管路沿程阻力测定.doc

江苏大学实验报告 班级：食品1001 姓名：倪婉 学号：3100901008 实验：管路沿程阻力测定1、 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、 测定流体流经直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数与Re的关系。3、 测定流体流经管件时的局部阻力，并求出阻力系数。4、 学会压差计和流量计的使用。2、 实验原理 流体在管路中流动时，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。这种损耗包括流体流经直管的沿程阻力以及流体流动方向的改变或因管子大小、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稳定流动时，由截面1到截面2，阻力损失表现为压强降低： 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；3） 流动条件：流速；变量关系可以表示为： 组合成如下的无因次式： 引入： 则上式变为： 上式中：称为直管摩擦系数，滞流时，；湍流时，与Re的关系受管壁粗糙度的影响，需由实验测得。 根据伯努利方程可知，流体流过直管的沿程阻力损失，可直接由所测得的液柱压差计读数R(m)算出： 其中：压差计中指示剂的密度。本实验中以水银作指示剂，另一流体为水。 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。 1）当量长度法 当量长度用le表示，流体在管路中流动时总阻力损失为： 2）阻力系数法流体流过某一管件或阀门的阻力损失用流体在管路中的动能系数表示：式中，：局部阻力系数，无因次； u: 在小截面管中流体的平均流速（m/s)。的值可由伯努利方程由液柱压差计读数R求出。U可由涡轮流量计及MMD智能流量仪算出：（m/s)三、实验装置与流程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=3/4.1） 测量仪表：U形压差计（水银指示液),LW-15型涡轮流量计（精度0.5级，量程0.44.0m3/h.仪器编号的仪表读数为599.41（次/升）仪器编号的仪表常数为605.30（次/升),MMD智能流量仪）2） 循环水泵3） 循环水箱4） DZ1540型自动开关5） 数显温度表62、 流程121413311108971211345 流体流动阻力损失实验流程图1) 水箱； 6）放空阀 11）取压孔2) 控制阀； 7）排液阀 12）U形压差计3) 放空阀 8）数显温度表 13）闸阀4) U形压差计 9）泵 14）取压孔5) 平衡阀 10）涡轮流量计4、 实验操作步骤及注意事项1、 水箱充水至80%2、 仪表调整3、 打开压差计上平衡阀，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，全关阀2，后启动）5、 排气：（1）管路排气（2）测压管排气（3）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，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8、 测定读数：改变管道中的流量读出一系列流量VS、压差9、 实验装置恢复原样，打开压差计上的平衡阀，并清理实验场地。5、 实验数据记录7、 实验结果与讨论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：因为测量时设备和测压中的空气会导致U形管中液面发生变化，使读数不准确。 方法: 先打开平衡阀，关闭其他阀，然后打开管路阀门，将里面的空气全部排尽后再关闭阀门。先打开测压管进压管阀门，等到玻璃小球内无气泡就关闭阀门，再打开出压管阀门指玻璃球内无气泡就关闭。然后打开平衡阀，观察测压管液面变化情况，若U形管两侧液面相等，则空气完全排尽。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： 必须关闭系统的出口阀，因为这样可以通过U形压差计的液面是否变化来判断空气是否排尽。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形压差计两边的气压； 实验开始之前关闭，启动离心泵之前打开，测压管排完气后关闭，实验结束后再打开。6、 为什么本实验数据需在双对数坐标