管路流體阻力的測定

管路流體阻力的測定第1頁/共9頁一、實驗?zāi)康难芯抗苈废到y(tǒng)中的流體流動和輸送，其中重要的問題之一，是確定流體在流動過程中的能量損耗。流體流動時的能量損耗（壓頭損失），主要由于管路系統(tǒng)中存在著各種阻力。管路中的各種阻力可分為沿程阻力（直管阻力）和局部阻力兩大類。本實驗的目的，是以實驗方法直接測定摩擦系數(shù)λ和局部阻力系數(shù)ζ。第2頁/共9頁二、實驗原理

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(dǎo)管是按水平裝置的，則Z1=Z2；（3）試驗導(dǎo)管的上下游截面上的橫截面積相同，則

u1=u2.第3頁/共9頁

當(dāng)流體在圓形直管內(nèi)流動時，流體因摩擦阻力所造成的能量損失（壓頭損失），有如下一般關(guān)系式：

大量實驗研究表明：摩擦系數(shù)λ又與流體的密度ρ和粘度μ，管徑d、流速u和管壁粗糙度ε有關(guān)。應(yīng)用量綱分析的方法，可以得出摩擦因數(shù)與雷諾數(shù)和管壁相對粗糙度ε／d存在函數(shù)關(guān)系，即第4頁/共9頁三、實驗裝置1循環(huán)水泵；2光滑試驗管；3粗糙試驗管；4擴大與縮小試驗管；5孔板流量計；6閥門；7轉(zhuǎn)換閥組；8高位排氣水槽第5頁/共9頁四、實驗方法1.實驗前準(zhǔn)備工作須按如下步驟順序進(jìn)行操作：

（1）先將水灌滿循環(huán)水槽，然后關(guān)閉試驗導(dǎo)管入口的調(diào)節(jié)閥，再啟動循環(huán)水泵。待泵運轉(zhuǎn)正常后，先將試驗導(dǎo)管中的旋塞閥全部打開，并關(guān)閉轉(zhuǎn)換閥組中的全部旋塞，然后緩慢開啟試驗導(dǎo)管的入口調(diào)節(jié)閥。當(dāng)水流滿整個試驗導(dǎo)管，并在高位排氣水槽中有溢流水排出時，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，停泵。（2）檢查循環(huán)水槽中的水位，一般需要再補充些水，防止水面低于泵吸入口。（3）逐一檢查并排除試驗導(dǎo)管和聯(lián)接管線中可能存在的空氣泡。排除空氣泡的方法是，先將轉(zhuǎn)換閥組中被檢一組測壓口旋塞打開，然后打開倒置U形水柱壓差計頂部的放空閥，直至排盡空氣泡再關(guān)閉放空閥。必要時可在流體流動狀態(tài)下，按上述方法排除空氣泡。（4）調(diào)節(jié)倒置U形壓差計的水柱高度。先將轉(zhuǎn)換閥組上的旋塞全部關(guān)閉，然后打開壓差計頂部放空閥，再緩慢開啟轉(zhuǎn)換閥組中的放空閥，這時壓差計中液面徐徐下降。當(dāng)壓差計中的水柱高度居于標(biāo)尺中間部位時，關(guān)閉轉(zhuǎn)換閥組中的放空閥。為了便于觀察，在臨實驗前，可由壓差計項部的放空處，滴入幾滴紅墨水，將壓差計水柱染紅。（5）在高位排氣水槽中懸掛一支溫度計，用以測量水的溫度。（6）實驗前需對孔板流量計進(jìn)行標(biāo)定，作出流量標(biāo)定曲線。第6頁/共9頁2.實驗測定時，按如下步驟進(jìn)行操作：

（1）先檢查試驗導(dǎo)管中旋塞是否置于全開位置，其余測壓旋塞和試驗系統(tǒng)入口調(diào)節(jié)閥是否全部關(guān)閉。檢查完畢啟動循環(huán)水泵。（2）待泵運轉(zhuǎn)正常后，根據(jù)需要緩慢開啟調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量，流量大小由孔板流量計的壓差計顯示。（3）待流量穩(wěn)定后，將轉(zhuǎn)換閥組中，與需要測定管路相連的一組旋塞置于全開位置，這時測壓口與倒置U形水柱壓差計接通，即可記錄由壓差計顯示出壓力降。（4）當(dāng)需改換測試部位時，只需將轉(zhuǎn)換閥組由一組旋塞切換為另一組旋塞。例如，將G1和D1一組旋塞關(guān)閉，打開另一組G2和D2旋塞。這時，壓差計與G1和D1測壓口斷開，而與G2和D2測壓口接通，壓差計顯示讀數(shù)即為第二支測試管的壓力降。以此類推。（5）改變流量，重復(fù)上述操作，測得各試驗導(dǎo)管中不同流速下的壓力降。（6）當(dāng)測定旋塞在同一流量不同開度的流體阻力時，由于旋塞開度變小，流量必然會隨之下降，為了保持流量不變，需將入口調(diào)節(jié)閥作相應(yīng)調(diào)節(jié)。（7）每測定一組流量與壓力降數(shù)據(jù)，同時記錄水的溫度。第7頁/共9頁五、實驗數(shù)據(jù)記錄及整理（1）實驗基本