沿程阻力实验

中国石油大学（华东）流体力学实验报告

实验日期：2011.5.10成绩：

班级：学号：姓名：教师：

同组者：

同组者；_______________________________________________________________

实验七沿程阻力实验

一、实验目的

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

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-水压差计二压差较小时换用水-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、水的粘温表等。

上水管燃

溢流口

VI

V1T<•

排水位线

下水昔浅

地下水地

图7-1管流综合实验装置流程图

F1—文氏流量计;F2一孔板流量计；F3—电磁流量计；

C—量水箱：V一阀门：K—局部电阻实验管：

三、实验原理

本实验所用的管路水平放置且等直径，因比利

用能量方程式可以推导出管路两点间的沿程水头7员失计算公式为：

,、Lv2

h=A—•——

/fD2g

式中人一一沿程阻力系数；

L一一实验管段两端面之间的距离，n；

D——实验管内径，m；

g---重力加速度(g=9.8m/52)；

v——管内平均流速，m/s;

——沿程水头损失(由压差计测

定)，m。

由式可以得到沿程阻力系数入的表达式:

Dh

八2gz•/f

沿程阻力系数人在层流时只与雷诺数有关，在紊流时与雷诺数、管壁粗糙

度都有关。

当实验管路粗糙度保持不变时，可以得到该管的入-Re关系曲线。

四、实验要求

1.有关常数实验装置编号：No.

10

管路直径：D=1.58X10-2m；水的温度：T=18.0℃；

水的密度：=998.62kg/m3；动力粘度系数：=1.0599X10-3

Pas；

运动粘度系数：二：.057X10-6成/s；两测点之间的距离：L=5m

2.实验数据记录及处理见表7-1和表7-2o

表7-1沿程阻力实验数据记录表

流量汞-水压差计水气-压差计

2-6,2hl/102m-2

次数h(1/10mhu/l0'mV/10mt/shr/lO'mh2/10mh2/10m

11050.328.7299.723.2

21050.740.9481.241.7

31050.557.6571.851.3

41055.592.9066.556.5

5103057.3464.258.8

63050.381.7597.262.4

73045.578.8591.268.7

83045.2114.5985.275

995024.5782.877.4

1096036.3481.578.8

1196040.8781.179.2

1298045.6280.979.4

1396050.8580.779.6

1461034.8880.679.7

1554035.1280.579.9

1637033.2580.479.9

1733034.9780.379.9

表7-2沿程阻力实验数据处理表

QVAAA/?hf2Re

次数/(10V.s-1)/(10-2m.s-1)/(10-2m)/(IO~m)/(10-2m)

1561.28286.3776.5963.90.072842806.2

2397.66202.8939.5497.70.074930327.2

3281.01143.3720.5258.30.077821431.0

4195.9299.96101260.078114941.8

5139.5271.185.468.040.083210640.4

699.3350.6834.834.80.08397575.2

778.6340.1222.522.50.08665996.8

853.0627.0710.210.20.08624046.5

938.6719.735.45.40.08592948.8

1026.4213.482.72.70.09212014.7

1123.4911.981.91.90.08191791.4

1221.4810.961.51.50.07731638.3

1318.889.631.11.10.07341439.8

1417.498.920.90.90.07001333.8

1515.387.840.60.60.06041172.6

1611.135.680.50.50.0961848.7

179.444.810.40.40.1069719.7

以其中第4组数据写出计算实例。

6

流量Q=(hu-hri)X400/t=(55.5-10)X400/92.90=195.91X10

m/t

断面平均流速V=4XQ/(nXD2)=4X195.91X106/(3.14X1.58X

102X1.58X102)=0.9997m/s

2

△h'=h/-h2'=66.5-56.5=10X10in

沿程阻力4=12.6XAh-=12.6X10X10'2=1.26m

沿程阻力系数入=2XgXD/LX/v2=2X9.8X1.58X10-2/5

X1.26/0.99972=0.0781

雷诺系数Re=DXV/y=1.58X102XO.9997/1.057X106=14941.8

3.在双对数坐标纸上绘制-的关系曲线。

4-Re的关系图

1.00—

—

—

2

0.10-----------------------

----------5------j•「一•r_____.

U.U1

100100010000100000

雷诺数Re

五、实验步骤

I.阀门VI完全打开。一般情况下VI是开着的，检查是否开到最大即可。

2.打开阀门V10排气，排气完毕后将阀门关闭。

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

齐平，若不齐平，需排气（为防止汞外泄，排气时应在老师指导下进行）。

4.用打气筒将水-气压差计的液面打到中部，关闭压差计上，下方三个球形阀,

将阀门VII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（当压差为5cnr7cm汞柱时，打开压差计下方两个球形阀，由汞水压差计

换用水气压差计来读压差）。

5.逐次关小阀门VII,记录18组不同的压差及流量。

用量筒从实验管路中接足量的水，放入温度计5min后读出水的温度，查《水的

密度与粘度表》得到动力粘度Uo

实验完毕后，依次关闭阀门VII及实验管路左，右两测点的球形阀，并打开两

用压差计上部的球形阀。

六