「沿程阻力实验报告」.doc

中国石油大学（华东） 工程流体力学 实验报告实验日期： 2014.5.23 成绩： 班级： 石工1207 学号： 12021317 姓名： 郑超 教师： 李成华 同组者： 乔辰宇 陈放 韦馨林 姚安川 实验七、沿程阻力实验一、实验目的 填空 1掌握测定镀锌铁管管道 沿程阻力系数 的方法；2在双对数坐标纸上绘制 Re 的关系曲线；3进一步理解 沿程阻力系数随雷诺数 的变化规律。二、实验装置在图1-7-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称 本实验采用管流实验装置中的第1根管路，即实验装置中最细的管路。在测量较大压差时，采用两用式压差计中的汞-水压差计；压差较小时换用水-气压差计。另外，还需要的测量工具有量水箱、量筒、秒表、温度计、水的粘温表。F1 文丘利流量计 ； F2 孔板流量计 ；F3 电磁流量计 ；V 阀门 ； K 局部阻力实验管路 图1-7-1 管流综合实验装置流程图三、实验原理 在横线正确写出以下公式本实验所用的管路是水平放置且等直径，因此利用能量方程式可推得管路两点间的沿程水头损失计算公式： hf =*L/ D* v2/ 2g （1-7-1）式中： 沿程阻力系数；L实验管段两端面之间的距离，m；D实验管内径，m；g重力加速度（g=9.8 m/s2）；v管内平均流速，m/s；hf沿程水头损失，由压差计测定。由式（1-7-1）可以得到沿程阻力系数的表达式： =2g*D/ L*hf/ v2 （1-7-2）沿程阻力系数在层流时只与雷诺数有关，而在紊流时则与雷诺数、管壁粗糙度有关。当实验管路粗糙度保持不变时，可得出该管的-的关系曲线。四、实验要求 填空 1有关常数 实验装置编号：No. 1 管路直径：D = 1.58 cm； 水的温度：T = 20.4 ；水的密度：= 0.99823 g/cm3； 动力粘度系数：= 1.005 mPas；运动粘度系数：= 0.01 cm2/s； 两测点之间的距离：L= 500 cm2实验数据处理见表1-7-2 表1-7-2 沿程阻力实验数据处理表次数Q/ml/sv/cm/s/cm/cmhf/cm1364.50185.9184.51064.70.1929373.282245.42125.1738478.80.1919777.023166.2284.7818.1228.060.2013394.684119.0760.739.5119.70.209594.84593.6847.785.972.972.90.207549.29665.9133.6237370.205311.54750.4825.7520.620.60.194068.13833.4217.0510.110.10.222693.42927.7914.185.45.40.172239.801022.4411.443.93.90.181807.921119.409.892.92.90.181563.371216.218.272.22.20.201305.971315.457.881.61.60.161245.151413.206.730.90.90.121063.631511.745.990.70.70.12946.281610.335.270.50.50.11832.681710.265.280.40.40.09834.97187.393.770.30.30.13595.743、以其中一组数据写出计算实例（包含公式、数据及结果）。（1）汞柱差： =h1-h2=50.8-12.5=84.5cm沿程水头损失：hf= (13.6-1)* =1064.7cm（2）运动粘度系数：=/=1.005/(0.99823*100)=0.01st（3）流量：= V/t=(50.8-12.5)*400/42.03=364.50ml/s（4）管内平均流速：v = Q*4/D2=364.50*4/（3.14*1.58）=185.91cm/s（5）雷诺数：= vD/=185.91*1.58/0.01=29373.28（6）沿程阻力系数：=2g*D/ L*hf/ v2=2*981*1.58*1064.7/（500*185.912）=0.194在双对数坐标纸上绘制-的关系曲线。-关系曲线图五、实验步骤 正确排序（5）逐次关小V11，记录18组不同的压差及流量；（2）打开阀门V10排气，排气完毕将阀门关闭；（7）实验完毕后，依次关闭V11、实验管路左右两测点的球形阀，并打开两用式压差计上部的球形阀。（1）阀门V1完全打开。一般情况下V1是开着的，检查是否开到最大即可；（4）用打气筒将水-气压差计的液面打到中部，关闭压差计上、下方的三个球形阀，将V11完全打开。待水流稳定后，记录压差计读数，同时用体积法测流量（压差57 cm汞柱时，打开压差计下方的两个球形阀，由汞-水压差计换用水-气压差计来读压差）；（6）用量筒从实验管路中接足量的水，放入温度计5分钟后读出水的温度，查粘温表；（3）打开实验管路左、右测点及压差计上方的球形阀，检查压差计左右液面是否水平。若不在，须排气（为防止汞发生外泄，排气时应在老师的指导下进行）；六、注意事项 1本实验要求从大流量（注意一定要把阀门V11完全打开）开始做，逐渐调小流量，且在实验的过程中阀门V11不能 逆转 ；2实验点分配要求尽量合理，在记录压差和 流量 时，数据要一一对应；3使用 量筒 、 温度计 等仪器设备时，一定要注意安全；4做完实验后，将量筒、温度计放回原处，将秒表交回。七、问题分析 1如将实验管安装成倾斜的，比压计中的读数差是不是沿程水头损失？答：比压计中的读数仅为压力水头的变化量，而沿程水头损失是压力水头和位置水头变化量之和，所以缺少位置水头变化量。因此比压计读数不是沿程水头损失。2随着管路使用年限的增加，-关系曲线会有什么样的变化？答：随着管路使用年限增加，管路的粗糙度会增大，因此在稳紊流段-关系曲线将会上升。3当流量、实验管段长度相同时，为什么管径愈小，两断面的测压管液面差愈大？其间的变化规律如何？答：流量相同时，管径越小，断面平均流速越大，管路长度相同时，沿程水头损失也就越大，因此两断面测压