SG-LT09 流体力学综合实验装置

化工流动过程综合实验装置(单泵)说明书天津大学化工基础实验中心2011．10一、实验装置功能特点介绍：本实验装置将流体阻力实验、离心泵性能实验、流量计性能实验有机结合在一起，是一套多功能实验装置。

可用于化工教学实验。

通过实验，可以练习光滑直管、粗糙直管的阻力系数与雷诺准数的测量方法，并能绘制关系曲线；学习几种压差测量方法，加深对流体流动阻力概念的理解；同时可以让学生了解离心泵的结构、操作方法，掌握离心泵特性曲线测定方法，掌握离心泵管路特性曲线测定方法，并能绘制相应曲线，加深对离心泵性能的理解；了解各种流量计（节流式、转子、涡轮）的结构、性能及特点，掌握其使用方法；掌握节流式流量计标定方法，会测定并绘制文丘里流量计流量标定曲线（流量-压差关系）与流量系数和雷诺数之间的关系（Re 0 C 关系）。

二、实验设备主要技术参数： 1．流体阻力部分： （1）被测直管段：光滑管: 管径d-0.008 (m) 管长L-1.708 (m) 材料不锈钢粗糙管: 管径d-0.01 (m) 管长L-1.713(m) 材料不锈钢 （2）玻璃转子流量计：型 号 测量范围 精度 LZB —25 100~1000（L/h ） 1.5 LZB —10 10~100（L/h ） 2.5（3）压差传感器： 型号LXWY 测量范围200 KPa （4）数字显示仪表：宇电数字显示仪表测量参数名称 仪表名称 数量温度 AI-501B 1 压差 AI-501BV24 1 流量 AI-501BV24 1 功率 AI-501B 1（5）离心泵：型号WB70/055 2. 流量计性能部分：流量测量：文丘里流量计 文丘里喉径0.020m实验管路管径：0.043m，3．离心泵性能部分；（1）离心泵：型号WB70/055 电机效率60%；（2）真空表：用于泵吸入口真空度的测量测量范围0.1-0MPa 精度1.5级,=0.028m真空表测压位置管内径d1（3）压力表：用于泵出口压力的测量测量范围0-0.25MPa 精度1.5级=0.042m压强表测压位置管内径d2（4）流量计：涡轮流量计精度0.5级；（5）两测压口之间距离：真空表与压强表测压口之间的垂直距离h=0.43m4．管路特性部分：变频器：型号N2-401-H 规格：（0-50）Hz三、实验装置流程图及基本情况简介1.实验装置流程示意图见图一图一流动过程综合实验流程示意图1-水箱；2-水泵；3-入口真空表； 4-出口压力表； 5、16-缓冲罐； 6、14-测局部阻力近端阀； 7、15-测局部阻力远端阀； 8、17-粗糙管测压阀； 9、21-光滑管测压阀； 10-局部阻力阀； 11-文丘里流量计（孔板流量计）； 12-压力传感器； 13-涡流流量计； 18、32-阀门； 20-粗糙管阀； 22-小转子流量计；23-大转子流量计； 24阀门； 25-水箱放水阀； 26-倒U型管放空阀； 27- 倒U型管； 28、30-倒U型管排水阀； 29、31-倒U型管平衡阀2.实验装置仪表面板图见图二（1）流体阻力测量：水泵2将储水槽1中的水抽出，送入实验系统，经玻璃转子流量计22、23测量流量，然后送入被测直管段测量流体流动阻力，经回流管流回储水槽1。

《流体力学》实验指导书目录实验装置简介及实验安排…………………………………………………… 1-2 实验一：伯努利方程验证实验………………………………………………… 3-8 实验二：雷诺实验…………………………………………………………… 9-12实验装置简介及实验安排实验装置：流体力学综合实验台是一个多功能实验装置，用此实验台可进行伯努利方程（能量方程）验证实验、雷诺实验、沿程阻力测定实验、局部阻力测定实验、毕托管测速实验和文丘里流量计实验等多个流体力学实验。

实验装置如图1-1所示。

1—供水箱，水泵；2—实验桌；3—层流测针；4—恒压水箱；5—彩色墨水罐；6—差压板；7—沿程阻力实验管；8—局部阻力实验管；9—伯努利实验管；10—雷诺实验管；11—伯努利差压板；12—毕托管；13—计量水箱；14—回水管。

