1、流体阻力实验一. 实验设备的特点:1.本实验装置数据稳定,重现性好,能给实验者较明确的流体流动阻力概念。2.雷诺准数的数据范围宽,可作出 102104三个数量级。能够测量出光滑管、粗糙管的阻力系数与雷诺准数的关系，同时也可以测量阀门局部阻力。3.实验采用循环水系统,节约实验费用。4.测量系统采用量程不同的两种流量计和压差测量仪表,测量精度较高。5.采用压力传感器数字表系统,测量大流量下的流体流动阻力, 实验数据稳定可靠。二.设备的主要技术数据:1. 被测光滑直管段:第一套 管径 d0.008(m)管长 L1.698(m)材料: 不锈钢管被测粗糙直管段:第一套 管径 d0.010(m)管长 L1
2、.698(m)材料: 不锈钢管2.压力传感器:型号:LXWY测量范围: 200 KPa3.直流数字电压表:型号: PZ139测量范围: 0 200 KPa4.离心泵:型号: WB70/055流量: 8(m3h)扬程: 12(m)电机功率: 550(W)5.玻璃转子流量计:型号测量范围精度LZB401001000(Lh)1.5LZB1010100(Lh)2.5三.实验设备的基本情况:离心泵将储水槽中的水抽出,送入实验系统,首先经玻璃转子流量计测量流量,然后送入被测直管段测量流体流动的光滑管或粗糙管的阻力,水循环使用。 被测直管段流体流动阻力p 可根据其数值大小分别采用变送器或空气水倒置型管来测量
3、。四. 实验方法及步骤:1.向储水槽内注水,直到水满为止。(有条件最好用蒸馏水,以保持流体清洁)2.直流数字表的使用方法请详细阅读使用说明书。3.大流量状态下的压差测量系统,应先接电予热 1015 分钟,调好数字表的零点,方可启动泵做实验。4.检查导压系统内有无气泡存在：赶气泡的方法； 将流量调至最大,把阀门全部打开，使大流量的水经阀处进入 U 型玻1璃管经阀处排出。看 U 型玻璃管内无明显气泡后。将水流量调节到零流量后（同上）查看液面是否平行。5.测取数据的顺序可从大流量至小流量,反之也可,一般测 1520 组数,建议当流量读数小于 300Lh 时,只用空气水倒置型玻璃管测量压差P。6.待数
4、据测量完毕,关闭流量调节阀,切断电源。五. 使用实验设备应注意的事项:1.直流数字表操作方法请仔细阅读说明书后,方可使用。2.利用压力传感器测量大流量下P 时,应切断空气水倒置型玻璃管的阀门否则影响测量数值。3.倘若较长时间内不做实验,放掉系统内及储水槽内的水。4.在实验过程中每调节一个流量之后应待流量和直管压降的数据稳定以后方可记录数据。5.较长时间未做实验,启动离心泵之前应先盘轴转动否则易烧坏电机。六. 附 录 :1.实验数据的计算及结果:（1）Re 的计算在被测直管段的两取压口之间列柏努利方程式,可得:PfP( 1 )PfLu2hf ( 2 )d22dPf ( 3 )Lu2duRe( 4
5、 )符号意义:d管径 (m)L管长 (m)u流体流速 (ms)Pf直管阻力引起的压降 (Nm2)流体密度 (Kgm3)流体粘度 (Pa.s)摩擦阻力系数Re雷诺准数测得一系列流量下的Pf之后,根据实验数据和式(1),(3)计算出不同流速下的值。用式(4)计算出 Re 值,从而整理出Re 之间的关系, 在双对数坐标纸上绘出Re 曲线。2计算举例:（第 13 组为例)水温 t=24.1、粘度0.9310-3(pa.s)、密度996.73（Kgm3）a. 小流量、光滑管:Q100(Lh)P 1.4(H2O)1000u3600(4)d2210010000.55 ( ms )36000.785(0.00
6、80)2Pf125 (H2O)= gR=10009.81125=1225 ( pa )2dPfLu220.008012250.037881.698996.73(0.55)2du0.00800.55996.73Re47410.9310-3大流量、粗糙管(第 1 组为例):Q980 ( Lh )Pf112.5(Kpa )10001000u3.47 (ms)36000.785(0.01)220.011125000.110551.6980.93(3.47)20.01996.733.47Re3.721040.9310-52.原始数据整理结果（表四、五）表一、流体阻力实验数据记录（第一套光滑管内径 8mm
7、、管长 1.698m）（液体温度 24.1液体密度=996.73kg/m 液体粘度=0.93mPa.S）压差读数初始值 0.kPa序号流量(l/h)直管压差PP流速 uRe（kPa）（mmH2o）（Pa）(m/s)1100070.5705005.53474060.02180290058.4584004.98426650.02230380047.1471004.42379250.02276470037.2372003.87331840.02348560028.4284003.32284440.02440650020.7207002.76237030.02561740013.8138002.211
8、89620.0266783008.383001.66142220.0285292606.666001.44123260.03019102204.949001.22104290.031313111803.636001.0085330.03436121402.424000.7766370.03787131001.412512250.5547410.03788149010610390.5042670.039661580898720.4437920.042141670727060.3933180.044531760515000.3328440.042931850393820.2823700.04727
9、1940252450.2218960.047352030161570.1714220.05387212010980.119480.0757622104390.064740.12122=73.92表一、流体阻力实验数据记录（第一套直管内径 10mm、管长 1.698m）（液体温度 24.1液体密度=996.73kg/m 液体粘度=0.93mPa.S）压差读数初始值 0.kPa序号流量(l/h)直管压差PP流速 uRe（kPa）（mmH2o）（Pa）(m/s)1980112.51125003.47371660.11055290096.1961003.18341320.11197380076.976
10、9002.83303400.11340470059.5595002.48265470.11460560045.3453002.12227550.11876650032.5325001.77189620.12269740022.4224001.42151700.13213830013.3133001.06113770.13947926010.9109000.9298600.15217102208.282000.7883430.15989111805.858000.6468260.16894121404.040000.5053090.19260131002.424000.3537920.22650149019018620.3234130.21693158015715380.2830340.22687167013012740.2526550.245361760999700.2122750.254321850716960.1818960.262641940504900.1415170.289002030333230.1111380.339102120201960.077580.46240422109880.043790.83232图一第1套直管摩擦阻力系数与雷诺准数关系图0.010000.100001.00000100100010000100000摩擦系数Re
