当前位置:文档之家› 流体力学综合实验-流体流动阻力的测定

流体力学综合实验-流体流动阻力的测定

流体力学综合实验-流体流动阻力的测定
流体力学综合实验-流体流动阻力的测定

实验报告

课程名称: 过程工程原理实验(乙) 指导老师: 成绩:__________________ 实验名称: 流体力学综合实验——流体流动阻力的测定 同组学生姓名: 实验类型: 流体力学实验 一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填) 三、实验材料与试剂(必填) 四、实验器材与仪器(必填) 五、操作方法和实验步骤(必填) 六、实验数据记录和处理 七、实验结果与分析(必填) 八、讨论、心得

一.实验目的

1.掌握测定流体流经直管、管件(阀门)时阻力损失的一般实验方法;

2.测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re 的关系,验证在一般湍流区内λ与Re 的关系曲线;

3.测定流体流经管件(阀门)时的局部阻力系数ζ;

4.识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。

二.实验原理

流体通过由直管、管件(如扩大管、三通和弯头等)和阀门等组成的管路系统时,由于粘性剪应力和涡流应力的存在,要损失一定的机械能。流体流经直管时所造成的机械能损失成为直管阻力损失。流体通过管件、阀门时由于流体运动方向和速度大小的改变所引起的机械能损失成为局部阻力损失。

1.直管阻力摩擦系数λ的测定

流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:

2

22

1u d l p p p h f

f λ

ρ

ρ

=-=

?=

·········(1) f 2

2d p u l λρ?=

··············(2) 公式中:

λ——直管阻力摩擦系数,无因次; d ——直管内径,m ;

f

p ?——流体流经l 米直管的压力降,Pa ;

f

h ——单位质量流体流经l 米直管的机械能损失,J/kg ;

ρ——流体密度,kg/m 3; l ——直管长度,m ;

u ——流体在管内流动的平均速度,m/s ; 滞流(层流)时:

Re

64

=

λ··············(3) μ

ρ

du Re = (4)

式中:

Re ——雷诺准数,无因次; μ——流体粘度,kg/(m ·s)。

湍流时λ是Re 和相对粗糙度(ε/ d )的函数,须由实验测定。

由(2)可是,要测定λ,需要确定l 、d ,测定f p ?、u 、ρ、μ等参数。l 、d 为装置参数(装置参数表格中给出),ρ、μ通过测定流体温度,再查有关手册而得,u 通过测定流体流量,再由管径计算得到。

本装置流量采用涡轮流量计或转子流量计测量,则

错误!未找到引用源。 (5)

式中:V ——流量计测得的流量,m 3/h 。

f

p ?可用U 型管、倒置U 型管、测压直管等液柱压差计测定,或采用压差

变送器和二次仪表显示。

根据实验装置结构参数l 、d ,指示液密度ρ0,流体温度t 0(查流体物性ρ、μ),以及实验时测定的流量V 、f p ?,求取Re 和λ,再将Re 和λ标绘在双对数坐标图上。

2 局部阻力系数ξ的测定

流体通过某一管件或者阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数,局部阻力的这种算法,叫做阻力系数法。即:

21f 'h '2

f

f p p l u l ξρρ??==— ·········(6) 故: 12

'2=f f p p l u l ξρ

ρ???? ???

— ··········(7) 式中:错误!未找到引用源。——单位质量流体流经某一管件或阀门时的机械能损失,J/kg ;

ξ——局部阻力系数,无因次;

错误!未找到引用源。——局部阻力压强降,Pa ;(本装置中,所测

得的压强降应扣除阀门二端两侧压口间直管段的压降,直管段的压降由相应管路的直管阻力实验结果求取);

ρ——流体密度,kg/m 3; g ——重力加速度,9.81m/s 2;

u ——流体在小截面管中的平均流速,m/s 。

根据连接管件或阀门两端管径中小管的直径d ,流体温度t 0(查流体物性ρ、μ),以及实验时测定的流量V 、f p ?,通过式(6)或(7),求取管件(阀门)的局部阻力系数ξ。 三.实验仪器 1.实验装置

实验对象部分由贮水箱、离心泵,不同管径、材质的水管,各种阀门、管件,涡轮流量计和倒U 型压差计等所组成。管路部分有三段并联长直管,自上而下分别为用于测定直管层流阻力、粗糙管直管阻力系数、光滑管直管阻力系数。同时在粗糙管直管和光滑管直管上分别装有闸阀和截止阀,用于测定不同种类阀门的局部阻力系数。

水的流量使用转子流量计或涡流流量计测量,管路直管阻力和阀门的局部阻力采用相应的倒U 型压差计或压差传感器测量。

2.实验流程:实验装置流程图如图1中箭头所示。

3.装置参数

装置参数如下表所示。

图1 流体力学综合实验装置装置流程示意图

四.实验步骤

1.开启仪表柜上的总电源、仪表电源开关;

2.首先对水泵进行灌水,然后关闭泵出口阀,启动水阀,待电机转动平稳后,把泵的出口阀缓缓开到最大;

3.全开流量调节阀,以排除测试管路内的空气。当采用U型压差计(或倒U 型压差计)测量压差时,应先对U型压差计(或倒U型压差计)进行排气和调零,使压差计两端在带压且零流量时的液位高度相等。本装置选用差压变送器测量压差,当使用差压变送器测量压差时,也应先对差压变送器两侧的引压管进行排气

操作;

4.实验从最大流量开始做起,最小流量控制在1.5m 3/h 以上,每次流量为上次的0.85倍,流量改变后,要待流动达到稳定后再读数,实验时同时读取不同流量下的压差、流量和温度等有关参数;

5.装置确定时,根据ΔP 和u 的实验测定值,可以计算λ和ξ,在等温条件下,雷诺数Re=duρ/μ=Au ,其中A 为常数,因此只要调节管路流量,即可得到一系列λ~Re 的实验点,从而绘出λ~Re 曲线;

6.实验结束,关闭泵出口阀,关闭水泵电机,关闭仪表电源和总电源开关,

将实验装置恢复原样。

五.实验数据记录及处理

实验原始数据如实验原始数据记录表。 1.直管阻力摩擦系数λ的测定

水温t=21℃,此时水的密度3997.95/kg m ρ= ,其粘度30.984610Pa s μ-=??

