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1、1 江苏大学实 验 报 告系别食品班级国际 1001 做实验日期2012 年 3 月 18 日 姓名华晴学号3100907006 交报告日期2011 年 10 月 20 日 完成报告所需时间100min教师评定：实验一管路沿程阻力测定一、实验目的1、掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。2、测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数 与雷诺数 Re的关系。3、测定流体流过管件时的局部阻力，并求出阻力系数 。4、学会压差计和流量计的使用方法。二、实验原理流体在管内流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起压强损耗。机械能的消耗包 括流体流经直管的沿程阻力和因流体运动方向改变所引起的
2、局部阻力。1沿程阻力流体在水平均匀管道中稳定流动时，阻力损失表现为压力降低。即：hf = fP =22udl= 21pp， =22uPldf， Re =ud,P=R（水水银 -）g 湍流流动时，影响阻力损失的因素十分复杂，目前尚不能完全用理论的方法求解，必需通过实验研究其规律。为减少实验工作量，扩大实验结果的应用范围，可以采用因次分析法将各个变量综合成准数关系式。影响阻力损失的因素有：1） 流体性质：密度，粘度；2 2） 管路的几何尺寸：管径d，管长 l，管壁粗糙度；3） 流动条件：流速u 变量关系可以表示为：P=f(d , l, , u,)式中：d管径m ；l管长m；u流速m / s；流体的
3、密度kg / m3；流体的粘度N s / m2； fP直管阻力引起的压强降Pa。雷诺数 Re 定义是：滞流时： =64/ Re ; 湍流时， 与 Re的关系受管壁粗糙度的影响，需由实验确定。2局部阻力局部阻力通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。 当量长度法 阻力系数法局部阻力系数 的测定：22uPhff22uPf式中： - 局部阻力系数，无因次； fP局部阻力引起的压强降，Pa； fh局部阻力引起的能量损失，Jkg。三、实验装置流程1本实验装置及设备主要参数：被测元件：镀锌水管，管长2.0m，管径（公称直径）0.021m；闸阀 D=?“ 。测量仪表：U 压差计（水银指示液） ； LW
4、-15 型涡轮流量计（精度0.5 级，量程 0.44.0 m3 / h，仪器编号的仪表常数为599.41 （次 /升） ，仪器编号为的仪表常数为605.30 （次 /升） ，MMD 智能流量仪） 。循环水泵。循环水箱。 DZ15-40 型自动开关。数显温度表。3 四、实验步骤及注意事1.水箱充水至80%。2.仪表调整（涡轮流量计、MMD 智能流量仪按说明书调节）。3.打开压差计上的平衡阀，关闭各放气阀。4.启动循环水泵（首先检查泵轴是否转动，全开阀13，关闭阀2，后启动）。5.排气：管路排气；测压管排气；关闭平衡阀，缓慢旋动压差计上放气阀排除压差计中的气泡（注意：先排进压管后排出压管，以防压差
5、计中水银冲走），排气完毕。6.读取压差计零位读数。7.开启调节阀至最大，确定流量范围， 确定实验点 （810 个） ，测定直管部分阻力和局部阻力（闸阀全开时）。8.测定读数：改变管道中的流量读出一系列流量Vs、压差 p1 （或 p2） 。9.实验装置恢复原状，打开压差计上的平衡阀，并清理实验场地。五、实验数据实验装置号：，被测管长：2.0m，被测管径：0.021m被测管件：镀锌水管，仪表常数：605.30（次/升）序号流量仪读数 （次/s）直管阻力损失 p1局部阻力损失 p2 U 管左边读 数 cmHg U 管右边读 数 cmHg U 管左边读 数 cmHg U 管右边读 数 cmHg 0 7
6、00 （初始）（初始）（初始）（初始） 1 655 49.72 15.75 15.85 26.05 2 594 46.92 18.87 16.80 25.20 3 515 43.67 22.35 17.80 25.20 4 472 41.95 24.07 18.30 23.80 5 412 39.81 26.15 18.95 22.50 6 350 38.00 27.87 19.50 22.50 7 298 36.75 29.10 19.80 22.20 8 201 34.76 31.00 20.50 21.50 9 105 33.62 32.23 20.90 21.10 10 0 32.95
