)是否穩(wěn)定，若全部不穩(wěn)定，應(yīng)繼續(xù)排氣，方法可把水流量開(kāi)大一些。若個(gè)別壓差不穩(wěn)定，則采取個(gè)別排氣措施，但必須在小流量下進(jìn)行，否則會(huì)沖跑指示液。若壓差計(jì)全部穩(wěn)定，說(shuō)明空氣已排完，關(guān)閉系統(tǒng)全部閥門(mén)、旋塞。作

6、好測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。3、測(cè)取數(shù)據(jù)：崗位分工好后先測(cè)直管阻力。打開(kāi)旋塞A、B，打開(kāi)閥4，把閥4慢慢由小調(diào)至大觀察AB的壓差及流量計(jì)壓差變化，確定AB段壓差的最大量程，然后在最大量程范圍內(nèi)，測(cè)量由大至小最少測(cè)取8個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)記錄孔板流量計(jì)壓差讀數(shù)，查取流量，讀數(shù)畢，關(guān)閉閥4和旋塞A、B。4、測(cè)定局部阻力：檢查閥4是否關(guān)閉，打開(kāi)閥6，把閥6慢慢由小調(diào)至大觀察流體流過(guò)全開(kāi)截止閥時(shí)壓差計(jì)及流量計(jì)壓差變化，確定截止閥壓差計(jì)的最大量程，然后在最大量程范圍內(nèi)，測(cè)量由大至小測(cè)取4個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)記錄孔板流量計(jì)壓差讀數(shù)，查取流量，實(shí)驗(yàn)完成后關(guān)閉閥6，停水泵，測(cè)取水溫。注：如沒(méi)有流量與孔板流量計(jì)壓差讀數(shù)關(guān)聯(lián)式，則請(qǐng)按流量計(jì)校

7、核方法測(cè)取。 1.5 原始數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)型號(hào)LTSC-40No.3t水=28.2直管d=40mml=2m流量P序號(hào)左/mm右/mmR/mmG/Lt/s左/mm右/mmR´/mm1975475225.70 197-200293047521.655.85175-185389048024.36.95 150-155485548022.26.65 135-140580549023.87.80 115-1206740490238.50 85-90768548023.79.65 65-70858547523.6513.15 38-40局部流量P序號(hào)左/mm右/mmR/mm左/mm右/mmR&#

8、180;/mm1960260175-1802890285160-1553825300130-1314750320105-108 1.6 數(shù)據(jù)處理及圖型號(hào)LTSC-40No.3t水=28.2=996.17576（kg.m-3)801.2*10-6pa.s由逐差法從28,29對(duì)應(yīng)的密度求得直管d=40mml=2m流量序號(hào)左/mm右/mmR/mmG/Lt/sqv/(m3.s-1)u/(m.s-1)hf/mRe1975475500225.70 0.00386 3.07 0.50.0208 152831.6293047545521.655.850.00370 2.95 0.4550.0205 14654

9、3.8389048041024.36.95 0.00350 2.78 0.410.0207 138448.1485548037522.26.65 0.00334 2.66 0.3750.0208 132189.4580549031523.87.80 0.00305 2.43 0.3150.0209 120822.56740490250238.50 0.00271 2.15 0.250.0211 107145.6768548020523.79.65 0.00246 1.96 0.2050.0210 97249.28858547511023.6513.15 0.00180 1.43 0.110.0210 71