實驗三管路流體阻力的測定

1、實驗三實驗三 管路流體阻力的測定管路流體阻力的測定 一、實驗目的一、實驗目的 以實驗方法直接測定摩擦系數(shù)和局部阻力系數(shù) 二、實驗原理二、實驗原理 當不可壓縮流體在圓形導管中流動時，在管路系統(tǒng)內任意二個截面之間列出機械能衡算方程為fhuPgZuPgZ2222222111式中：Z流體的位壓頭，m液柱； P流體的壓強，Pa； u流體的平均流速， hf單位質量流體因流體阻力所造成的能量損失。 假若：（1）水作為試驗物系，則水可視為不可壓縮流體； （2）試驗導管是按水平裝置的；（3）試驗導管的上下游截面上的橫截面積相同;可簡化為:21PPhf 由此可見，因阻力造成的能量損失可由管路系統(tǒng)的兩截面之間的壓力

2、差來測定。 2221udlPPhf式中：d圓形直管的管徑，m； L圓形直管的長度，m； 摩擦系數(shù)，無因次 摩擦系數(shù)與流體的密度和粘度、管徑d、流速u和管壁粗糙度有關。應用因次分析的方法，可以得出摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)和管壁相對粗糙度存在函數(shù)關系，即 )(Re,df 通過實驗測得和Re數(shù)據(jù)，可以在雙對數(shù)坐標上標繪出實驗曲線。當Re2000時，與管壁粗糙度無關。當流體在直管中呈湍流時， 與Re數(shù)、管壁相對粗糙度有關。 當流體流過管路系統(tǒng)時，遇各種管件、閥門和測量儀表等而產(chǎn)生局部阻力，所造成的能量損失（壓頭損失），有關系式： 22uhf 由于造成局部阻力的原因和條件極為復雜，各種局部阻力系數(shù)的具體數(shù)值，都

3、需要通過實驗直接測定。三、實驗裝置三、實驗裝置四、實驗要點四、實驗要點 （1）先檢查試驗導管中旋塞、測壓旋塞和試驗入口調節(jié)閥開、閉情況。檢查畢啟動循環(huán)水泵； （2）待泵運轉正常后，根據(jù)需要緩慢開啟調節(jié)閥調節(jié)流量； （3）待流量穩(wěn)定后，將轉換閥組測量各管路阻力，即由壓差計顯示出壓強降并記錄，同時記錄水溫； （4）改變流量，重復上述操作，測得各試驗導管中不同流速下的壓強降。 實驗注意事項： （1）實驗前務必將系統(tǒng)內存留的氣泡排除干凈，否則實驗不能達到預期效果。 （2）若實驗裝置放置不用時，尤其是冬季，應將管路系統(tǒng)和水槽內水排放干凈。五、實驗記錄與數(shù)據(jù)處理五、實驗記錄與數(shù)據(jù)處理（1）實驗基本參數(shù)試驗

4、導管:內徑d=17mm測試段長度l=600mm粗糙管的粗糙度=0.4mm粗糙管的相對粗糙度=0.0235孔板流量計的孔徑=11mm旋塞的孔徑=12mm（2）流量標定曲線（4）數(shù)據(jù)整理實驗序號水的流速1雷諾準數(shù)2光滑管摩擦系數(shù)3粗糙管摩擦系數(shù)4孔板流量計局部阻力系數(shù)5旋塞的局部阻力系數(shù)6擴縮管的局部阻力系數(shù)7 列出表中各項計算公式。（5）標繪-Re實驗曲線（3）實驗數(shù)據(jù)mmHgR/孔板流量計壓差計讀數(shù)，水的流量, 水的密度, 光滑管壓頭損失, 粗糙管壓頭損失, 旋塞壓頭損失，（全開）,孔板流量計壓頭損失, 實驗序號水的溫度, T/ 水的粘度六、思考題六、思考題:1、在測定直管阻力損失時，能否將水平管改為垂直