图1-1 多功能流体力学综合实验台针对轮机工程专业36学时或32学时的流体力学课程，我们开设两个实验，即伯努利方程验证实验和雷诺实验。

在雷诺实验中，学生可以借助该实验装置观察层流和湍流（紊流）特征以及它们之间的转换特征，掌握测定临界雷诺数Re 的方法。

在伯努利方程实验中，学生可以借助该实验装置验证总流的伯努利方程，观察流体流动过程中的能量守恒关系，同时可以掌握流速、流量和压强等要素的实验量测技能。

实验学时分配：实验一：伯努利方程验证实验 2学时实验二：雷诺实验 2学时实验分组：每个实验7-8人一组，每个自然班分成四组。

实验一：伯努利方程验证实验一、实验目的1．掌握伯努利方程式中各项的物理意义及它们之间的转换关系； 2．验证流体总流的能量方程；3．掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术； 4．学习使用测压管、总压管测水头的实验技能及绘制水头线的方法。

二、实验原理1．伯努利方程（能量方程）在伯努利实验管路中沿水流方向取n 个过流断面。

在动能修正系数α近似取为1的情况下，可以列出进口断面（1）至任一断面（i ）的能量方程式（i = 2，3，……，n )i ,i i i h gv p z g v p z -+++=++1f 2211122γγ （1）式中，z 、γp 和gv 22分别为位置水头（位头）、压力水头（压头）和速度水头（动头），单位为m （水柱）；i ,h -1f 为从过流断面1到断面n 的水头损失，单位也是m （水柱）。

实验一 流体力学综合实验流体力学综合实验台为多功能实验装置，其结构示意图如图1所示。

图1 流体力学综合实验台结构示意图1.储水箱2.恒压水箱溢流管3.上水管4.恒压水箱5.墨盒6.实验管段组7.支架8.计量水箱9.回水管10.实验桌利用上述流体力学综合实验台可进行下列实验：I. 雷诺实验；II.能量方程实验；III.阻力损失实验：1．沿程阻力2．局部阻力（含阀门、突扩和突缩）；IV.孔板流量计流量系数和文丘里流量计流量系数的测定。

1··I 雷诺实验实验目的1. 观察流体在管道中的流动状态及层流状态下的速度分布。

2. 测定不同流态下的雷诺数，了解流态与雷诺数的关系。

3. 测定下临界雷诺数。

实验原理众所周知，流体在管道中具有不同的流态。

在图2所示的实验装置中，可以看到两种流态的征状。

容器A内装有清水，水从管G送入容器，从侧壁上的玻璃管B及靠近容器顶部的溢流管H流出。

送入的水量应使总有一部分水经过溢流管流出，这样可使容器的液面维持一定。

玻璃管的排水量可用阀C调节。

容器上方有小瓶D，瓶内装入有色液体，有色液体可经过细管E注入玻璃管B内。

图2 雷诺实验装置示意图当玻璃管内的流速较低时，从细管注入的有色液体能成为单独的一股细流前进，同玻璃管内的水不相混杂（见图1a）。

当玻璃管内的流速较高时，从细管注入的那股有色的细流马上消失在水中，同水混杂起来（见图1c）。

前一种情况说明流体流动时，流体的质点成为互不干扰的细流前进，各股细流互相平行，层次分明，流体的这种状态叫层流，或叫滞流。

后一种情况说明流体流动时，出现一种紊乱状态。

流体各质点作不规则的运动，流体内各股细流互相更换位置，流体质点有轴向和横向运动，互相撞击，产生湍动和旋涡，这种流态叫湍流，或称紊流。

这个实验称为雷诺实验。

2··实验证明，除了流速u对流态有影响外，管道直径d、流体密度ρ和粘度μ对流态也产生影响。

若流体处于层流状态时，d、ρ愈大，μ愈小，流态就愈容易从层流转为紊流；相反，d、ρ愈小，μ愈大，流态就愈不易从层流转为紊流。

流体力学综合实验台
主要用途：可测定雷诺、伯努力、沿程阻力系数和突扩、突缩、阀门局部阻力系数、可进行孔板、文丘里和皮托管流量系数的实验。

主要配置：储水箱；雷诺测试管；伯努利测试管；沿程阻力系数测试管；突扩、突缩测试管；阀门局部阻力系数测试管；孔板流量计测试管；、文丘里流量计测试管；和皮托管测试管；测压板直接显示总水头线和测压管水头线。

