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1、姓名院专业班年月日实验内容一、实验名称：指导教师管道流动阻力的测定二、实验目的：1. 学习 U 型压差计的使用；2. 学习测量闸阀和90弯头的局部阻力损失（h；）的方法，计算局部阻力系 数（E），学习直管阻力损失（h/的测定方法，计算出摩擦系数（入）和 雷诺准数（Re）,在双对数坐标纸上作入-Re关系曲线；3. 学习流量计的标定。三、实验原理：流体在管道中流动时，由于粘性力与涡流的存在，必然会引起能量的损失，这些损失可分为两类，即直管（沿程）阻力损失（h/和管件的局部阻力损失（hf）。1、直管阻力损失流体在圆形管流动时的阻力损失可用范宁公式计算：h = X - J / kg （ 1）f d 2
2、式中：入摩擦系数l直管长md管内径mu管内流速m/s，由下式计算：u = V /（3600 x 0.785 d 2）m / s（2）V流量mh，由孔板流量计测定姓名院专业班年月日 实验内容 指导教师直管阻力损失由图2-2-1-1 (a)装置测定，原理如下：在截面AA及BB之间列出柏努利方程：u 2 p u 2 pgZ + A + A = gZ + B + B + h A 2 pb 2 p f因是同内径的水平管段，故Z = Z ,u =u，上式移项整理得：AB ABh = Pa _ Pb J /kg (3)fp在图2-2-1-1 (a)所示的U形压差计内00、截面列能量方程：p + gm p +
3、 gR p = p + g (m + R) pBsA(a) (b)图 2-2-1-1 直管阻力测定姓名院专业班年月日 实验内容 指导教师4）整理上式得：p 一 p = gR (p - p ) N / m 2 A B S将上式(4)代入式(3)得：h=fgR(Ps 一 p)= gRJ / kgp5）式中：g=9.8N/kg 重力加速度R压差读数水,mp s=996kg/m3水的密度，由水温查表得p 气体密度，本次试验记为0kg/m3若用图2-2-1-1 （b）的G压差计测压降（本实验室采用），则由式（3）得:p 一 ph = a b = gR J / kg fpB或 h = Pa Pb = Rm
4、H O（7）fp g2式中：RG压差计读数mH2O将式（5）或式（4）之值入（1）中，移项整理得摩擦系数计算值。(8)雷诺数 Re 按下式计算：(9)du pRe =-姓名院专业班 年月日 实验内容 指导教师式中：p 水的粘度Pas，由水温查表得其余符号同上。2、局部阻力损失 克服局部阻力引起能量损失常用下式表示：u2h =匚J / kg (10)f2式中：u流体在管中的流速m/sE局部阻力系数 如图2-2-1-2(a)所示，根据柏努利方程推导出流体流过90弯头局部阻力的计算 式为：h f = gR J / kg 如图2-2-1-2(b)所示，流体流过闸阀时的局部阻力的计算式经推导也与上式相
5、同。式中：g=9.8N/kg重力加速度R G型压差计读数mH20姓名院专业班年月日 实验内容 指导教师图 2-2-1-2（a）局部阻力（90 弯头）测定图 2-2-1-2（b） 局部阻力（闸阀）测定所以阻力系数由上式（10）可求：11)u2Q = h /f2姓名院专业班实验内容年月日指导教师四、实验装置设备流程图：本实验有十二套设备可供测定用，其中六套测闸阀的局部阻力，另六套测弯头 的局部阻力，它们的典型流程如图 2-2-1-3 所示。以测定闸阀的局部阻力为例，水泵 2把水从水箱1吸上后经总管路送至各需用的的分管路。直管阻力分路被测段为AB,管径为40mm,管长为L=2M，设分控制阀4。局部阻
6、力被测管件为闸阀7,管径为40mm,设分控制阀6。实验时每路的流量均由孔板流量计8测定，最后水流回水箱 1。经阀 9 的支路为排管路系统内空气用。Dg50、-.67-.-1、水箱 2、水泵 3、灌水排气阀 4、直管阻力控制阀 5、直管实验段6、局部阻力控制阀7、闸阀8、孔板流量计9、排空气阀图 2-2-1-3 管道阻力实验装置姓名院专业班 年月日实验内容五、实验方法指导教师1、检查转动联轴器是否灵活，关闭水箱处底阀，打开控制阀4 或 6，打开灌水 阀 3 灌水入泵排除空气，灌水阀 3 出口处有水连续溢流后，关闭灌水阀 3 。关控制 阀4和 6，接通电源启动泵，若见泵运转不正常即断电检查。泵启动
