沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、42沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解圓管層流和紊流的沿程損失隨平均流速變化的規(guī)律，繪制lghf-lgv曲線；2. 掌握管流沿程阻力系數(shù)的量測(cè)技術(shù)和應(yīng)用壓差計(jì)的方法;3. 將測(cè)得的Re-九關(guān)系值與莫迪圖對(duì)比，提高實(shí)驗(yàn)成果分析能力。二、實(shí)驗(yàn)原理對(duì)于圓管穩(wěn)定流動(dòng)，達(dá)西公式給出:對(duì)于給定管徑、管長(zhǎng)的圓管穩(wěn)定流，由達(dá)西公式可得:2gdhX=2gdhLv2f兀2gd58L式中:對(duì)水平安裝的等直徑圓管，由能量方程可得:h二H對(duì)于指示液，被測(cè)液體均為水的U形管壓差計(jì)，有:式中hf測(cè)定管段L的沿程水頭損失，cmH2O實(shí)驗(yàn)水溫和大氣壓力下的水容重三、實(shí)驗(yàn)裝置1沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)裝置1套，結(jié)構(gòu)示意如圖1

2、所示2. 秒表1塊3. 溫度計(jì)1支4. 管徑d=1.0cm。圖1沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)裝置示意圖1.水箱（內(nèi)置潛水泵）2.供水管3.電器插座4.'流回水管5.整流柵板6.溢流板7.水箱8.測(cè)壓嘴9.實(shí)驗(yàn)管道10.差壓計(jì)11.調(diào)節(jié)閥門12.調(diào)整及計(jì)量水箱13.回水管14.實(shí)驗(yàn)桌15旁通管閥門16進(jìn)水閥門本裝置有下水箱、自循環(huán)水泵、供水閥、穩(wěn)壓水箱、實(shí)驗(yàn)管道、流量調(diào)節(jié)閥，計(jì)量水箱、回水管、壓差計(jì)等組成。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將管道、膠管及壓差計(jì)內(nèi)的空氣排出，接通電源水泵啟動(dòng)，開啟供水閥，逐次開大流量調(diào)節(jié)閥，調(diào)整兩個(gè)閥門開度。每次調(diào)節(jié)流量時(shí)，均需穩(wěn)定2-3分鐘，流量愈小，穩(wěn)定時(shí)間愈長(zhǎng)；測(cè)流量時(shí)間不小于8-10秒

3、；測(cè)流量的同時(shí)，需測(cè)記壓差計(jì)、溫度計(jì)自備應(yīng)掛在水箱中讀數(shù)。四、實(shí)驗(yàn)步驟1對(duì)照裝置圖和說(shuō)明，搞清各組成部件的名稱、作用及其工作原理，記錄有關(guān)常數(shù)管道內(nèi)徑d,測(cè)量管段長(zhǎng)度L,水箱長(zhǎng)a和寬b；2. 檢查儲(chǔ)水箱水位（不夠高時(shí)沖水），旁通閥是否已關(guān)閉；3. 接通電源，啟動(dòng)水泵，全開進(jìn)水閥16,水泵自動(dòng)開啟供水，保持溢流板有稍許溢流。4. 打開流量調(diào)節(jié)閥11,系統(tǒng)充水趕氣（排氣）；5. 穩(wěn)定后，測(cè)讀并記錄數(shù)據(jù)表中所要求的參數(shù)； 層流區(qū)：應(yīng)在水壓差計(jì)h=20-30cmH20量程范圍內(nèi)，進(jìn)行3-5組實(shí)驗(yàn)。其中第一次實(shí)驗(yàn)壓差h=0.2cm左右，逐次增加壓差厶h=0.2cm左右。 紊流區(qū)：開大流量，第一次實(shí)驗(yàn)壓差

4、h=0.5-0.8cm，逐次增加壓差厶h=10cm，直至測(cè)出最大的hf（右側(cè)測(cè)壓點(diǎn)水位最低），進(jìn)行3-5組實(shí)驗(yàn)。 流量改變時(shí)用秒表和計(jì)量箱測(cè)定流量，記下時(shí)間At和體積V。7實(shí)驗(yàn)儀器校核：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉閥門11,檢查水差壓計(jì)儀是否指示位零,若均為零，則關(guān)閉進(jìn)水閥門16,斷開電源，清理現(xiàn)場(chǎng)。否則表明差壓計(jì)已進(jìn)空氣，需重做試驗(yàn)。五、數(shù)據(jù)記錄與整理1. 記錄與計(jì)算見(jiàn)表1；計(jì)算原理：vd(cm2.：s)0.017751+0.0337t+0.000221t2篇(cms)g=980(cm3.s)2. 繪制lghflgv曲線，以lgv為橫坐標(biāo)，以lghf為縱坐標(biāo)；根據(jù)具體情況練成一段或幾段直線，求各段直線的

5、斜率m=(lgh-lgh)/(v-v)。f2f121將求得的各區(qū)段mi值與已知的各流區(qū)的m值(層流區(qū)m=1，光滑管流區(qū)m=1.75，紊流過(guò)渡區(qū)1.75vmv2.0,粗糙管紊流區(qū)m=2.0)進(jìn)行比較，確定各測(cè)段所屬流區(qū)。3. 繪制IglOO九lgRe對(duì)數(shù)曲線，lgRe為橫坐標(biāo)，以IglOO九為縱坐標(biāo)。表1記錄及計(jì)算表格常數(shù)：圓管內(nèi)徑d=1.0cm,量測(cè)管段長(zhǎng)度L=9.0cm,水箱長(zhǎng)度a=18.50cm,寬度為b=15.00cmk=n2gd5/(81)=(cm5/s2)同組者：測(cè)次體積cm3時(shí)間s流量Qcm3/s流速Vcm/s水溫°C運(yùn)動(dòng)粘度Vcm2/s雷諾數(shù)Re測(cè)壓管讀數(shù)沿程水頭損失hf沿程損失系數(shù)Re<2320入=64/Reh1h212345678910說(shuō)明：運(yùn)動(dòng)粘度保留四位有效數(shù)字，K保留三位，Re位整數(shù)，其余保留兩位小數(shù)后兩位。六、分析思考題1. 為什么本實(shí)驗(yàn)中壓差計(jì)的水柱差就是沿程水頭損失？如實(shí)驗(yàn)管道安裝成傾斜，是否影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果？2. 如何從lgglgh曲線得到的m=(lgh-lgh)V(-v值，判定流區(qū)ff2f121(m=l,m=2,1.75vmv2,m>