在双对数坐标轴上绘出两条λ~Re 曲线如下:

光滑管的λ~Re 曲线(舍弃误差较大的第7、8组数据

)

由流体力学相关知识可知:当2100

0.3164

Re λ=

,而测量结果为:0.1819

0.1681Re λ=,有一点差距。查《化工原理》教材莫狄(Moody )图,可得该粗糙管的相对粗糙度ε/d 约为0.0004,则其绝对粗糙度约为ε=0.0084mm 。

粗糙管的λ~Re 曲线(舍弃误差较大的第8、9组数据)

由流体力学相关知识可知:实验结果也各经验公式存在一些误差。查《化工原理》教材莫狄(Moody )图,可得该粗糙管的相对粗糙度ε/d 约为0.01,则其绝对粗糙度约为ε=0.22mm 。

2.局部阻力系数ξ的测定

水温t=21℃,此时水的密度3997.95/kg m ρ=,其粘度30.984610Pa s μ-=??

(注:在计算截止阀局部阻力系数时舍弃误差较大的第8组数据)即实验测得该截止阀全开时的局部阻力系数为ξ=10.298,该闸阀全开时的局部阻力系数为ξ=0.252。

六.实验结论及误差分析

实验结论:本次实验可以有效地测定该管路的λ~Re曲线、估算管路相对粗糙度并计算阀门的局部阻力系数。实验测得光滑管的相对粗糙度为ε/d=0.0004,则其绝对粗糙度约为ε=0.0084mm;粗糙管的相对粗糙度为ε/d=0.01,则其绝对粗糙度约为ε=0.22mm.测得截止阀全开时的局部阻力系数为ξ=10.298,闸阀全开时的局部阻力系数为ξ=0.252。

结论分析:在作光滑管和粗糙管的λ~Re曲线时均将流量最小的两组数据舍弃,用此时的数据计算出来的结果偏差较大;在计算阀门的局部阻力损失时截止阀的计算中也将最小流量下的数据舍弃。这可以说明实验装置在小流量的测量状态下误差较大。在实验过程中也有所体现,当流量减小到很小时,多次调节仪表的读数稳定值差距也较大。

实验结果与理论值之间存在一定的误差。管路的λ~Re曲线与理论的经验公式没有很准确的对应,阀门局部阻力系数也有一定的误差,例如:查表的闸阀全开局部阻力系数理论值为ξ=0.17,与实验值0.252也一定差距。

实验中可能产生误差的原因有:

1、实验装置中管路上的测压点的设置存在一些问题,管道上打的孔数目多,对于实验数据的测量造成一定的影响;

2、实验管路并不能做到完全水平,会有一定倾角,而理论计算是以水平来考量,从而产生误差;

3、由于水在管路中流动时摩擦生热,导致水体温度不断变化,而计算时仅用特定温度下水的密度与粘度的数据,从而产生误差;

4、实验所用管路内因长期有水及空气流过,应会有较大锈蚀,导致管径及粗糙度发生变化,从而产生误差;

5、所用的水因反复循环使用,并未更换,导致水中带有很多杂质,其密度与粘度与所查的纯水的数据存在差距,产生误差;

6、仪器系统误差、读数误差、偶然误差等其他误差。

七.思考题

1.在对装置做排气工作时,是否一定要关闭流程尾部的出口阀?为什么? 答:对装置做排气工作时,先要打开出口阀,使流体流动稳定后,再关闭流程尾部的出口阀,这样可使管中有较大压力使得气体排出。排气时出口阀一定要关闭,以防止排气不充分。

2.如何检测管路中的空气已经被排除干净?

答:调节阀门,使流体流速为0,如果p ?=0,则说明空气已经排尽。然而事实上,由于实验装置本身的误差,即使空气已经排除干净,压差也不一定为0。而且由于实验室不断有人进行实验,所以本实验过程中并不要求做排气这一过程。

3.以水作介质所测得的λ-Re 关系能否用于其它流体?

答:可以。因为Re,f d ελ?

?= ??

?,即λ-Re 关系于管内介质种类无关,只与管

子的相对粗糙度有关。所以只要相对粗糙度相同,不论流体种类如何,λ-Re 关系就都相同。

4.在不同设备上(包括不同管径),不同水温下测定的λ~Re 数据能否关联在同一条曲线上?

答:Re,f d ελ?

?= ??

?,即λ~Re 数据能否关联取决于相对粗糙度是否相同。在

不同设备上(包括不同管径),不同水温下测定的λ~Re 数据,若其对应的相对粗糙度相同,则可以关联在同一条曲线上,与水温无关。

工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论

工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论

工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论 实验一流体静力学实验 验原理 重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 (1.1) 中: z被测点在基准面的相对位置高度; p被测点的静水压强,用相对压强表示,以下同; p0水箱中液面的表面压强; γ液体容重; h被测点的液体深度。 对装有水油(图1.2及图1.3)U型测管,应用等压面可得油的比重S0有下列关系: (1.2) 此可用仪器(不用另外尺)直接测得S0。 验分析与讨论 同一静止液体内的测管水头线是根什么线? 测压管水头指,即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知,同一静止液面的测压管水头线是一根。 当P B<0时,试根据记录数据,确定水箱内的真空区域。 ,相应容器的真空区域包括以下三部分:

)过测压管2液面作一水平面,由等压面原理知,相对测压管2及水箱内的水体而言,面为等压面,均为大气压强,故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域,均为真。 )同理,过箱顶小水杯的液面作一水平面,测压管4中,该平面以上的水体亦为真空区)在测压管5中,自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低液面的高度相等,亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 若再备一根直尺,试采用另外最简便的方法测定γ0。 最简单的方法,是用直尺分别测量水箱内通大气情况下,管5油水界面至水面和油 至油面的垂直高度h和h0,由式,从而求得γ0。 如测压管太细,对测压管液面的读数将有何影响? 设被测液体为水,测压管太细,测压管液面因毛细现象而升高,造成测量误差,毛由下式计算 中,为表面张力系数;为液体的容量;d为测压管的内径;h为毛细升高。常温(t=20℃,=7.28dyn/mm,=0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小,可认为cosθ=1.0。于是有 单位为mm) 一般来说,当玻璃测压管的内径大于10mm时,毛细影响可略而不计。另外,当水质,减小,毛细高度亦较净水小;当采用有机玻璃作测压管时,浸润角较大,其h较普管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值,则毛细现象无任何影响。因为测量高、时均有毛细现象,但在计算压差时,互相抵消了。 过C点作一水平面,相对管1、2、5及水箱中液体而言,这个水平面是不是等压面?