7、运转后，将水 箱处底阀全开。2、排除系统中空气，把分路控制阀 4、6，把全部测压旋塞打开，有水连续排 出水箱后，关控制阀 4、6。观察各压差计的读数是否稳定，若全部不稳定，应继续 排气，方法可把水流量开大一些。若个别压差不稳定，则采取个别排气措施，但必 须在小流量下进行，否则会冲跑指示液。若压差计全部稳定，说明空气已排完，关 闭系统全部阀门、旋塞。作好测数据准备。3、测取数据：岗位分工好后先测直管阻力。打开旋塞A、B,打开阀4,把阀 4慢慢由小调至大观察AB的压差及流量计压差变化，确定AB段压差的最大量程， 然后在最大量程范围内,测量由大至小最少测取8个数据,同时记录孔板流量计压 差读数，查取
8、流量，读数毕，关闭阀 4 和旋塞 A、 B。4、测定局部阻力：检查阀4是否关闭，打开阀6，把阀6慢慢由小调至大观察 流体流过全开截止阀时压差计及流量计压差变化，确定截止阀压差计的最大量程， 然后在最大量程范围内，测量由大至小测取4个数据，同时记录孔板流量计压差读 数，查取流量，实验完成后关闭阀 6，停水泵，测取水温。注：如没有流量与孔板流量计压差读数关联式，则请按流量计校核方法测取。姓名院专业班 年月日实验内容六、原始数据记录表指导教师直管阻力 d=45mm l=2mt=28C内容 序号x流量P左右RG/kgt/s左右R/10-311980-1990256.009250905021700-17
9、20256.608600843031400-1430257.108080792041190-1220257.707730759051100-1120258.20755074206850-870259.20692068107650-6802510.50645063608370-4002514.3056005550局部阻力 d=45mm l=2mt=28C、内宀序容流量P左右RG/kgt/s左右R/10-311150-1220257.6880086202910-970258.4804079103750-810259.5745073404650-6702510.670506970姓名院专业班 年月日
10、实验内容七、数据处理表及图指导教师直管阻力 d=45mm l=2mt=28C内容 序号X流量P左右RG/kgt/s左右R10-311980-19903970256.009250905020021700-17203420256.608600843017031400-14302830257.108080792016041190-12202410257.707730759014051100-11202220258.20755074201306850-8701720259.20692068101107650-68013302510.5064506360908370-4007702514.3056005
11、55050表1序号h/(J*kg-i)V/(m3*s-i)u/(m*s-1)Re211.9604.18x10-32.63143844.330.01273521.6663.80 x10-32.39130767.570.01309831.5683.54 x10-32.22121558.590.01426641.3723.26x10-32.05112086.490.01468251.2743.06 x10-31.93105251.950.01546161.0782.73 x10-31.7293811.520.01646870.8822.39 x10-31.5082196.760.01755080.4
12、901.76 x10-31.1060354.260.018085表2姓名院专业班年月日 实验内容 指导教师局部阻力 d=45mm l=2mt=28C内宀流量P左右RG/kgt/s左右R10-311150-12202370257.6880086201802910-9701880258.4804079101303750-8101560259.5745073401104650-67013202510.67050697080表3序号hf/(J*kg-i)V/(m3*s-i)u/(m*s-1)z11.7643.30 x10-32.077650.8173043121.2742.99 x10-31.8797790.72108427331.0782.64 x10-31.6621200.78041210240.7842.37 x10-31.4896360.706619824表4双对数X-Re关系曲线姓名院专业班 年月日实验内容八、计算举例指导教师1.直管阻力已知：d=45mm l=2mt=28C查表得28C时
