2025年河流阻力測試研究報告

中國石油大學(xué)(華東)工程流體力學(xué)試驗(yàn)匯報 試驗(yàn)七、沿程阻力試驗(yàn)1.掌握測定鍍鋅鐵管管道沿程阻力系數(shù)的措施。2.在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制λ-Re關(guān)系曲線。3.深入理解沿程阻力系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化規(guī)律。本試驗(yàn)采用管流試驗(yàn)裝置中的第1根管路，即試驗(yàn)裝置中最細(xì)的管路。在測量較大壓差時，采用兩用式壓差計中的汞-水壓差計；壓差較小時換用水-氣壓差計。此外，還需要的測量工具有量水箱、量筒、秒表、溫度計、水的粘溫表。本試驗(yàn)所用的管路水平放置且等直徑，因此運(yùn)用能量方程可以推導(dǎo)出管路兩點(diǎn)間的沿程水力損失計算公式為：式中λ——沿程阻力系數(shù)；L——試驗(yàn)管段兩端面之間的距離，m;g——重力加速度(g=9.8m/s2);v——管內(nèi)平均流速，m/s;h——沿程水頭損失(由壓差計測定),m。由式(1-7-1)可以得到沿程阻力系數(shù)λ的體現(xiàn)式：沿程阻力系數(shù)λ在層流時只與雷諾數(shù)有關(guān)，在紊流時與雷諾數(shù)、管壁粗糙度均有關(guān)。當(dāng)試驗(yàn)管路粗糙度保持不變時，可以得到該管的λ-Re關(guān)系曲線。1.有關(guān)常數(shù)試驗(yàn)裝置編號：No.4水的密度：p=998.23kg/m3;動力粘度系數(shù)：μ=1.055×103Pa·s;運(yùn)動粘度系數(shù)：v=1.007×10-?m2/s:兩測點(diǎn)之間的距離：L=5m2.試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理見表7-1和表7-2次數(shù)hVh123456789次數(shù)λ12345567893322以第一組數(shù)據(jù)為例：流量Q=A(h,-ha)/t=400×10?×(55.6-10.4)×10-2/45.2汞-水壓差計壓差△h=hi'-h?'=94.8-19.2=75.6×10?2m表1.λ—Re關(guān)系曲線圖沿程阻力系數(shù)入沿程阻力系數(shù)入1.閥門V1完全打開。一般狀況下V1是開著的，檢查與否開著最大即可。2.打開閥門V10排氣，排氣完畢后將閥門關(guān)閉。3.打開試驗(yàn)管路左、右測點(diǎn)及壓差計上方的球形閥，檢查壓差計左右液面與否齊平。若不齊平。須排氣(為防止汞發(fā)生外泄，排氣時應(yīng)在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行)。4.用打氣筒將水-氣壓差計的液面打到中部，關(guān)閉壓差計上、下方的三個球形閥，將閥門V11完全打開。待水流穩(wěn)定后，記錄壓差計讀數(shù)，同步用體積法測流量(當(dāng)壓差為5~7cm汞柱時，打開壓差計下方的兩個球形閥，由汞-水壓差計換用水-氣壓差計來讀壓差)。5.逐次關(guān)小閥門V11,記錄17組不一樣的壓差及流量。6.用量筒從試驗(yàn)管路中接足量的水，放入溫度計5min后讀出水的溫度，查《水的密度和粘度表》得到動力系數(shù)μ。7.試驗(yàn)完畢后，依次關(guān)閉閥門V11及試驗(yàn)管路左、右兩測點(diǎn)的球形閥，并打開兩用式壓差計上部的球形閥。1.本試驗(yàn)規(guī)定從大流量開始做(注意一定要把閥門V11完全打開),然后逐漸調(diào)小流量，且在試驗(yàn)過程中閥門V11不能逆轉(zhuǎn)。2.試驗(yàn)點(diǎn)分派規(guī)定盡量合理，在記錄壓差和流量時，數(shù)據(jù)要一一對應(yīng)。3.使用量筒、溫度計等儀器設(shè)備時，一定要注意安全。4.做完試驗(yàn)后，將量筒、溫度計放回原處，將秒表交回。七、問題分析1.如將試驗(yàn)管安裝成傾斜的，比壓計中的讀數(shù)差是不是沿程水頭損失h??答：將試驗(yàn)管安裝成傾斜時，比壓計中的讀數(shù)差不是沿程水頭損失。由于在測試點(diǎn)列伯由于管路是等直徑的，因此測得的壓差不是沿程水頭損失。2.伴隨管路使用年限的增長，λ-Re關(guān)系曲線會有什么樣的變化?答：伴隨管路使用年限的增長，內(nèi)管壁的粗糙度也會增長，由于沿程阻力系數(shù)在層流時只與雷諾數(shù)有關(guān)，則λ-Re關(guān)系曲線在層流段變化不大；在紊流段由于管壁粗糙度的增長，沿程水頭損失會對應(yīng)的增長，由式(1-7-2)知沿程阻力系數(shù)進(jìn)而會增大，因此紊流段λ-Re關(guān)系曲線會向上偏移。3.當(dāng)流量、試驗(yàn)管段長度相似時，為何管徑愈小，兩斷面的測壓管液面差愈大?其間的變化規(guī)律怎樣?答：由式(1-