中國石油大學(xué)(華東)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)沿程阻力

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上中國石油大學(xué)（華東） 工程流體力學(xué) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期： 成績： 班級： 學(xué)號： 姓名： 教師： 同組者： 實(shí)驗(yàn)七、沿程阻力實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?填空 1掌握測定鍍鋅鐵管管道 沿途阻力系數(shù) 的方法；2在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制 -Re 的關(guān)系曲線；3進(jìn)一步理解 沿途阻力系數(shù)隨雷諾數(shù) 的變化規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)裝置在圖1-7-1下方的橫線上正確填寫實(shí)驗(yàn)裝置各部分的名稱 本實(shí)驗(yàn)采用管流實(shí)驗(yàn)裝置中的第1根管路，即實(shí)驗(yàn)裝置中最細(xì)的管路。在測量較大壓差時(shí)，采用兩用式壓差計(jì)中的汞-水壓差計(jì)；壓差較小時(shí)換用水-氣壓差計(jì)。另外，還需要的測量工具有量水箱、量筒、秒表、溫度計(jì)、水的粘溫表F1 文丘利流量計(jì)

2、 ； F2 孔板流量計(jì) ；F3 電磁流量計(jì)；C 量水箱 ； V 閥門 ； K 局部阻力實(shí)驗(yàn)管路 圖1-7-1 管流綜合實(shí)驗(yàn)裝置流程圖三、實(shí)驗(yàn)原理 在橫線正確寫出以下公式本實(shí)驗(yàn)所用的管路是水平放置且等直徑，因此利用能量方程式可推得管路兩點(diǎn)間的沿程水頭損失計(jì)算公式： hf= L/D*v2/2g （1-7-1）式中： 沿程阻力系數(shù)；L實(shí)驗(yàn)管段兩端面之間的距離，m；D實(shí)驗(yàn)管內(nèi)徑，m；g重力加速度（g=9.8 m/s2）；v管內(nèi)平均流速，m/s；hf沿程水頭損失，由壓差計(jì)測定。由式（1-7-1）可以得到沿程阻力系數(shù)的表達(dá)式： = 2g D* hf /(L*v2) （1-7-2）沿程阻力系數(shù)在層流時(shí)只與雷

3、諾數(shù)有關(guān)，而在紊流時(shí)則與雷諾數(shù)、管壁粗糙度有關(guān)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)管路粗糙度保持不變時(shí)，可得出該管的-的關(guān)系曲線。四、實(shí)驗(yàn)要求 填空 1有關(guān)常數(shù) 實(shí)驗(yàn)裝置編號：No. 7 管路直徑：D = 1.58 cm； 水的溫度：T = 19.5 ；水的密度：= 0.99833 g/cm3； 動(dòng)力粘度系數(shù)：= 1.01745 mPas；運(yùn)動(dòng)粘度系數(shù)：= 0.01019 cm2/s； 兩測點(diǎn)之間的距離：L= 500 cm2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理見表1-7-2 表1-7-2 沿程阻力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理表次數(shù)Q/ml/sv/cm/s/cm/cmhf/cm1381.068 194.455 65.3822.80.135 30150.985 2

4、274.390 140.018 35.4446.00.141 21710.396 3206.039 105.139 19.9250.70.140 16302.292 4149.165 76.117 10.9137.30.147 11802.257 5100.489 51.278 4.763.5 63.5 0.150 7950.932 677.455 39.524 36.6 36.6 0.145 6128.424 747.675 24.328 14.5 14.5 0.152 3772.180 837.449 19.110 8.8 8.8 0.149 2963.083 929.743 15.177

5、 5.7 5.7 0.152 2353.309 1025.256 12.888 3.9 3.9 0.145 1998.279 1121.720 11.084 2.8 2.8 0.141 1718.566 1218.748 9.567 2.0 2.0 0.135 1483.398 1316.827 8.587 1.5 1.5 0.126 1331.385 1414.092 7.191 1.1 1.1 0.126 1115.027 1510.541 5.379 0.8 0.8 0.161 833.992 168.195 4.182 0.6 0.6 0.195 648.396 176.974 3.5