流体力学实验指导书( 建环专业)

目录 实验一静水压强实验???????????????????????????????????????????1实验二伯努利方程式的验证?????????????????????????????????????3实验三雷诺实验??????????????????????????????????????????????6实验四管道沿程阻力实验??????????????????????????????????????9实验五管道局部阻力系数的测定????????????????????????????????12

实验一静水压强实验 (一)实验目的 1、测定静止液体中某点的静水压强,加深对静压公式p=p0+γh的理解; 2、测定有色液体的重度,并通过实验加深理解位置水头,压强水头及测压管水 头的基本概念,观察静水中任意两点测压管水头Z+p/γ=常数。 p=p0+γh 式中:P——被测点的静水压强; P0——水箱中水面的表面压强; γ——液体重度; h——被测点在表面以下的竖直深度。 可知在静止的液体内部某一点的静水压强等于表面压强加上液体重度乘以该点在液面下的竖直深度。 (四)实验步骤 1、打开密封水箱E顶上空气阀门a,此时水箱内水面上的压强p0=p a。观察各测压连通管内液面是否平齐,如果不齐则检查各管内是否阻塞并加以勾通。

2、读取A点、B点的位置高度Z A、Z B。 3、关闭空气阀门a,转动手柄,抬高长方形小水箱F至一定高度,此时表面压力P0>P a,待水面稳定后读各测压管中水位标高▽=▽I(I=1、2、3、 4、5),并记入表中。 4、在保持P0>P a的条件下,改变长方形小水箱F高度,重复进行2-3次。 5、打开空气阀门a,使水箱内的水面上升,然后关闭空气阀门a,下降长方形小水箱。 6、在P0<P a的条件下,改变水箱水位重复进行2-3次。 (五)对表中数据进行分析 单位:mm

流体力学实验报告

流体力学 实验指导书与报告 静力学实验 雷诺实验 中国矿业大学能源与动力实验中心

学生实验守则 一、学生进入实验室必须遵守实验室规章制度,遵守课堂纪律,衣着整洁,保持安静,不得迟到早退,严禁喧哗、吸烟、吃零食和随地吐痰。如有违犯,指导教师有权停止基实验。 二、实验课前,要认真阅读教材,作好实验预习,根据不同科目要求写出预习报告,明确实验目的、要求和注意事项。 三、实验课上必须专心听讲,服从指导教师的安排和指导,遵守操作规程,认真操作,正确读数,不得草率敷衍,拼凑数据。 四、预习报告和实验报告必须独自完成,不得互相抄袭。 五、因故缺课的学生,可向指导教师申请一次补做机会,不补做的,该试验以零分计算,作为总成绩的一部分,累计三次者,该课实验以不及格论处,不能参加该门课程的考试。 六、在使用大型精密仪器设备前,必须接受技术培训,经考核合格后方可使用,使用中要严格遵守操作规程,并详细填写使用记录。 七、爱护仪器设备,不准动用与本实验无关的仪器设备。要节约水、电、试剂药品、元器件、材料等。如发生仪器、设备损坏要及时向指导教师报告,属责任事故的,应按有关文件规定赔偿。 八、注意实验安全,遵守安全规定,防止人身和仪器设备事故发生。一旦发生事故,要立即向指导教师报告,采取正确的应急措施,防止事故扩大,保护人身安全和财产安全。重大事故要同时保护好现场,迅速向有关部门报告,事故后尽快写出书面报告交上级有关部门,不得隐瞒事实真相。 九、试验完毕要做好整理工作,将试剂、药品、工具、材料及公用仪器等放回原处。洗刷器皿,清扫试验场地,切断电源、气源、水源,经指导教师检查合格后方可离开。 十、各类实验室可根据自身特点,制定出切实可行的实验守则,报经系(院)主管领导同意后执行,并送实验室管理科备案。 1984年5月制定 2014年4月再修订 中国矿业大学能源与动力实验中心

流动阻力测定思考题

流动阻力测定思考题 The following text is amended on 12 November 2020.

实验1单项流动阻力测定 (1)启动离心泵前,为什么必须关闭泵的出口阀门 答:由离心泵特性曲线知,流量为零时,轴功率最小,电动机负荷最小,不会过载烧毁线圈。 (2)作离心泵特性曲线测定时,先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生,而阻力实验对泵灌水却无要求,为什么 答:阻力实验水箱中的水位远高于离心泵,由于静压强较大使水泵泵体始终充满水,所以不需要灌水。 (3)流量为零时,U形管两支管液位水平吗为什么 答:水平,当u=0时柏努利方程就变成流体静力学基本方程: (4)怎样排除管路系统中的空气如何检验系统内的空气已经被排除干净 答:启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后,打开U形管顶部的阀门,利用空气压强使U形管两支管水往下降,当两支管液柱水平,证明系统中空气已被排除干净。 (5)为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘 答:因为对数可以把乘、除变成加、减,用对数坐标既可以把大数变成小数,又可以把小数扩大取值范围,使坐标点更为集中清晰,作出来的图一目了然。

(6)你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法它们各有什么特点 答:测流量用转子流量计、测压强用U形管压差计,差压变送器。转子流量计,随流量的大小,转子可以上、下浮动。U形管压差计结构简单,使用方便、经济。差压变送器,将压差转换成直流电流,直流电流由毫安表读得,再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差,可测大流量下的压强差。 (7)读转子流量计时应注意什么为什么 答:读时,眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。如果仰视或俯视,则刻度不准,流量就全有误差。 (8)两个转子能同时开启吗为什么 答:不能同时开启。因为大流量会把U形管压差计中的指示液冲走。 (9)开启阀门要逆时针旋转、关闭阀门要顺时针旋转,为什么工厂操作会形成这种习惯 答:顺时针旋转方便顺手,工厂遇到紧急情况时,要在最短的时间,迅速关闭阀门,久而久之就形成习惯。当然阀门制造商也满足客户的要求,阀门制做成顺关逆开。 (10)使用直流数字电压表时应注意些什么 答:使用前先通电预热15分钟,另外,调好零点(旧设备),新设备,不需要调零点。如果有波动,取平均值。

2018流体力学实验指导书

《流体力学》实验指导书 杨英俊 2018.

目录 实验一平面上静水总压力测量实验 (4) 实验二恒定总流动量方程验证实验 (7) 实验三流态演示与临界雷诺数量测实验 (10) 实验四沿程水头损失测量实验 (13) 实验五文透里流量计率定实验 (16) 实验六局部水头损失测量实验 (19) 实验七恒定总流能量方程演示实验 (22)

