管路流體阻力的測(cè)定

管路流體阻力的測(cè)定第1頁(yè)/共9頁(yè)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯抗苈废到y(tǒng)中的流體流動(dòng)和輸送，其中重要的問(wèn)題之一，是確定流體在流動(dòng)過(guò)程中的能量損耗。流體流動(dòng)時(shí)的能量損耗（壓頭損失），主要由于管路系統(tǒng)中存在著各種阻力。管路中的各種阻力可分為沿程阻力（直管阻力）和局部阻力兩大類(lèi)。本實(shí)驗(yàn)的目的，是以實(shí)驗(yàn)方法直接測(cè)定摩擦系數(shù)λ和局部阻力系數(shù)ζ。第2頁(yè)/共9頁(yè)二、實(shí)驗(yàn)原理

假若：（1）水作為試驗(yàn)物系，則水可視為不可壓縮流體；（2）試驗(yàn)導(dǎo)管是按水平裝置的，則Z1=Z2；（3）試驗(yàn)導(dǎo)管的上下游截面上的橫截面積相同，則

u1=u2.第3頁(yè)/共9頁(yè)

當(dāng)流體在圓形直管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，流體因摩擦阻力所造成的能量損失（壓頭損失），有如下一般關(guān)系式：

大量實(shí)驗(yàn)研究表明：摩擦系數(shù)λ又與流體的密度ρ和粘度μ，管徑d、流速u(mài)和管壁粗糙度ε有關(guān)。應(yīng)用量綱分析的方法，可以得出摩擦因數(shù)與雷諾數(shù)和管壁相對(duì)粗糙度ε／d存在函數(shù)關(guān)系，即第4頁(yè)/共9頁(yè)三、實(shí)驗(yàn)裝置1循環(huán)水泵；2光滑試驗(yàn)管；3粗糙試驗(yàn)管；4擴(kuò)大與縮小試驗(yàn)管；5孔板流量計(jì)；6閥門(mén)；7轉(zhuǎn)換閥組；8高位排氣水槽第5頁(yè)/共9頁(yè)四、實(shí)驗(yàn)方法1.實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作須按如下步驟順序進(jìn)行操作：

（1）先將水灌滿(mǎn)循環(huán)水槽，然后關(guān)閉試驗(yàn)導(dǎo)管入口的調(diào)節(jié)閥，再啟動(dòng)循環(huán)水泵。待泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，先將試驗(yàn)導(dǎo)管中的旋塞閥全部打開(kāi)，并關(guān)閉轉(zhuǎn)換閥組中的全部旋塞，然后緩慢開(kāi)啟試驗(yàn)導(dǎo)管的入口調(diào)節(jié)閥。當(dāng)水流滿(mǎn)整個(gè)試驗(yàn)導(dǎo)管，并在高位排氣水槽中有溢流水排出時(shí)，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，停泵。（2）檢查循環(huán)水槽中的水位，一般需要再補(bǔ)充些水，防止水面低于泵吸入口。（3）逐一檢查并排除試驗(yàn)導(dǎo)管和聯(lián)接管線中可能存在的空氣泡。排除空氣泡的方法是，先將轉(zhuǎn)換閥組中被檢一組測(cè)壓口旋塞打開(kāi)，然后打開(kāi)倒置U形水柱壓差計(jì)頂部的放空閥，直至排盡空氣泡再關(guān)閉放空閥。必要時(shí)可在流體流動(dòng)狀態(tài)下，按上述方法排除空氣泡。（4）調(diào)節(jié)倒置U形壓差計(jì)的水柱高度。先將轉(zhuǎn)換閥組上的旋塞全部關(guān)閉，然后打開(kāi)壓差計(jì)頂部放空閥，再緩慢開(kāi)啟轉(zhuǎn)換閥組中的放空閥，這時(shí)壓差計(jì)中液面徐徐下降。當(dāng)壓差計(jì)中的水柱高度居于標(biāo)尺中間部位時(shí)，關(guān)閉轉(zhuǎn)換閥組中的放空閥。為了便于觀察，在臨實(shí)驗(yàn)前，可由壓差計(jì)項(xiàng)部的放空處，滴入幾滴紅墨水，將壓差計(jì)水柱染紅。（5）在高位排氣水槽中懸掛一支溫度計(jì)，用以測(cè)量水的溫度。（6）實(shí)驗(yàn)前需對(duì)孔板流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，作出流量標(biāo)定曲線。第6頁(yè)/共9頁(yè)2.實(shí)驗(yàn)測(cè)定時(shí)，按如下步驟進(jìn)行操作：

（1）先檢查試驗(yàn)導(dǎo)管中旋塞是否置于全開(kāi)位置，其余測(cè)壓旋塞和試驗(yàn)系統(tǒng)入口調(diào)節(jié)閥是否全部關(guān)閉。檢查完畢啟動(dòng)循環(huán)水泵。（2）待泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，根據(jù)需要緩慢開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量，流量大小由孔板流量計(jì)的壓差計(jì)顯示。（3）待流量穩(wěn)定后，將轉(zhuǎn)換閥組中，與需要測(cè)定管路相連的一組旋塞置于全開(kāi)位置，這時(shí)測(cè)壓口與倒置U形水柱壓差計(jì)接通，即可記錄由壓差計(jì)顯示出壓力降。（4）當(dāng)需改換測(cè)試部位時(shí)，只需將轉(zhuǎn)換閥組由一組旋塞切換為另一組旋塞。例如，將G1和D1一組旋塞關(guān)閉，打開(kāi)另一組G2和D2旋塞。這時(shí)，壓差計(jì)與G1和D1測(cè)壓口斷開(kāi)，而與G2和D2測(cè)壓口接通，壓差計(jì)顯示讀數(shù)即為第二支測(cè)試管的壓力降。以此類(lèi)推。（5）改變流量，重復(fù)上述操作，測(cè)得各試驗(yàn)導(dǎo)管中不同流速下的壓力降。（6）當(dāng)測(cè)定旋塞在同一流量不同開(kāi)度的流體阻力時(shí)，由于旋塞開(kāi)度變小，流量必然會(huì)隨之下降，為了保持流量不變，需將入口調(diào)節(jié)閥作相應(yīng)調(diào)節(jié)。（7）每測(cè)定一組流量與壓力降數(shù)據(jù)，同時(shí)記錄水的溫度。第7頁(yè)/共9頁(yè)五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及整理（1）實(shí)驗(yàn)基本