實(shí)驗(yàn)四-摩擦系數(shù)和局部阻力系數(shù)的測(cè)定

1、汕 頭 大 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告學(xué)院:工學(xué)院 系:機(jī)電系 年級(jí): 2014級(jí) 姓名:成吉祥 學(xué)號(hào): 成績(jī): 實(shí)驗(yàn)四 摩擦系數(shù)和局部阻力系數(shù)的測(cè)定1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康哪Σ料禂?shù)和局部阻力系數(shù)是管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)中用以計(jì)算能量損耗的重要參數(shù)，它的數(shù)值大小，遵循著一定的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)的目的是通過(guò)測(cè)定，了解和掌握這些系數(shù)的規(guī)律。2、 實(shí)驗(yàn)原理流體在管路中流動(dòng)時(shí)，由于粘性剪應(yīng)力和渦流的存在，不可避免地會(huì)引起流體壓力損失。流體在流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的阻力有直管摩擦阻力和局部阻力。 1、直管阻力流體流過(guò)直管時(shí)的摩擦系數(shù)與阻力損失之間的關(guān)系可用下式表示式中：:直管阻力損失，J/kg； :直管長(zhǎng)度，m； :直管內(nèi)徑，m； :流體的速度，m

2、/s； :摩擦系數(shù)。在一定的流速和雷諾數(shù)下，測(cè)出阻力損失，按下式即可求出摩擦系數(shù)。阻力損失可通過(guò)對(duì)兩截面間作機(jī)械能衡算求出對(duì)于水平等徑直管，上式可簡(jiǎn)化為式中：:兩截面的壓強(qiáng)差，N/m2；:流體的密度，kg/m3。只要測(cè)出兩截面上靜壓強(qiáng)的差即可算出。兩截面上靜壓強(qiáng)的差可用U形管或倒U型管壓差計(jì)測(cè)出。流速由流量計(jì)測(cè)得，在已知、的情況下只需測(cè)出流體的溫度，查出該溫度下流體的、，則可求出雷諾數(shù)Re，從而得出流體流過(guò)直管的摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)Re的關(guān)系。 2、局部阻力流體流過(guò)閥門(mén)、擴(kuò)大、縮小等管件時(shí)，所引起的阻力損失可用下式計(jì)算（J/kg） (5)式中z 為局部阻力系數(shù), z 的值一般都由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。計(jì)算局部

3、阻力系數(shù)時(shí)應(yīng)注意擴(kuò)大、縮小管件的阻力損失的計(jì)算。3、 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、各自循環(huán)供水實(shí)驗(yàn)均需注意：計(jì)量后的水必須倒回原實(shí)驗(yàn)裝置的水斗內(nèi)，以保持自循環(huán)供水（此注意事項(xiàng)后述實(shí)驗(yàn)不再提示）。 2、穩(wěn)壓筒內(nèi)氣腔越大，穩(wěn)壓效果越好。但穩(wěn)壓筒的水位必須淹沒(méi)連通管的進(jìn)口，以免連通管進(jìn)氣，否則需擰開(kāi)穩(wěn)壓筒排氣螺絲提高筒內(nèi)水位；若穩(wěn)壓筒的水位高于排氣螺絲口，說(shuō)明有漏氣，需檢查處理。 3、傳感器與穩(wěn)壓筒的連接管要確保氣路通暢，接管及進(jìn)氣口均不得有水體進(jìn)入，否則需清除。4、 實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄1、2 號(hào)測(cè)頭距離0.25米，3、4號(hào)測(cè)頭距離0.5米，規(guī)格：大管內(nèi)徑：21.2mm，水溫：20，零流速水位：580.0mm，左

4、小管內(nèi)徑12.9mm ，右小管內(nèi)徑：13.4mm序號(hào)各測(cè)點(diǎn)水位（mm）流量流量（升/秒）123456體積（升）時(shí)間（秒）1541.9526.0529.5527.8516.5474.01.0516.090.06532529.6510.0515.7513.0498.0444.51.1515.560.07393505.5482.0489.4486.6464.0389.31.1512.900.08914495.0465.0475.0470.1445.0357.51.1011.240.09795484.4452.0462.0458.1427.8331.21.2011.800.10176438.0394.

5、0420.0412.1357.5223.01.159.400.1223五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理a.摩擦系數(shù)的測(cè)定：（以序號(hào)1的1、2號(hào)測(cè)頭的數(shù)據(jù)計(jì)算，同理可得其他組數(shù)據(jù)）計(jì)算理論值：數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果：序號(hào)1、2號(hào)測(cè)頭（左小管的測(cè)定）3、4號(hào)測(cè)頭（大管的測(cè)定）Re(實(shí)例)(理論)Re（實(shí)例）(理論)163800.06450.035438820.04130.0401272200.06210.034343940.05120.0389387060.05120.032852970.03660.0371b.突然擴(kuò)大局部阻力系數(shù)測(cè)定：（i）突然擴(kuò)大阻力系數(shù)的理論值：從理論上可以推導(dǎo)出這系數(shù)的理論值：其中 d:小管徑 D

6、:大管徑對(duì)本裝置：（ii）突然擴(kuò)大阻力系數(shù)的實(shí)驗(yàn)值（計(jì)算第一次測(cè)量的突然擴(kuò)大阻力系數(shù)，第二、三次同理可得）：序號(hào)R(mm)RB(mm)RA(mm)Vs(L/s)理論第一組數(shù)據(jù)15.9529.5526.00.06530.65070.4第二組數(shù)據(jù)19.6515.7510.00.07390.72180.4第三組數(shù)據(jù)23.5489.4482.00.08910.53690.4c.突然縮小局部阻力系數(shù)測(cè)定：（以第4、5、6組數(shù)據(jù)做計(jì)算，第4組數(shù)據(jù)計(jì)算如下，5、6組同理可得）序號(hào)R(mm)RB(mm)RA(mm)Vs(L/s)理論第4組數(shù)據(jù)30.0470.1445.00.0979-0.31680.34第5組

7、數(shù)據(jù)32.4458.1427.80.1017-0.19520.34第6組數(shù)據(jù)44.0412.1357.50.12230.11580.34d.彎頭阻力系數(shù)測(cè)定：（以第1、3、5組數(shù)據(jù)做計(jì)算，第1組數(shù)據(jù)計(jì)算如下，3、5組同理可得）序號(hào)Vs(L/s)R5(mm)R6(mm)單個(gè)測(cè)頭 第1組數(shù)據(jù)0.0653516.5474.03.8891.945第3組數(shù)據(jù)0.0891464.0389.33.6721.836第5組數(shù)據(jù)0.1017427.8331.23.6451.8236、 個(gè)人總結(jié)本次測(cè)量摩擦系數(shù)和局部阻力系數(shù)的實(shí)驗(yàn)的操作方法與實(shí)驗(yàn)二的伯努利操作方法相同，且都是測(cè)量同樣的數(shù)據(jù)，在做實(shí)驗(yàn)報(bào)告的數(shù)據(jù)處理部