6、59 0.4 0.4 0.196 551.828 184.001 2.042 0.3 0.3 0.446 316.568 19203、以其中一組數(shù)據(jù)寫出計(jì)算實(shí)例（包含公式、數(shù)據(jù)及結(jié)果）。（1）汞柱差： =h2-h1=92.8-27.5=65.3cm沿程水頭損失：hf=12.6* =12.6*65.3=822.78cm（2）運(yùn)動(dòng)粘度系數(shù)：= /= 1.01745/ 0.99833/100=0.01019 cm2/s（3）流量：=A*(hu-hd)/t=400*(42.4-11)/32.96= 381.068 ml/s（4）管內(nèi)平均流速：v =Q/(/4*D2)= 381.068/(3.14/4*

7、1.582)= 194.455cm/s（5）雷諾數(shù)：=v D/ = 194.455*1.58/ 0.01019=30150.985（6）沿程阻力系數(shù)：= 2g D* hf /(L*v2)=2*9.8*822.78/(5* 194.4552)= 0.1354在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制-的關(guān)系曲線。五、實(shí)驗(yàn)步驟 正確排序（5 ）逐次關(guān)小V11，記錄18組不同的壓差及流量；（2）打開閥門V10排氣，排氣完畢將閥門關(guān)閉；（7 ）實(shí)驗(yàn)完畢后，依次關(guān)閉V11、實(shí)驗(yàn)管路左右兩測點(diǎn)的球形閥，并打開兩用式壓差計(jì)上部的球形閥。（1 ）閥門V1完全打開。一般情況下V1是開著的，檢查是否開到最大即可；（4 ）用打氣筒將水-

8、氣壓差計(jì)的液面打到中部，關(guān)閉壓差計(jì)上、下方的三個(gè)球形閥，將V11完全打開。待水流穩(wěn)定后，記錄壓差計(jì)讀數(shù)，同時(shí)用體積法測流量（壓差57 cm汞柱時(shí)，打開壓差計(jì)下方的兩個(gè)球形閥，由汞-水壓差計(jì)換用水-氣壓差計(jì)來讀壓差）；（6 ）用量筒從實(shí)驗(yàn)管路中接足量的水，放入溫度計(jì)5分鐘后讀出水的溫度，查粘溫表；（3 ）打開實(shí)驗(yàn)管路左、右測點(diǎn)及壓差計(jì)上方的球形閥，檢查壓差計(jì)左右液面是否水平。若不在，須排氣（為防止汞發(fā)生外泄，排氣時(shí)應(yīng)在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行）；六、注意事項(xiàng) 1本實(shí)驗(yàn)要求從大流量（注意一定要把閥門V11完全打開）開始做，逐漸調(diào)小流量，且在實(shí)驗(yàn)的過程中閥門V11不能 逆轉(zhuǎn) ；2實(shí)驗(yàn)點(diǎn)分配要求盡量合理，在記

9、錄壓差和 流量 時(shí)，數(shù)據(jù)要一一對應(yīng)；3使用 量筒 、 溫度計(jì) 等儀器設(shè)備時(shí)，一定要注意安全；4做完實(shí)驗(yàn)后，將量筒、溫度計(jì)放回原處，將秒表交回。七、問題分析 1如將實(shí)驗(yàn)管安裝成傾斜的，比壓計(jì)中的讀數(shù)差是不是沿程水頭損失？是的。伯努利方程中 =位置水頭差和壓力水頭差。 比壓計(jì)的讀數(shù)是測壓管水頭差包括位置水頭差和壓力水頭差，所以比壓計(jì)中的讀數(shù)差是沿程水頭損失2隨著管路使用年限的增加，-關(guān)系曲線會有什么樣的變化？ 管路使用時(shí)間的增加會使管路的粗糙度增大，從而使得沿程阻力系數(shù)變大，所以-關(guān)系曲線會向上移動(dòng)。3當(dāng)流量、實(shí)驗(yàn)管段長度相同時(shí)，為什么管徑愈小，兩斷面的測壓管液面差愈大？其間的變化規(guī)律如何？根據(jù)連續(xù)性方程Q=Av管徑愈小其斷面的流速就越大，而測壓管液面差體現(xiàn)為hf= L/D*v2/2g，hf與速度的平方成正比，所以管徑愈小，hf越大，兩斷面的測壓管液面差愈大。變化規(guī)律： 和公式hf=2LQ /(d5) 相一致八、心得體會這次實(shí)驗(yàn)是所有4個(gè)試驗(yàn)中用時(shí)最長且操作要求很高的的一個(gè)。在記下操作注意事項(xiàng)和要求后，便開