沿程阻力系数测定实验台

实验指导书

深圳大学土木工程学院

2011.05

沿程阻力系数测定实验台（LYC—03）

实验指导书

一、实验目的

1、测定流体在等直圆中流动不同雷诺数Re时的沿程阻力系数l，并确定它们之间的关系。

2、了解流体在道中流动时能量损失的测量计算方法。

二、实验原理

流体在管道中流动时，由于流体的粘性作用产生阻力，阻力表现为流体的能量损失。当对L长度两断面列能量方程式时，可以求得L长度上的沿程水头损失：

实验测得△h（=h?）,再测量出流体的流量Q，并计算出管道断面的平均流速V，即可求得沿程阻力系数l：

式中：d — 试验管内径   [m]²

      g — 重力加速度   [m/s]

三、实验装置（见图1）

实验台主要由二根不同的实验管路组成。每根管子中间L长度的两断面上设有测压孔，可用压差板测出管路实验长度L上的沿程损失；管路的流量测量采用体积法测量。

利用水泵将储水箱中的水打入试验管路，经稳流箱稳定水流，再通过出水阀门控制出水流量。通过计量水箱返回储水箱。

四、实验操作

1、实验前的准备

（1）熟悉实验装置的结构及其流程。

（2）启动水泵，调整上水阀，使稳压水箱有适量溢流，并排除压差板上测压玻璃管中的空气，移动滑尺，即可读取数据。

（3）测试水温。

2、测录数据

（1）调节出水阀门，使压差计的压差指示△h约为20㎜左右，以这个压差为第一个试验点，并记录相应的水流流量Q。

（2）逐次开大出水阀门的开度，测读相应的压差值△h?和流量Q。建议做6～10个测试点直到压差达到接近最高高度为止。

（3）本实验台可以进行不同粗细管道二组实验的测试，试验方法同上。

五、实验数据处理

实验测试数据和计算结果可填入下表：

d=    ㎜     L=    ㎜    水温=    ℃

式中：△h — 应换算成水柱高[mmH2O]

            V — 可查表或从水的粘温曲线上求得

最后，可根据测算的Re和l值在双对数坐标纸上标绘出两者的关系点及其关系曲线；并可与教材上的图线相比较。

六、实验分析与讨论

1．为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失?如实验管道安装成倾斜，是否影响实验结果?

2．据实测m值判别本实验的流区。

3. 实际工程中钢管中的流动，大多为光滑紊流或紊流过渡区，而水电站泄洪洞的流动．大多为紊流阻力平方区，其原因何在?

4．管道的当量粗糙度如何测得?

5．本次实验结果与莫迪图吻合与否?试分析其原因。

第二篇：管路沿程阻力测定实验

食品工程原理实验报告

实验：管路沿程阻力测定

一、  实验目的：

1．  掌握沿程阻力的测定方法；

2．  测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与的关系；

3．  测定流体流过直管时的局部阻力，并求出阻力系数ξ；

4．  学会压差计和流量计的使用。

一、实验原理

流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免的会引起压强损耗。这种损耗包括流体流经直管的沿途阻力一季流体流动方向的改变或因管子大小、形状的改变引起的局部阻力。

1、  沿途阻力

流体在水平均匀管道中稳定流动时，有截面1到截面2，阻力损失表现为压强降低：

=

湍流流动时，影响阻力损失的因素十分复杂。为减少实验工作量，扩大试验结果的应用范围，可以采用因此分析法将各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ρ，粘度;

2）  管路的几何尺寸：管径d，管长l，管壁粗糙度ε;

3）  流动条件：流速μ.

变量关系可以表示为：

组合成如下的无因次式：=;

=

引入：)

则上式可以变为：

滞留时，λ=  ；湍流时，λ与的受管壁粗糙度的影响，需由实验测得。

根据伯努利可知，流体流过直管的沿途阻力损失，可以直接有所测得的液柱压差计读数R（m）算出：g

2、  局部阻力

局部阻力有两种方法，即当量长度法和阻力系数法。

1)       当量长度法

流体流过某管件或阀门时，因局部阻力造成的损失，相当于流体流过与其具有相同管径的若干米长度的直管阻力损失，这直管的长度称为当量长度，用符号表示为

=λ()

2）阻力系数法

流体流过某一管件或阀门的阻力损失用流体在管路中的动能系数表示

  

三、实验装置与流程