流体流动阻力的测定说明书.doc

流体流动阻力实验装置使用说明书一、概述本实验装置可以测定对比：粗糙直管、光滑管和阀门等阻力系数。在实际生产中，许多过程都涉及到流体流动的内部细节，尤其是流体的流动阻力。流体在流动过程中为克服流动阻力必定要消耗能量。流体流动阻力产生根本的原因是流体具有粘性，流动时存在着内磨擦，而固定的管壁或其它形状固体壁面，促使流动流体的内部发生相对运动，为流体流动阻力的产生提供了条件，因此液体阻力的大小与流体的物性、流动状况及壁面等因素有关。流体在流动系统中作定态流动时，流体在各截面上的流速、密度、压强等物理参数仅随位置而改变而不随时间而变。二、设备性能及主要技术参数1、该实验装置主要由：离心泵、蓄水箱、沿程阻力光滑管、沿程阻力粗糙管、阀门局部阻力管、压差传感器、涡轮子流量计、阀门、实验台架及电控箱等组成。2、光滑直管段：管径DN0.020m、管长L=1.88m、测压段L=1.58m，材质：卫生级不锈钢管。3、粗糙直管段：管径 DN0.018m、管长L=1.88m、测压段L=158m，材质：卫生级不锈钢管。4、阀门局部阻力直管段:管径 DN0.020m；管长 L=1.88m、测压段L=0.5m，材质：卫生级不锈钢管。5、涡轮流量计：量程 （0.88 m3h), 差压传感器：0-100Kpa,精度 0.5。分别由AI-501智能仪表显示流量和阻力，并带有数据通信接口。6、水泵参数:流量:3m3h，扬程: 20m，电机功率: 550W，电压：三相380V（接线三火一零）。7、蓄水箱为不锈钢材质，容积约80L。三、实验目的1、掌握流体流经直管和阀门时的阻力损失和测定方法，通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律。2、测定直管摩擦系数与雷诺数Re的关系。3、测定流体流经闸阀时的局部阻力系数x。四、实验原理a) 直管阻力与局部阻力实验：流体阻力产生的根源是流体具有粘性，流动时存在内摩擦。而壁的形状则促使流动的流体内部发生相对运动，为流动阻力的产生提供了条件，流动阻力的大小与流体本身的物理性质、流动状况及壁面的形状等因素有关。流动阻力可分为直管阻力和局部阻力。流体在流动过程中要消耗能量以克服流动阻力。因此，流动阻力的测定颇为重要。从流程图可知水从贮槽由泵输出，经流量计计量后，再流经管道后回到水槽，循环利用。改变流量并测定直管与管件的相应压差，即可测得流体流动阻力。b) 直管阻力磨擦系数的测定直管阻力是流体流经直管时，由于流体的内摩擦而产生的阻力损失hf 。对于等直径水平直管段根据两测压点间的柏努利方程有： 式中：l 直管长度（m）d 管内径 （m）P 流体流经直管的压强降（Pa）u 流体截面平均流速（m/s） 流体密度（kg/m3）由式（1 - 1）可知，欲测定，需知道I、d、（P1 - P2）、u、等。1） 若测得流体温度，则可查得流体的值。2） 若测得流量，则由管径可计算流速u。两测压点间的压降P，可由仪表直接读数。 c) 局部阻力系数的测定局部阻力主要是由于流体流经管路中管件、阀门局部位置时所引起的阻力损失，在局部阻力件左右两侧的测压点间列柏努利方程有： （1-4） 即： 式中： 局部阻力系数 P 局部阻力压强降（Pa）式（1 4）中、u、P等的测定同直管阻力测定方法。 五、实验流程图 a)、实验流程实验对象部分是由贮水箱，离心泵，不同管径、材质的水管，各种阀门、管件，涡轮流量计和压差传感器等所组成的。管路部分有三段并联的长直管，分别为用于测定局部阻力系数，光滑管直管阻力系数和粗糙管直管阻力系数。测定局部阻力部分使用不锈钢管，其上装有待测管件(阀门)；光滑管直管阻力的测定同样使用内壁光滑的不锈钢管，而粗糙管直管阻力的测定对象为管道内壁较粗糙（或内绕线圈）的不锈钢管。水的流量使用涡轮流量计测量，管路和管件的阻力采用压差传感器测量。b)、装置参数名称材质管内径（mm）测量段长度（cm）管路号管内径局部阻力闸阀、不锈钢管120.050光滑管不锈钢管220.0158粗糙管不锈钢管320.0158六、实验步骤（三种管路方法相同）1、泵启动：首先对水箱进行灌水，然后关闭出口阀，打开总电源开关，打开仪表电源开关，打开仪表电源开关，启动离心泵。2、选择光滑管：对应的进口阀打开，出口阀开度最大，保持流动510min。3、排气：将实验管路和测压管中的空气排尽，再进行阻力测定。用压差传感器排气阀排气（切换不同实验管道都要排气）。4、流量调节：用管路出口阀调节流量，让流量在25m3/h范围内变化（34m3/h较好，每次变化0.5m3/h），每次改变流量，待流量稳定后记下对应的压差值。5、计算：装置确定时，根据P和u的实验测定值，可计算和，在等温条件下，A为常数，因此只要调节管路流量，即可得到一系列-Re实验点，绘出Re曲线。6、实验结束：关闭出口阀，关闭水泵和仪表电源。关泵时，应注意泵的出口阀门必须关闭，再停泵。7、须定期清洗水箱，以免污圬过多。七、注意事项1、开机通电前请注意接地，防止漏电。2、在启动离心泵前，要确保电源的正确，确保不缺相，离心泵缺相不会运转，且会烧毁离心泵。3、在启动离心泵前，要确保离心泵转向的正确，否则长时