前言 流体力学是一门重要的技术基础课,它的主要研究内容为流体运动的规律以及流体与边界的相互作用,它涉及到建筑、土木、环境、水利造船、电力、冶金、机械、核工程、航天航空等许多学科。在自然界中,与流体运动关联的力学问题是很普遍的,所以流体力学在许多工程领域有着广泛的应用。例如水利工程、机械工程、环境工程、热能工程、化学工程、港口、船舶与海洋工程等,因此流体力学是高等学校众多理工科专业的必修课。 流体力学课程的理论性强,同时又有明确的工程应用背景。它是连接前期基础课程和后续专业课程的桥梁。因此,掌握流体力学的基本概念、基本理论和解决流体力学问题的基本方法,具备一定的实验技能,为后续课程的学习打好基础,培养分析和解决工程实际中有关水力学问题的能力。 流体力学和其它学科一样,大致有三种研究方法。一是理论方法,分析问题的主次因素,提出适当的假定,抽象出理论模型(如连续介质、理想流体、不可压缩流体等),运用数学工具寻求流体运动的普遍解。二是实验方法,将实际流动问题概括为相似的实验模型,在实验中观察现象、测定数据,并进而按照一定方法推测实际结果。第三种方法是数值计算,根据理论分析与实验观测拟订计算方案,通过编制程序输入数据,用计算机算出数值解。三种方法各有千秋,既是互相补充和验证,但又不能互相取代。实验方法仍是检验与深化研究成果的重要手段,现代实验技术的突飞猛进也促进了流体力学的蓬勃发展。因此,流体力学实验在流体力学学科及教学中占有重要位置,也是在学习流体力学课程中一个不可缺少的重要教学环节。目前,针对我院各专业本科生,流体力学实验包括以下7个实验: 1)平面上静水总压力测量实验 2)恒定总流动量方程验证实验 3)流态演示与临界雷诺数量测实验 4)沿程水头损失测量实验 5)文透里流量计率定实验

实验一 流体力学综合实验实验报告

实验一 流体力学综合实验 预习实验: 一、实验目的 1.熟悉流体在管路中流动阻力的测定方法及实验数据的归纳 2.测定直管摩擦系数λ与e R 关系曲线及局部阻力系数ζ 3、 了解离心泵的构造,熟悉其操作与调节方法 4、 测出单级离心泵在固定转速下的特定曲线 二、实验原理 流体在管路中的流动阻力分为直管阻力与局部阻力两种。直管阻力就是流体流经一定管径的直管时,由于流体内摩擦而产生的阻力,可由下式计算: g u d l g p H f 22 ??=?-=λρ (3-1) 局部阻力主要就是由于流体流经管路中的管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小等局部地方所引起的阻力,计算公式如下: g u g p H f 22 '' ?=?-=ζρ (3-2) 管路的能量损失 'f f f H H H +=∑ (3-3) 式中 f H ——直管阻力,m 水柱; λ——直管摩擦阻力系数; l ——管长,m; d ——直管内径,m; u ——管内平均流速,1s m -?; g ——重力加速度,9、812s m -? p ?——直管阻力引起的压强降,Pa; ρ——流体的密度,3m kg -?; ζ——局部阻力系数; 由式3-1可得

22lu d P ρλ??-= (3-4) 这样,利用实验方法测取不同流量下长度为l 直管两端的压差P ?即可计算出λ与R e ,然后在双对数坐标纸上标绘出Re λ-的曲线图。 离心泵的性能受到泵的内部结构、叶轮形式、叶轮转速的影响。 实验将测出的H —Q 、N —Q 、η—Q 之间的关系标绘在坐标纸上成为三条曲线,即为离心泵的特性曲线,根据曲线可找出泵的最佳操作范围,作为选泵的依据。 离心泵的扬程可由进、出口间的能量衡算求得: g u u h H H H 22 1220-++-=入口压力表出口压力表 (3-5) 式中出口压力表H ——离心泵出口压力表读数,m 水柱; 入口压力表H ——离心泵入口压力表的读数,m 水柱; 0h ——离心泵进、出口管路两测压点间的垂直距离,可忽略不计; 1u ——吸入管内流体的流速,1s m -?; 2u ——压出管内流体的流速,1s m -? 泵的有效功率,由于泵在运转过程中存在种种能量损失,使泵的实际压头与流量较理论值为低,而输入泵的功率又较理论值为高,所以泵的效率 %100?=N N e η (3-6) 而泵的有效功率 g QH N e e ρ=/(3600×1000) (3-7) 式中:e N ——泵的有效功率,K w; N ——电机的输入功率,由功率表测出,K w ; Q ——泵的流量,-13h m ?; e H ——泵的扬程,m 水柱。 三、实验装置流程图

流体流动阻力的测定化工原理实验报告

北 京 化 工 大 学 实 验 报 告 课程名称: 化工原理实验 实验日期: 2008.10.29 班 级: 化工0602 姓 名:许兵兵 学 号: 200611048 同 组 人 :汤全鑫 阮大江 阳笑天 流体流动阻力的测定 摘要 ● 测定层流状态下直管段的摩擦阻力系数(光滑管、粗糙管和层流管)。 ● 测定湍流状态不同(ε/d)条件下直管段的摩擦阻力系数(突然扩大管)。 ● 测定湍流状态下管道局部的阻力系数的局部阻力损失。 ● 本次实验数据的处理与图形的拟合利用Matlab 完成。 关键词 流体流动阻力 雷诺数 阻力系数 实验数据 Matlab 一、实验目的 1、掌握直管摩擦阻力系数的测量的一般方法; 2、测定直管的摩擦阻力系数λ以及突扩管的局部阻力系数ζ; 3、测定层流管的摩擦阻力 4、验证湍流区内λ、Re 和相对粗糙度的函数关系 5、将所得光滑管的Re -λ方程与Blasius 方程相比较。 二、实验原理 不可压缩流体(如水),在圆形直管中作稳定流动时,由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力;流体在流过突然扩大和弯头等管件时,由于流体运动的速度和方向突然发生变化,产生局部阻力。影响流体流动阻力的因素较多,在工程研究中,利用因次分析法简化实验,引入无因此数群 雷 诺 数: μρ du = Re 相对粗糙度: d ε 管路长径比: d l 可导出: 2)(Re,2u d d l p ??=?εφρ 这样,可通过实验方法直接测定直管摩擦阻力系数与压头损失之间的关系: 22u d l p H f ? ?=?=λρ

因此,通过改变流体的流速可测定出不同Re 下的摩擦阻力系数,即可得出一定相对粗糙度的管子的λ—Re 关系。 在湍流区内,λ = f(Re ,ε/ d ),对于光滑管大量实验证明,当Re 在3×103至105的范围内,λ与Re 的关系遵循Blasius 关系式,即: 25 .0Re 3163.0=λ 对于层流时的摩擦阻力系数,由哈根—泊谡叶公式和范宁公式,对比可得: Re 64=λ 局部阻力: f H =2 2 u ?ξ [J/kg] 三、装置和流程 四、操作步骤 1、启动水泵,打开光滑管路的开关阀及压降的切换阀,关闭其它管路的开关阀和切换阀; 2、排尽体系空气,使流体在管中连续流动。检验空气是否排尽的方法是看当流量为零时候U 形压差计的两液面是否水平; 3、调节倒U 型压差计阀门1、2、3、 4、5的开关,使引压管线内流体连续、液柱等高; 4、打开流量调节阀,由大到小改变10次流量(Re min >4000),记录光滑管压降、孔板压降数据; 5、完成10组数据测量后,验证其中两组数据,确保无误后,关闭该组阀门; 6、测量粗糙管(10组)、突然扩大管(6组)数据时,方法及操作同上; 7、测量层流管压降时,首先连通阀门6、7、8、9、10所在任意一条回流管线,其次打开进入高位水灌的上水阀门11,关闭出口流量调节阀16; 8、当高位水灌有溢流时,打开层流管的压降切换阀,对引压管线进行排气操作; 9、打开倒U 型压差计阀门5,使液柱上升到n 型压差计示数为0的位置附近,然后关闭该阀门,检 图1 流体阻力实验装置流程图 1. 水箱 2.离心泵 3.孔板流量计 4.管路切换阀 5.测量管路 6.稳流罐 7.流量调节阀

