1、实验三实验三 管路流体阻力的测定管路流体阻力的测定 一、实验目的一、实验目的 以实验方法直接测定摩擦系数和局部阻力系数 二、实验原理二、实验原理 当不可压缩流体在圆形导管中流动时，在管路系统内任意二个截面之间列出机械能衡算方程为fhuPgZuPgZ2222222111式中：Z流体的位压头，m液柱；P流体的压强，Pa；u流体的平均流速，hf单位质量流体因流体阻力所造成的能量损失。假若：（1）水作为试验物系，则水可视为不可压缩流体；（2）试验导管是按水平装置的；（3）试验导管的上下游截面上的横截面积相同;可简化为:21PPhf 由此可见，因阻力造成的能量损失可由管路系统的两截面之间的压力差来测定。
2、2221udlPPhf式中：d圆形直管的管径，m；L圆形直管的长度，m；摩擦系数，无因次 摩擦系数与流体的密度和粘度、管径d、流速u和管壁粗糙度有关。应用因次分析的方法，可以得出摩擦系数与雷诺数和管壁相对粗糙度存在函数关系，即)(Re,df 通过实验测得和Re数据，可以在双对数坐标上标绘出实验曲线。当Re2000时，与管壁粗糙度无关。当流体在直管中呈湍流时，与Re数、管壁相对粗糙度有关。当流体流过管路系统时，遇各种管件、阀门和测量仪表等而产生局部阻力，所造成的能量损失（压头损失），有关系式：22uhf 由于造成局部阻力的原因和条件极为复杂，各种局部阻力系数的具体数值，都需要通过实验直接测定。三
3、、实验装置三、实验装置四、实验要点四、实验要点 （1）先检查试验导管中旋塞、测压旋塞和试验入口调节阀开、闭情况。检查毕启动循环水泵；（2）待泵运转正常后，根据需要缓慢开启调节阀调节流量；（3）待流量稳定后，将转换阀组测量各管路阻力，即由压差计显示出压强降并记录，同时记录水温；（4）改变流量，重复上述操作，测得各试验导管中不同流速下的压强降。实验注意事项：（1）实验前务必将系统内存留的气泡排除干净，否则实验不能达到预期效果。（2）若实验装置放置不用时，尤其是冬季，应将管路系统和水槽内水排放干净。五、实验记录与数据处理五、实验记录与数据处理（1）实验基本参数试验导管:内径d=17mm测试段长度l=
4、600mm粗糙管的粗糙度=0.4mm粗糙管的相对粗糙度=0.0235孔板流量计的孔径=11mm旋塞的孔径=12mm（2）流量标定曲线（4）数据整理实验序号水的流速1雷诺准数2光滑管摩擦系数3粗糙管摩擦系数4孔板流量计局部阻力系数5旋塞的局部阻力系数6扩缩管的局部阻力系数7 列出表中各项计算公式。（5）标绘-Re实验曲线（3）实验数据mmHgR/孔板流量计压差计读数，水的流量,水的密度,光滑管压头损失,粗糙管压头损失,旋塞压头损失，（全开）,孔板流量计压头损失,实验序号水的温度,T/水的粘度六、思考题六、思考题:1、在测定直管阻力损失时，能否将水平管改为垂直放置或倾斜放置？为什么？2、测压导管的粗细、长短对测量结果有无影响？为什么？3、为什么要排除管路与测压导管中的空气？如何排除？
