管道流動阻力的測定實驗報告

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年 月 日實驗內(nèi)容 一、實驗名稱：實驗內(nèi)容 一、實驗名稱：管道流動阻力的測定二、實驗?zāi)康模簩W(xué)習(xí)U型壓差計的使用；學(xué)習(xí)測量閘閥和90°彎頭的局部阻力損失（h；）的方法，計算局部阻力系數(shù)（E），學(xué)習(xí)直管阻力損失（h/的測定方法，計算出摩擦系數(shù)（入）和雷諾準(zhǔn)數(shù)（Re）,在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上作入-Re關(guān)系曲線；學(xué)習(xí)流量計的標(biāo)定。三、實驗原理：流體在管道中流動時，由于粘性力與渦流的存在，必然會引起能量的損失，這些損失可分為兩類，即直管（沿程）阻力損失（h/和管件的局部阻力損失（hf'）。1、直管阻力損失流體在圓形管流動時的阻力損失可用范寧公式計算：h=X- ［J/kg］ （1）fd2式中：入——摩擦系數(shù)l——直管長［m］d 管內(nèi)徑［m］u 管內(nèi)流速［m/s］，由下式計算：u=V/（3600x0.785d2）［m/s］ （2）V——流量［m^h］，由孔板流量計測定姓名 院 專業(yè) 班 年 月 日實驗內(nèi)容 指導(dǎo)教師 直管阻力損失由圖2-2-1-1(a)裝置測定，原理如下：在截面AA'及BB'之間列出柏努利方程：u2pu2pgZ+A+A=gZ+B+B+hA2p b2pf因是同內(nèi)徑的水平管段，故Z=Z,u=u，上式移項整理得：TOC\o"1-5"\h\zA BA Bh=Pa_Pb[J/kg] (3)fp在圖2-2-1-1(a)所示的U形壓差計內(nèi)00、截面列能量方程：p+gmp+gRp=p+g(m+R)pB s A(a)(b)圖2-2-1-1直管阻力測定姓名 院 專業(yè) 班 年 月 日實驗內(nèi)容 指導(dǎo)教師 4）4）p一p=gR(p-p)[N/m2]ABS將上式(4)代入式(3)得：h=fgR(Ps一p)=gR[J/kg]p5）式中：g=9.8[N/kg]—重力加速度R 壓差讀數(shù)[水],[m]ps=996[kg/m3] 水的密度，由水溫查表得p 氣體密度，本次試驗記為0[kg/m3]若用圖2-2-1-1（b）的G壓差計測壓降（本實驗室采用），則由式（3）得:p一pTOC\o"1-5"\h\zh=ab=gR'[J/kg] ⑹fpB或h=PaPb=R'[mHO] （7）f pg 2式中：R'——G壓差計讀數(shù)[mH2O]將式（5）或式（4）之值入（1）中，移項整理得摩擦系數(shù)計算值。(8)雷諾數(shù)Re按下式計算：(9)dup(9)Re=-姓名 院 專業(yè) 班 年 月 日實驗內(nèi)容 指導(dǎo)教師 式中：p——水的粘度[Pa?s]，由水溫查表得其余符號同上。2、局部阻力損失克服局部阻力引起能量損失常用下式表示：u2h'=匚 [J/kg] (10)f2式中：u 流體在管中的流速[m/s]E——局部阻力系數(shù)如圖2-2-1-2(a)所示，根據(jù)柏努利方程推導(dǎo)出流體流過90°彎頭局部阻力的計算式為：h'f=gR[J/kg]如圖2-2-1-2(b)所示，流體流過閘閥時的局部阻力的計算式經(jīng)推導(dǎo)也與上式相同。式中：g=9.8[N/kg]—重力加速度R——G型壓差計讀數(shù)[mH20]

姓名 院 專業(yè) 班 年 月 日實驗內(nèi)容 指導(dǎo)教師 年 月 日實驗內(nèi)容 指導(dǎo)教師 圖2-2-1-2（a） 局部阻力（90°彎頭）測定圖2-2-1-2（b）局部阻力（閘閥）測定所以阻力系數(shù)由上式（10）可求：11)u11)Q=h'/f2

姓名 院 專業(yè) 班實驗內(nèi)容 年 月 日實驗內(nèi)容 指導(dǎo)教師 四、實驗裝置設(shè)備流程圖：本實驗有十二套設(shè)備可供測定用，其中六套測閘閥的局部阻力，另六套測彎頭的局部阻力，它們的典型流程如圖2-2-1-3所示。以測定閘閥的局部阻力為例，水泵2把水從水箱1吸上后經(jīng)總管路送至各需用的的分管路。直管阻力分路被測段為AB,管徑為40mm,管長為L]=2M，設(shè)分控制閥4。局部阻力被測管件為閘閥7,管徑為40mm,設(shè)分控制閥6。實驗時每路的流量均由孔板流量計8測定，最后水流回水箱1。經(jīng)閥9的支路為排管路系統(tǒng)內(nèi)空氣用。Dg50、-.6 7Dg50、-.6 7-'.-1、水箱2、水泵3、灌水排氣閥4、直管阻力控制閥5、直管實驗段6、局部阻力控制閥 7、閘閥 8、孔板流量計 9、排空氣閥圖2-2-1-3管道阻力實驗裝置