流体力学实验指导书

流体力学 实验指导书与报告 (第二集) 动量定律实验 毕托管测速实验 文丘里流量计实验 局部阻力实验 孔口与管嘴实验 静压传递自动扬水演示实验 中国矿业大学能源与动力实验中心

学生实验守则 一、学生进入实验室必须遵守实验室规章制度,遵守课堂纪律,衣着整洁,保持安静,不得迟到早退,严禁喧哗、吸烟、吃零食和随地吐痰。如有违犯,指导教师有权停止基实验。 二、实验课前,要认真阅读教材,作好实验预习,根据不同科目要求写出预习报告,明确实验目的、要求和注意事项。 三、实验课上必须专心听讲,服从指导教师的安排和指导,遵守操作规程,认真操作,正确读数,不得草率敷衍,拼凑数据。 四、预习报告和实验报告必须独自完成,不得互相抄袭。 五、因故缺课的学生,可向指导教师申请一次补做机会,不补做的,该试验以零分计算,作为总成绩的一部分,累计三次者,该课实验以不及格论处,不能参加该门课程的考试。 六、在使用大型精密仪器设备前,必须接受技术培训,经考核合格后方可使用,使用中要严格遵守操作规程,并详细填写使用记录。 七、爱护仪器设备,不准动用与本实验无关的仪器设备。要节约水、电、试剂药品、元器件、材料等。如发生仪器、设备损坏要及时向指导教师报告,属责任事故的,应按有关文件规定赔偿。 八、注意实验安全,遵守安全规定,防止人身和仪器设备事故发生。一旦发生事故,要立即向指导教师报告,采取正确的应急措施,防止事故扩大,保护人身安全和财产安全。重大事故要同时保护好现场,迅速向有关部门报告,事故后尽快写出书面报告交上级有关部门,不得隐瞒事实真相。 九、试验完毕要做好整理工作,将试剂、药品、工具、材料及公用仪器等放回原处。洗刷器皿,清扫试验场地,切断电源、气源、水源,经指导教师检查合格后方可离开。 十、各类实验室可根据自身特点,制定出切实可行的实验守则,报经系(院)主管领导同意后执行,并送实验室管理科备案。 1984年5月制定 2014年4月再修订 中国矿业大学能源与动力实验中心

沿程阻力 中国石油大学(华东)流体力学实验报告

实验七、沿程阻力实验 一、实验目的填空 1.掌握测定镀锌铁管管道沿程阻力系数的方法; 2.在双对数坐标纸上绘制λ-Re的关系曲线; 3.进一步理解沿程阻力系数随雷诺数的变化规律。 二、实验装置 在图1-7-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称 本实验采用管流实验装置中的第1根管路,即实验装置中最细的管路。在测量较大压差时,采用两用式压差计中的汞-水压差计;压差较小时换用水-气压差计。 另外,还需要的测量工具有量水箱、量筒、秒表、温度计、水的粘温表。 F1——文秋利流量计;F2——孔板流量计;F3——电磁流量计; C——量水箱;V——阀门;K——局部阻力实验管路 图1-7-1 管流综合实验装置流程图 三、实验原理在横线正确写出以下公式 本实验所用的管路是水平放置且等直径,因此利用能量方程式可推得管路两点间的沿程水头

损失计算公式: 2 2f L v h D g λ = (1-7-1) 式中: λ——沿程阻力系数; L ——实验管段两端面之间的距离,m ; D ——实验管内径,m ; g ——重力加速度(g=9.8 m/s 2); v ——管内平均流速,m/s ; h f ——沿程水头损失,由压差计测定。 由式(1-7-1)可以得到沿程阻力系数λ的表达式: 2 2f h D g L v λ= (1-7-2) 沿程阻力系数λ在层流时只与雷诺数有关,而在紊流时则与雷诺数、管壁粗糙度有关。 当实验管路粗糙度保持不变时,可得出该管的λ-Re 的关系曲线。 四、实验要求 填空 1.有关常数 实验装置编号:No. 7 管路直径:D = 1.58 cm ; 水的温度:T = 13.4 ℃; 水的密度:ρ= 0.999348g/cm 3; 动力粘度系数:μ= 1.19004 mPa ?s ; 运动粘度系数:ν= 0.011908 cm 2/s ; 两测点之间的距离:L = 500 cm

流体流动阻力测定实验

实验报告 项目名称:流体流动阻力测定实验 学院: 专业年级: 学号: 姓名: 指导老师: 实验组员: 一、实验目的 1、学习管路阻力损失h f和直管摩擦系数λ的测定方法。 2、掌握不同流量下摩擦系数λ与雷诺数Re之间的关系及其变化规律。 3、学习压差测量、流量测量的方法。了解压差传感器和各种流量计的结构、使用方法 及性能。 4、掌握对数坐标系的使用方法。

二、实验原理 流体在管道内流动时,由于黏性剪应力和涡流的存在,会产生摩擦阻力。这种阻力包括流体流经直管的沿程阻力以及因流体运动方向改变或管子大小形状改变所引起的局部阻力。 流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关,它们之间存在如下关系: h f = ρf P ?=2 2 u d l λ (4-1) 式中: -f h 直管阻力,J/kg ; -d 直管管径,m ; -?p 直管阻力引起的压强降,Pa ; -l 直管管长,m ; -u 流速,m / s ; -ρ流体的密度,kg / m 3; -λ摩擦系数。 滞流时,λ= Re 64 ;湍流时,λ与Re 的关系受管壁相对粗糙度d ε?的影响,即λ= )(Re,d f ε。 当相对粗糙度一定时,λ仅与Re 有关,即λ=(Re)f ,由实验可求得。 由式(4—1),得 λ= 2 2u P l d f ???ρ (4-2) 雷诺数 Re =μ ρ ??u d (4-3) 式中-μ流体的黏度,Pa*s 测量直管两端的压力差p ?和流体在管内的流速u ,查出流体的物理性质,即可分别计算出对应的λ和Re 。 三、实验装置 1、本实验共有两套装置,实验装置用图4-2所示的实验装置流程图。每套装置中被测光滑直管段为管内径d=8mm ,管长L=1.6m 的不锈钢管;被测粗糙直管段为管内径d=10mm ,管长L=1.6m 的不锈钢管 2、 流量测量:在图1-2中由大小两个转子流量计测量。 3、 直管段压强降的测量:差压变送器或倒置U 形管直接测取压差值。

