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1、1 苏大学实 验 报 告系别食品班级国际 1001 做实验日期年月日 姓名沈涛学号3100907024交报告日期年月日 完成报告所需时间教师评定：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。这种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或因管子大小、形状的改变所引起的局部阻力。1沿程阻力流体在水平均匀管道中
2、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） 管路的几何尺寸：管径d，管长 l，管壁粗糙度；2 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；流体的密度kg / m3；流体的粘度N s /
3、m2；fP直管阻力引起的压强降Pa。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 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=3/4 “。测量仪表： U 压差计（水银指示液） ； LW-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655.30 （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。2. 流程：1水箱2.控制阀3. 放空阀
4、4. U 形压差计5.平衡阀6.放空 阀7.排液阀8.数显温度表9.泵10.涡轮流量计11.取压计12 U 形压差计13. 闸阀14.取压孔3 四、实验步骤及注意事项1.打开平衡阀，关闭放气阀。2.启动循环水泵。3.然后是排气：先把管路和测压管排气再关闭平衡阀，缓慢旋动压差计上放气阀排除压差计中的气泡，同时要特别注意：先排进压管后排出压管，以防压差计中水银冲走。6.读取压差计读数。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.打开压差计上的平衡阀，实
5、验结束。五、实验数据实验装置号：2 号，被测管长：2.0m，被测管径：0.021m被测管件：，仪表常数：605.30水温：14.6C 。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 0 656 49.51 15.82 15.70 26.1 1 639 48.85 16.48 15.8 26 2 585 46.5 18.83 16.7 25.1 3 430 40.40 24.93 18.6 23.2 4 355 38.05 27.28 19.5 22.3 5 280
6、36.20 29.13 20.88 20.92 6 245 35.45 29.88 22. 19.8 7 228 35.10 30.23 22.1 19.7 8 192 34.50 30.83 25.01 16.79 9 145 33.85 31.48 27 14.8 10 0 32.665 32.665 20.9 20.9 六、数据处理流量Vs （ m3/s）流速 u（ m/s）密度（ k粘度 （ Pa s）Re R1(cmHg) R2(cmHg) p1(Pa) p2(Pa) 4 g/m3）1.1 103 3.050 999.33 1.203103 53205.53 32.37 10.2 3
7、9972.60 12595.63 0.0903 2.711 1103 2.792 999.33 1.203103 48709.28 27.67 8.4 34168.73 10372.87 0.0921 2.664 7104 2.052 999.33 1.203103 35803.41 15.57 4.6 19226.86 5680.38 0.0959 2.700 6104 1.694 999.33 1.203103 29558.63 10.77 2.8 13299.50 3457.62 0.0974 2.411 5104 1.336 999.33 1.203103 23313.85 7.07
8、1.64 8730.50 2025.18 0.1028 2.270 4104 1.169 999.33 1.203103 20399.61 5.57 -2.2 6878.20 -2716.70 0.1057 -3.977 4104 1.088 999.33 1.203103 18984.13 4.87 -2.4 6013.80 -2963.68 0.1067 -5.010 3104 0.916 999.33 1.203103 15986.64 3.67 -8.22 4531.96 -10150.60 0.1134 -24.197 2104 0.692 999.33 1.203103 12073
9、.24 2.37 -12.2 2926.63 -15065.36 0.1284 -62.968 0.000 0.000 999.33 1.203103 0.00 0 0 0.00 0.00 5 计算过程（以序号一为例）：u= ddVs4=(4*0.01055675)/(3.14*0.02*0.02)=3.0495 Re=dup=0.4*3.0495*999.3/0.0012028=53205.53P1 = R1 （指-水） g=32.37*(13600-1000)*9.81=39972.60P2= R2(指-水） g=10.2*(13600-1000)*9.81=12595.63uluPd12
10、2*0.021*39972.60/(999.33*2.0*3.234*3.234)=0.0903 uuP*222*12595.63/(999.33*3.234*3.234)=2.711七、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：一定 /d 下，和 Re的关系见上图。以 =0.0903 为例fh=hf+hp 22.udl+ u2 /2=0.0903*2/0.021+1.23*3.0492/2=14.320J/kg 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=5
11、3205.53,=0.23787 *10-4。因为柏拉修斯公式只适用于光滑管，但实验用管是粗糙用管，所以不符合。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，液体将不连续，压强也不稳定，从而会引起 U 形管读数产生误差。使得U 形管的读数不准；可以通过关闭进水阀门，打开出水阀门，排走气泡来赶走。6 4.在进行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：要关闭 ,若打开出口阀，气泡就不会往上跑，液体不会流动，就无法完全排气。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：平衡U 形压差计中两边的气压；排气时开着，测压时关闭。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的数量级差很大，采用双对数坐标更好反映和 Re两者之间的的关系。