姓名 院 專業(yè) 班 年 月 日實驗內(nèi)容 五、實驗方法實驗內(nèi)容 五、實驗方法1、檢查轉(zhuǎn)動聯(lián)軸器是否靈活，關(guān)閉水箱處底閥，打開控制閥4或6，打開灌水閥3灌水入泵排除空氣，灌水閥3出口處有水連續(xù)溢流后，關(guān)閉灌水閥3。關(guān)控制閥4和6，接通電源啟動泵，若見泵運轉(zhuǎn)不正常即斷電檢查。泵啟動運轉(zhuǎn)后，將水箱處底閥全開。2、排除系統(tǒng)中空氣，把分路控制閥4、6，把全部測壓旋塞打開，有水連續(xù)排出水箱后，關(guān)控制閥4、6。觀察各壓差計的讀數(shù)是否穩(wěn)定，若全部不穩(wěn)定，應(yīng)繼續(xù)排氣，方法可把水流量開大一些。若個別壓差不穩(wěn)定，則采取個別排氣措施，但必須在小流量下進(jìn)行，否則會沖跑指示液。若壓差計全部穩(wěn)定，說明空氣已排完，關(guān)閉系統(tǒng)全部閥門、旋塞。作好測數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。3、 測取數(shù)據(jù)：崗位分工好后先測直管阻力。打開旋塞A、B,打開閥4,把閥4慢慢由小調(diào)至大觀察AB的壓差及流量計壓差變化，確定AB段壓差的最大量程，然后在最大量程范圍內(nèi),測量由大至小最少測取8個數(shù)據(jù),同時記錄孔板流量計壓差讀數(shù)，查取流量，讀數(shù)畢，關(guān)閉閥4和旋塞A、B。4、 測定局部阻力：檢查閥4是否關(guān)閉，打開閥6，把閥6慢慢由小調(diào)至大觀察流體流過全開截止閥時壓差計及流量計壓差變化，確定截止閥壓差計的最大量程，然后在最大量程范圍內(nèi)，測量由大至小測取4個數(shù)據(jù)，同時記錄孔板流量計壓差讀數(shù)，查取流量，實驗完成后關(guān)閉閥6，停水泵，測取水溫。注：如沒有流量與孔板流量計壓差讀數(shù)關(guān)聯(lián)式，則請按流量計校核方法測取。姓名 院 專業(yè) 班 年 月 日實驗內(nèi)容 六、原始數(shù)據(jù)記錄表實驗內(nèi)容 六、原始數(shù)據(jù)記錄表直管阻力d=45mml=2m t=28°C\內(nèi)容序號x流量△P左右RG/kgt/s左右R'/10-311980-1990256.009250905021700-1720256.608600843031400-1430257.108080792041190-1220257.707730759051100-1120258.20755074206850-870259.20692068107650-6802510.50645063608370-4002514.3056005550局部阻力d=45mml=2m t=28C、內(nèi)宀序^容流量△P左右RG/kgt/s左右R'/10-311150-1220257.6880086202910-970258.4804079103750-810259.5745073404650-6702510.670506970姓名 院 專業(yè) 班 年 月 日實驗內(nèi)容 七、數(shù)據(jù)處理表及圖實驗內(nèi)容 七、數(shù)據(jù)處理表及圖直管阻力d=45mml=2m t=28°C\內(nèi)容序號X流量△P左右RG/kgt/s左右R'10-311980-19903970256.009250905020021700608600843017031400108080792016041190-12202410257.707730759014051100-11202220258.20755074201306850-8701720259.20692068101107650-68013302510.5064506360908370-4007702514.305600555050表1序號h/(J*kg-i)V/(m3*s-i)u/(m*s-1)Re211.9604.18x10-32.63143844.330.01273521.6663.80x10-32.39130767.570.01309831.5683.54x10-32.22121558.590.01426641.3723.26x10-32.05112086.490.01468251.2743.06x10-31.93105251.950.01546161.0782.73x10-31.7293811.520.01646870.8822.39x10-31.5082196.760.01755080.4901.76x10-31.1060354.260.018085表2

姓名 院 專業(yè) 班 年 月 日實驗內(nèi)容 指導(dǎo)教師 局部阻力d=45mml=2m t=28°C\內(nèi)宀流量△P左右RG/kgt/s左右R'10-311150-12202370257.6880086201802910-9701880258.4804079101303750-8101560259.5745073401104650-67013202510.67050697080表3序號hf'/(J*kg-i)V/(m3*s-i)u/(m*s-1)z11.7643.30x10-32.077650.8173043121.2742.99x10-31.8797790.72108427331.0782.64x10-31.6621200.78041210240.7842.37x10-31.4896360.706619824表4雙對數(shù)X-Re關(guān)系曲線

姓名 院 專業(yè) 班 年 月 日實驗內(nèi)容 八、計算舉例實驗內(nèi)容 八、計算舉例1.直管阻力已知：d=45mml=2m t=28°C查表得28C時水的密度為p=996kg/m3，黏度系數(shù)為》=0.82MPa?s。以第4組數(shù)據(jù)為例計算，由上述公式得：=gR'=9.8x140x10-3J/kg=1.372=gR'=25996x7.70m3/s3.25x10-3m3/s3.26x10-3m/s=2.05m/s入=h/(丄?Ui)=止=2x45x10-3x1?372=0.014682fd2lu0.785x(45x10-0.785x(45x10-3)RedupMRedupM45x10-3x2.05x996

0.82x10-3=112086.49同理可計算出其它組的數(shù)據(jù)，結(jié)果如表2。姓名 院 專業(yè) 班 年 月 日實驗內(nèi)容 指導(dǎo)教師 2.局部阻力已知：d=45mml=2m t=28°C以第2組數(shù)據(jù)為例計算，由上述公式得：hf'