重大流体力学实验1(流体静力学实验)

《流体力学》实验报告 开课实验室:年月日 学院年级、专业、班姓名成绩 课程名称流体力学实验 实验项目 名称 流体静力学实验 指导教 师 教师 评语教师签名: 年月日 一、实验目的 1、验证静力学的基本方程; 2、学会使用测压管与U形测压计的量测技能; 3、理解绝对压强与相对压强及毛细管现象; 4、灵活应用静力学的基本知识进行实际工程测量。 二、实验原理 流体的最大特点是具有易动性,在任何微小的剪切力作用下都会发生变形,变形必将引起质点的相对运动,破坏流体的平衡。因此,流体处于静止或处于相对静止时,流体内部质点之间只体现出压应力作用,切应力为零。此应力称静压强。静压强的方向垂直并指向受压面,静压强大小与其作用面的方位无关,只与该点位置有关。 1、静力学的基本方程静止流体中任意点的测压管水头相等,即:z + p /ρg=c 在重力作用下, 静止流体中任一点的静压强p也可以写成:p=p + ρg h 2、等压面连续的同种介质中,静压强值相等的各点组成的面称为等压面。质量力只为重力时, 静止液体中,位于同一淹没密度的各点的静压强相等,因此再重力作用下的静止液体中等压面是水平面。若质量有惯性时,流体做等加速直线运动,等压面为一斜面;若流体做等角速度旋转运动,等压面为旋转抛物面。 3、绝对压强与相对压强流体压强的测量和标定有俩种不同的基准,一种以完全真空时绝对压强 为基准来计量的压强,一种以当地大气压强为基准来计量的压强。

三、使用仪器、材料 使用仪器:盛水密闭容器、连通管、U 形测压管、真空测压管、通气管、通气阀、截止阀、加 压打气球、减压阀 材 料:水、油 四、实验步骤 1、熟悉一起的构成及其使用方法; 2、记录仪器编号及各点标高,确立测试基准面; 测点标高a ?=1.60CM b ?=-3.40CM c ? =-6.40CM 测点位能a Z =8.00CM b Z = 3.00CM c Z =0.00CM 水的容重为a=0.0098N/cm 3 3、测量各点静压强:关闭阀11,开启通气阀6,0p =0,记录水箱液面标高0?和测管2液面标高2?(此时0?=2?);关闭通气阀6和截止阀8,开启减压放水阀11,使0p > 0,测记0?及2?(加压3次);关闭通气阀6和截止阀8,开启减压放水阀11,使0p < 0(减压3次,要求其中一次,2?< 3?),测记0?及2?。 4、测定油容量 (1)开启通气阀6,使0p =0,即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8,加压打气球7,使0p > 0,并使U 形测压管中的油水界面略高于水面,然后微调加压打气球首部的微调螺母,使U 形测压管中的油水界面齐平水面,测记0?及2?,取平均值,计算 0?-2?=H 1。设油的容重为r ,为油的高度h 。由等压面原理得:01p =a H=r h (1.4) a 为水的容重 (2)开启通气阀6,使0p =0,即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8,开启放水阀11减压,使U 形管中的水面与油面齐平,测记0?及2?,取平均值,计算0?-2?=H 2。得:02p =-a H 2=(r-a)h (1.5) a 为水的容重 式(1.4)除以式(1.5),整理得:H 1/ H 2=r/(a-r) r= H 1a/( H 1+ H 2)

流体力学综合实验数据处理表

流体力学综合实验数据处理表 水在管道内流动的直管阻力损失 由附录查得水温t=20C 时,密度3 /2.998m kg 粘度1 001.0 s pa 由公式 p h f (1) 22u d l h f (2) u d Re (3)可分别算出f h , 和 Re 管内径管a=管b=管c d=0.02m 长度管a=管b=管c L=1m 以a 管第一组数据为例 p =10.323 10 pa 则2 .9981032.103 f h =10.34(J/k g ) 平均流速201.014.3360013.11 u =9.85m/s 则 =2 85.9134 .1002.02 =0.0043 Re = 001 .02 .99885.902.0 =196645 管b

管c 局部阻力系数 的计算 由公式22 u h f 得22u h f 不同开度下截止阀的局部阻力系数 管a 管b

离心泵的特性曲线 杨程H= f h g u g p g p 22 真表 0 f h 离心泵轴功率N=传电电 N 离心泵的效率 是理论功率与轴功率的比值,即 N N t 而理论功率t N 是离心泵对水所作的有效功,即)(102 kw QH N t 以第一组数据为例计算H= 10 201.014.3360002 .20102.99818000102.998125000215.21 m O H 2 N=95.075.01489 =1.601(kw) 2 .99821.1502.20 1.86 离心泵特性曲线

思考与讨论 1, 只管阻力产生的原因是什么?如何测定及计算? 答:原因是流涕在管道内流动时,由于内摩擦力的存在,必然有能量的损耗,此损耗能量为直观阻力损失。测定及计算方法为 p h f (1) 22 u d l h f (2) 2, 影响本实验测量准确度的原因有哪些?怎样侧准数据? 答:读数不精确,供水系统不稳定,电压不稳定,出口胶管排气未排完,如果要侧准数据,应该等仪器上显示的数据稳定后再读取。 3,根据实验测定数据,如何确定离心泵的工作点?水平或是垂直管中,对相同直径,相同条件下所测出的阻力损失是否相同? 答:根据极值数据来确定离心泵的工作点,水平或是垂直管中,对相同直径,相同条件下所测出的阻力损失不相同,

流体流动阻力实验

实验一 流体流动阻力实验 一、实验目的 1、学习直管摩擦阻力f P ?、直管摩擦系数λ的实验方法; 2、掌握不同流量下摩擦系数λ与雷诺数Re 之间的关系及其变化规律; 3、学习局部阻力的测定方法; 4、学习压强差的几种测量方法和技巧; 5、掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。 二、实验原理 1. 直管摩擦系数 与雷诺数Re 的测定 直管的摩擦阻力系数是雷诺数和相对粗糙度的函数,即)/(Re,d f ελ=,对一定的相对粗糙度而言,(Re)f =λ。 流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时,其管路阻力引起的能量损失为: ρ ρf f P P P h ?=-= 2 1 (1) 又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系(范宁公式) 2 2 u d l P h f f λρ=?= (2) 整理(1)(2)两式得 2 2u P l d f ???=ρλ (3) μ ρ ??= u d Re (4) 式中:-d 管径,m ; -?f P 直管阻力引起的压强降,Pa ; -l 管长,m ; -u 流速,m / s ;

