沿程阻力实验报告

班级：核工程12

姓名：李汉臻

学号：2110302044

实验日期：20##-5-2

一、    实验任务及要求：

1.     用三角堰、涡轮流量计校正孔板流量计，实验测定流量计的流量系数

2.     作出流量μ系数与雷诺数Re之间的关系曲线，从而确定μ=常数的范围和数值

二、    设备简图：

表2-1  试验段参数

                           

三、    实验方法简述：

若按理想流体考虑，孔板流量计理论流量：A₂

  Q_理论 

实验中认为更为精确的仪器（三角堰、涡轮流量计）测得的数据更加接近真实值。从而借此校正孔板流量计，引入修正系数μ。

μ=

考虑粘性影响，则流量系数与雷诺数的关系为μ=f（Re）

其中：

  三角堰流量测量：

 实验数据处理及计算：

表4-1  实验测量数据

表4-2  数据处理结果

四、    附图：

五、    数据结果分析：

1、          用三角堰校正孔板流量计时，由图线看出在Re大于73000的范围内μ-Re曲线走势接近平稳，μ趋于常数0.596。从而可依据此曲线在一定雷诺数范围内对孔板流量计进行校正。

2、          用涡轮流量计校正孔板流量计时，由图线看出在Re大于48000的范围内μ-Re曲线走势接近平稳，μ趋于常数0.603。从而可依据此曲线在一定雷诺数范围内对孔板流量计进行校正。

六、    讨论及思考问题：

1.     测压管孔的设置位置对流量系数有什么影响？

由于测压管孔的设置的位置不同，在考虑关内沿程阻力损失的情况下，导致不同截面流量测得数据有差别，从而造成流量系数不同。

2.     流量计内摩擦损失对流量系数有什么影响？

造成流量计读数偏小，进而影响流量系数的测得值偏小。

第二篇：管路沿程阻力测定实验报告

实验名称：管路沿程阻力测定

班级： 学号：   姓名：

一、实验目的

          1、掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。

          2、测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与雷诺数Re的关系。

          3、测定流体流过管件时的局部阻力，并求出阻力系数ξ。

          4、学会压差计和流量计的使用方法。

二、实验原理

   流体在管内流动时，机械能的消耗包括流体流经直管的沿程阻力和因流体运动方向改变所引起的局部阻力。

1．沿程阻力   

流体在水平均匀管道中稳定流动时，阻力损失表现为压力降低。即：

   h_f  = == ， λ=  ， Re = ,

△P=R（）g

湍流流动时，影响阻力损失的因素十分复杂，目前尚不能完全用理论的方法求解，必需通过实验研究其规律。为减少实验工作量，扩大实验结果的应用范围，可以采用因次分析法将各个变量综合成准数关系式。

影响阻力损失的因素有：

1） 流体性质：密度，粘度；

2） 管路的几何尺寸：管径d，管长l，管壁粗糙度；

3） 流动条件：流速u

式中：管径 m ；管长 m；

      流速 m / s；流体的密度 kg / m³；

流体的粘度 N·s / m²；直管阻力引起的压强降 Pa。

雷诺数Re定义是：

层流时：λ=64/ Re ; 湍流时：λ与Re和ξ/d有关。须由实验确定。

2．局部阻力系数ξ的测定：

                        

式中：ξ-局部阻力系数，无因次；

局部阻力引起的压强降，Pa；

局部阻力引起的能量损失，J／kg。

三、实验装置流程

1．本实验装置及设备主要参数：

被测元件：镀锌水管，管长2.0m，管径（公称直径）0.021m；闸阀D=¾。

测量仪表：U压差计（水银指示液）；LW-15型涡轮流量计（精度0.5级，量程0.4~4.0m³ / h，仪器编号Ⅰ的仪表常数为599.41（次/升），仪器编号为Ⅱ的仪表常数为605.30（次/升），MMD智能流量仪）。循环水泵、循环水箱、DZ15-40型自动开关、数显温度表。

2. 流程：

1..水箱  2.控制阀  3. 放空阀 4. U形压差计 5.平衡阀  6.放空阀7.排液阀

8.数显温度表 9.泵  10.涡轮流量计  11.取压计  12 U形压差计 13. 闸阀 14.取压孔

四、实验步骤及注意事

  1.水箱充水至80%。

  2.仪表调整（涡轮流量计、MMD智能流量仪按说明书调节）。

  3.打开压差计上的平衡阀，关闭各放气阀。

  4.启动循环水泵（首先检查泵轴是否转动，全开阀13，关闭阀2，后启动）。

  5.排气：?管路排气；?测压管排气；?关闭平衡阀，缓慢旋动压差计上放气阀排除压差计中的气泡（注意：先排进压管后排出压管，以防压差计中水银冲走），排气完毕。

  6.读取压差计零位读书。

  7.开启调节阀至最大，确定流量范围，确定实验点（8~10个），测定直管部分阻力和局部阻力（闸阀全开时）。

  8.测定读数：改变管道中的流量读出一系列流量V_s、压差△p₁ （或△p₂）。

  9.实验装置恢复原状，打开压差计上的平衡阀，并清理实验场地。

五、实验数据

实验装置号：     Ⅱ号装置   ，被测管长：2.0m  ，被测管径：  0.021m

被测管件：镀锌水管，仪表常数：605.3水温：27.8°C 。

六、数据处理

计算过程（以序号一为例）：

u===3.105

Re===73535

ΔP₁ = R₁ （ρ_指-ρ_水）g=0.0337*（13600—996.78）*9.81=34362.5

ΔP₂₌  R₂ (ρ_指-ρ_水）g=0.0101*（13600—996.78）*9.81=10506.5

,

七、结果分析与讨论

1.用双对数坐标纸关联一定ε/d下，λ和Re的关系，并用实验结果估算一工程问题的阻力损失。

答：

 

一定ε/d下，λ和Re的关系见上图。以λ=0.086为例

=h_f+h_p+ξ·u² /2=+8.22*2.13=55.87J/kg

2.根据所得到的λ和Re的关系，验证伯拉休斯公式。

     答：柏拉修斯公式：。当Re=51319.8,

即在此条件下柏拉修斯公式不成立。

3.为什么测定数据前首先要赶尽设备和测压管中的空气？怎样赶走？

     答：如果设备或测压管中留有空气，则会引起U形管读书产生误差。

4.在进行测试系统的排气工作时，是否要关闭系统的出口阀？为什么？

    答：要关闭出口阀，这样才能通过U形压差计的液面是否变化判断系统的排气是否完全。

5.U形压差计上装设平衡阀有何作用？什么时候开着？什么时候关闭？

     答：平衡U形压差计中两边的气压；

当实验结束时打开，当排除压差计中的气泡时以及实验过程中关闭。

6.为什么本实验数据需在双对数坐标纸上进行标绘？

     答：因为变量λ和Re的最大值最小值相差很大，采用双对数坐标可以使图形不失真，更好反映λ和Re两者之间的的关系。