7、 32.95 21.00 21.00 六、数据处理 序 号流量 Vs m3/s 流速 u m/s 密度 Kg/m3粘度 Pa s Re R1 cmHg R2 cm Hg p1 Pa p2 Pa 1 1.1710-33.380 996.65 8.8710-480572.00 33.6 9.5 41500.31 11733.72 0.0765 2.06 2 1.1210-33.235 996.65 8.8710-477115.51 30.75 9.2 37980.20 11363.18 0.0757 2.17 4 3 1.0310-32.975 996.65 8.8710-470917.66 26
8、.1 8.6 32236.85 10622.10 0.0759 2.40 4 1.0010-32.889 996.65 8.8710-468867.61 24.3 6.9 30013.62 8522.39 0.0772 2.08 5 0.9310-32.686 996.65 8.8710-464028.52 21.16 6 26135.31 7410.77 0.0764 2.04 6 0.8710-32.513 996.65 8.8710-459904.57 18.2 5.3 22479.34 6546.18 0.0749 2.09 7 0.8210-32.369 996.65 8.8710-
9、456471.91 16.2 4.5 20009.08 5558.08 0.0762 2.00 8 0.5210-31.502 996.65 8.8710-435804.38 6.8 1.8 8398.87 2223.24 0.0804 2.01 9 0.2310-30.664 996.65 8.8710-415828.35 1.6 0.5 1976.21 617.56 0.0904 2.68 1 0 0.2210-30.635 996.65 8.8710-415137.05 0.2 0.3 247.03 370.54 0.0129 1.87 计算过程（以序号一为例）：2/4suvd=321.
10、17103.3800.7850.02140. 0 2 13. 3 8 09 9 6. 6 5R e7 9 7 5 4. 4 7 28. 8 71 0duP1 = R1 （指-水）g=2333.6109.841500.311P2= R2 ( 指-水）g=23109.811733.7191 22220.077996.65p dlu2 2222 11733.722.061996.653.380pu七、结果分析与讨论1.用双对数坐标纸关联一定 /d 下， 和 Re 的关系，并用实验结果估算一工程问题的阻力损失。 答：0.0010.010.11100010000100000Re系列1一定 /d 下， 和
11、 Re 的关系见上图。以 =0.0749 为例fh =hf+hp22.udl+ u2 /2=0.0749 （2.0/0.021） (2.5132 /2)+2.0850(2.5132/2) =29.1077J/kg 5 2.根据所得到的 和 Re 的关系，验证伯拉休斯公式。答：柏拉修斯公式：25.03164.0Re。当 Re=80572.00 ，=0.0188 即在此条件下柏拉修斯公式不成立。3.为什么测定数据前首先要赶尽设备和测压管中的空气？怎样赶走？答：因为测定数据前不赶尽设备和测压管中的空气的话，会产生误差，使得U 形管的读数不准；赶走方法：关闭进水阀门，打开出水阀门，排走气泡。4.在进行
12、测试系统的排气工作时，是否要关闭系统的出口阀？为什么？答：不应该关闭系统的出口阀；因为关闭阀门就不能排气了，启动离心泵后会发生气缚现象，不能输送液体。5.U 形压差计上装设平衡阀有何作用？什么时候开着？什么时候关闭？答：作用：用来改变流经阀门的流动阻力，从而调节流量，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配， 各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部分负荷的流量需求，起平衡作用；当实验结束时打开，当排除压差计中的气泡时以及实验过程中关闭。6.为什么本实验数据需在双对数坐标纸上进行标绘？答：因为变量和 Re 的最大值最小值相差很大，直接绘图不方便，采用双对数坐标可以使图形不失真，更好反映和 Re 两者之间的的关系，让人一目了然。