-ρ流体的密度,kg / m 3 ; -μ流体的粘度,N ·s / m 2。 在实验装置中,直管段管长l 和管径d 都已固定。若水温一定,则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降 f P ?与流速u (流量V )之间的关系。 测得一系列流量下的f P ?后,根据实验数据和式(3)可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ;用式(4)计算对应的Re ,从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系,绘出λ与Re 的关系曲线。 2. 局部阻力系数ζ的测定 2 2 'u P h f f ζρ =?= ' (5) 2'2u P f ?????? ??=ρζ (6) 式中:-ζ局部阻力系数,无因次; -?'f P 局部阻力引起的压强降,Pa ; -'f h 局部阻力引起的能量损失,J /kg 。 图3 局部阻力测量取压口布置图 局部阻力引起的压强降'f P ? 可用下面的方法测量:在一条各处直径相等的直管段上,安装待测局部阻力的阀门,在其上、下游开两对测压口a-a ’和b-b ',见图3,使 ab =bc ; a 'b '=b 'c ' 则 △P f ,a b =△P f ,bc ; △P f ,a 'b '= △P f ,b 'c '

工程流体力学及水力学实验报告(实验总结)

工程流体力学及水力学实验报告实验分析与讨论 1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线? 测压管水头指,即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测 压管液面的连线。实验直接观察可知,同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2.当P B <0时,试根据记录数据,确定水箱内的真空区域。 ,相应容器的真空区域包括以下三部分: (1)过测压管2液面作一水平面,由等压面原理知,相对测压管2及水箱内的水体而言,该水平面为等压面,均为大气压强,故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域,均为真空区域。 (2)同理,过箱顶小水杯的液面作一水平面,测压管4中,该平面以上的水体亦为真空区域。 (3)在测压管5中,自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等,亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 3.若再备一根直尺,试采用另外最简便的方法测定γ 。 最简单的方法,是用直尺分别测量水箱内通大气情况下,管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂 直高度h和h 0,由式,从而求得γ 。 4.如测压管太细,对测压管液面的读数将有何影响? 设被测液体为水,测压管太细,测压管液面因毛细现象而升高,造成测量误差,毛细高度由下式计算 式中,为表面张力系数;为液体的容量;d为测压管的内径;h为毛细升高。常温(t=20℃)的水,=7.28dyn/mm, =0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小,可认为cosθ=1.0。于是有(h、d单位为mm) 一般来说,当玻璃测压管的内径大于10mm时,毛细影响可略而不计。另外,当水质不洁时,减小,毛细高度亦较净水小;当采用有机玻璃作测压管时,浸润角较大,其h较普通玻璃管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值,则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象,但在计算压差时,互相抵消了。 5.过C点作一水平面,相对管1、2、5及水箱中液体而言,这个水平面是不是等压面?哪一部分液体是同一等压面? 不全是等压面,它仅相对管1、2及水箱中的液体而言,这个水平面才是等压面。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面:(1)重力液体;(2)静止;(3)连通;(4)连通介质为同一均质液体;(5)同一水平面。而管5与水箱之间不符合条件(4),因此,相对管5和水箱中的液体而言,该水平面不是等压面。 6.用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗? 关闭各通气阀门,开启底阀,放水片刻,可看到有空气由c进入水箱。这时阀门的出流就是变液位下的恒定流。因为由观察可知,测压管1的液面始终与c点同高,表明作用于底阀上的总水头不变,故为恒

流体力学实验指导书

《流体力学》实验指导书 郭广思王连琪 沈阳理工大学 2006年10月

一伯努利方程综合性实验 (一)实验目的 伯努利方程是水力学三大基本方程之一,反映了水流在流动时,位能、压能、动能之间的关系。 1.了解总水头线和测压管水头线在局部阻力和沿程阻力处的变化规律; 2.了解总水头线在不同管径段的下降坡度,即水力坡度J的变化规律; 3.了解总水头线沿程下降和测压管水头线升降都有可能的原理; 4.用实例流量计算流速水头去核对测压板上两线的正确性; 不同管径流速水头的变化规律 (二)设备简图 本实验台由高位水箱、供水箱、水泵、测压板、有机玻璃管道、铁架、量筒等部件组成,可直观地演示水流在不同管径、不同高程的管路中流动时,上述三种能量之间的复杂变化关系。

(三)实验原理 过水断面的能量由位能、压能、动能三部分组成。水流在不同管径、不同高程的管路中流动时,三种能量不断地相互转化,在实验管道各断面设置测压管及测速管,即可演示出三种能量沿程变化的实际情况。 测压管中水位显示的是位能和压能之和,即伯努利方程中之前两项:g p Z ρ+,测速管 中水位显示的是位能、压能和动能之和。即伯努利方程中三项之和:g v g p Z 22 ++ρ。 将测压管中的水位连成一线,称为测压管水头线,反映势能沿程的变化;将测速管中的水位连成一线,称为总水头线,反映总能量沿程的变化,两线的距离即为流速水头g v 2/2。 本实验台在有机玻璃实验管道的关键部位处,设置测压管及测速管,适当的调节流量就可把总水头线和测压管水头线绘制于测压板上。 注:计算所的流速水头值是采用断面平均流速求得,而实测流速水头值是根据断面最大速度得出,显然实测值大于计算值,两者相差约为1.3倍。 (四)实验步骤 1.开动水泵,将供水箱内之水箱至高位水箱; 2.高位水箱开始溢流后,调节实验管道阀门,使测压管,测速管中水位和测压板上红、黄两线一致; 3.实验过程中,始终保持微小溢流; 4.如水位和红黄两线不符,有两种可能:一是连接橡皮管中有气泡,可不断用手挤捏橡皮管,使气泡排出;二是测速管测头上挂有杂物,可转动测头使水流将杂物冲掉。 (五)报告要求 实验报告是实验后要完成的一份书面材料。实验报告的内容一般包括实验名称、班级、实验人姓名、实验时间、实验目的、实验步骤、实验数据记录及处理、结论与讨论等多项内容。实验报告一律用流体力学实验报告用纸书写。 (六)讨论题 1. 什么是速度水头,位置水头,压力水头?速度水头、测压管水头和总水头什么关系? 2. 总水头线和测压管水头线在局部阻力和沿程阻力处有怎样的变化?为什么?

化工原理流体综合实验报告

流体综合实验 实验目的 1)能进行光滑管、粗糙管、闸阀局部阻力测定实验,测出湍流区阻力系数与雷诺数关系曲线图; 2)能进行离心泵特性曲线测定实验,测出扬程与流量、功率与流量以及离心泵效率与流量的关系曲线图; 3)学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法,使学生了解涡轮流量计、电动调节阀以及相关仪表的原理和操作; 离心泵特性测定实验 一、基本原理 离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一,其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H、轴功率N及效率η与泵的流量Q之间的关系曲线,它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内部流动情况复杂,不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线,只能依靠实验测定。 1.扬程H的测定与计算 取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面,列机械能衡算方程: (1-1)由于两截面间的管子较短,通常可忽略阻力项fhΣ,速度平方差也很小,故也可忽略,则有 (1-2)式中:H=Z2-Z1,表示泵出口和进口间的位差,m; ρ——流体密度,kg/m3 ; g——重力加速度m/s2; p 1、p 2 ——分别为泵进、出口的真空度和表压,Pa;

H 1、H 2 ——分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头,m; u 1、u 2 ——分别为泵进、出口的流速,m/s; z 1、z 2 ——分别为真空表、压力表的安装高度,m。 由上式可知,只要直接读出真空表和压力表上的数值,及两表的安装高度差,就可计算出泵的扬程。 2.轴功率N的测量与计算 N=N电×k (W)(1-3) 其中,N 电 为电功率表显示值,k代表电机传动效率,可取k=0.95 3.效率η的计算 泵的效率η是泵的有效功率Ne与轴功率N的比值。有效功率Ne是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功率,轴功率N是单位时间内泵轴从电机得到的功,两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。 泵的有效功率Ne可用下式计算: N e=HQρg (1-4)故泵效率为 (1-5)四、实验步骤及注意事项 (一)实验步骤: 1.实验准备: (1)实验用水准备:清洗水箱,并加装实验用水。 (2)离心泵排气:通过灌泵漏斗给离心泵灌水,排出泵内气体。 2、开始实验: (1)仪表自检情况,打开泵进口阀,关闭泵出口阀,试开离心泵,检查电机运转时声音是否正常,,离心泵运转的方向是否正确。 (2)开启离心泵,当泵的转速达到额定转速后,打开出口阀。 (3)实验时,通过组态软件或仪表逐渐改变出口流量调节阀的开度,使泵出口流量从1000L/h 逐渐增大到4000L/h,每次增加500L/h。在每一个流量下,待系统稳定流动5分钟后,读 取相应数据。离心泵特性实验主要需获取的实验数据为:流量Q、泵进口压力p 1 、泵出

流体力学-伯努利方程实验报告

中国石油大学(华东)工程流体力学实验报告 实验日期:2014.12.11成绩: 班级:石工12-09学号:12021409姓名:陈相君教师:李成华 同组者:魏晓彤,刘海飞 实验二、能量方程(伯诺利方程)实验 一、实验目的 1.验证实际流体稳定流的能量方程; 2.通过对诸多动水水力现象的实验分析,理解能量转换特性; 3.掌握流速、流量、压强等水力要素的实验量测技能。 二、实验装置 本实验的装置如图2-1所示。 图2-1 自循环伯诺利方程实验装置 1.自循环供水器; 2.实验台; 3.可控硅无极调速器;4溢流板;5.稳水孔板; 6.恒压水箱; 7.测压机;8滑动测量尺;9.测压管;10.试验管道; 11.测压点;12皮托管;13.试验流量调节阀 说明 本仪器测压管有两种: (1)皮托管测压管(表2-1中标﹡的测压管),用以测读皮托管探头对准点的总水头; (2)普通测压管(表2-1未标﹡者),用以定量量测测压管水头。 实验流量用阀13调节,流量由调节阀13测量。

三、实验原理 在实验管路中沿管内水流方向取n 个过水断面。可以列出进口断面(1)至另一断面(i )的能量方程式(i =2,3,…,n ) i w i i i i h g v p z g p z -++ + =+ + 1222 2 111 1αγυαγ 取12n 1a a a ==???==,选好基准面,从已设置的各断面的测压管中读出 z+p/r 值,测 出透过管路的流量,即可计算出断面平均流速,从而即可得到各断面测压管水头和总水头。 四、实验要求 1.记录有关常数实验装置编号 No._4____ 均匀段1d = 1.40-210m ?;缩管段2d =1.01-210m ?;扩管段3d =2.00-2 10m ?; 水箱液面高程0?= 47.6-2 10m ?;上管道轴线高程z ?=19 -2 10m ? (基准面选在标尺的零点上) 2.量测(p z γ + )并记入表2-2。 注:i i i p h z γ =+ 为测压管水头,单位:-2 10m ,i 为测点编号。 3.计算流速水头和总水头。

《流体力学》课程实验(上机)指导书及实验报告格式

《流体力学》课程实验指导书袁守利编 汽车工程学院 2005年9月

前言 1.实验总体目标、任务与要求 1)学生在学习了《流体力学》基本理论的基础上,通过伯努利方程实验、动量方程实 验,实现对基本理论的验证。 2)通过实验,使学生对水柱(水银柱)、U型压差计、毕托管、孔板流量计、文丘里流量计等流体力学常用的测压、测流量装置的结构、原理和使用有基本认识。 2.适用专业 热能与动力工程 3.先修课程 《流体力学》相关章节。 4.实验项目与学时分配 5. 实验改革与特色 根据实验内容和现有实验条件,在实验过程中,采取学生自己动手和教师演示相结合的方法,力求达到较好的实验效果。

实验一伯努利方程实验 1.观察流体流经实验管段时的能量转化关系,了解特定截面上的总水头、测压管水头、压强水头、速度水头和位置水头间的关系,从而加深对伯努利方程的理解和认识。 2.掌握各种水头的测试方法和压强的测试方法。 3.掌握流量、流速的测量方法,了解毕托管测速的原理。 二、实验条件 伯努利方程实验仪 三、实验原理 1.实验装置: 图一伯努利方程实验台 1.水箱及潜水泵 2.上水管 3.电源 4.溢流管 5.整流栅 6.溢流板 7.定压水箱 8.实验 细管9. 实验粗管10.测压管11.调节阀12.接水箱13.量杯14回水管15.实验桌 2.工作原理 定压水箱7靠溢流来维持其恒定的水位,在水箱下部装接水平放置的实验细管8,水经实验细管以恒定流流出,并通过调节阀11调节其出水流量。通过布置在实验管四个截面上的四组测压孔及测压管,可以测量到相应截面上的各种水头的大小,从而可以分析管路中恒定流动的各种能量形式、大小及相互转化关系。各个测量截面上的一组测压管都相当于一组毕托管,所以也可以用来测管中某点的流速。 电测流量装置由回水箱、计量水箱和电测流量装置(由浮子、光栅计量尺和光电子

相关主题
相关文档 最新文档