规格功率2200 × 600 × 1900 ,220V 370W
详见或/n15.html和/n9.html
一、流体力学
二、热工类
三、采暖通风和空调制冷类
四、给排水及环境工程类
五、机械原理机械设计类
六、工程力学类
七、燃气工程类
详见/n6.html液体力学实验台/n15.html热工类流体力学类/n15.html燃气工程类。

专利名称：新型流体力学综合实验装置专利类型：实用新型专利
发明人：黄华圣,宋越鸣,王治江,谢路申请号：CN201120442891.8
申请日：20111110
公开号：CN202332036U
公开日：
20120711
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种教学仪器，具体为一种新型流体力学综合实验装置。

其特征在于所述的实验管包括实验管A和实验管B，实验管B两端分别连通恒压水箱和辅助水箱，实验管B上连通有测压管，实验管B上还安装有毕托管和渐括管；实验管A为等径水平直管，实验管A两端分别连通恒压水箱和辅助水箱，在与恒压水箱连接处安装有颜色水导入管，颜色水导入管经过颜色水微调器、调节阀与颜色水容器连通。

本实用新型一机多用，可完成雷诺实验、不可压缩流体恒定流动总流伯努利方程实验、毕托管测流速实验、沿程阻力系数测定实验、局部阻力系数测定实验，将流体流动状况及相关知识点真实全面地展示给实验操作者。

申请人：浙江天煌科技实业有限公司
地址：310030 浙江省杭州市西湖区三墩镇西湖科技园西园五路10号
国籍：CN
代理机构：杭州浙科专利事务所
代理人：吴秉中
更多信息请下载全文后查看。

1、沿程压力水头损失实验1.自循环高压恒定全自动供水器；2.实验台；3．回水管：4.水压差计；5.测压计；6.实验管道；7.水银压差计；8．滑动测量尺；9．测压点；10．实验流量调节阀；11．供水管与供水阀；12.旁通管与旁通阀；13.水封器图11．自动水泵与稳压器为避免因水泵直接向实验管道供水而造成的压力波动等影响，离心泵的输水是先进入稳压器的压力罐，经稳压后再送向实验管道。

稳定供水是所有力学实验都需要的。

2.旁通管与旁通阀由于本实验装置所采用水泵的特性，在供小流量时有可能时开时停，从而造成供水压力的较大波动。

为了避免这种情况出现，供水器设有与蓄水箱直通的旁通管(图中未标出)，通过分流可使水泵持续稳定运行。

旁通管中设有调节分流量至蓄水箱的阀门，即旁通阀，实验流量随旁通阀开度减小(分流量减小)而增大。

实际上旁通阀又是本装置用以调节流量的重要阀门之一图23.水封器为了简化排气，并防止实验中再进气，在传感器后连接2只充水(不满顶)的密封立筒构成的水封器。

4.电测仪由压力传感器和主机两部分组成。

经由连通管将其接入测点(图2)。

压差读数（以米厘米柱为单位)通过主机显示。

原理：22f L v h d gλ=速度由流量测出 由能量方程对水平等直径圆管可得()12/f h p p γ=-2、 局部压力损失实验实验装置为自循环系统，包括供水箱、水泵、突然扩大实验压力管道、突然缩小实验压力管道、测压管、调节阀、接水盒、盛水容器、回水系统。

实验仪器为两种，一种是传 统的量测方法，仪器为测压排、量筒、钢尺和秒表；另一种为自动化的量测方法，仪器为 导水抽屉、限位开关、双通道差压传感器、称重传感器、排水泵及水位流量电测仪组成。

水位流量电测仪可显示重量、时间、压差。

相比沿程压力损失实验装置，多出突然扩大压力管道和突然缩小压力管道，所以在装置接头处至少要能安装着三种管道。

局部损失表达式：22j v h gζ= j h 为局部水头损失，ζ为局部水头损失系数，即局部阻力系数，它是流动形态与边界形状的函数。

流体力学综合实验装置使用说明书一、概述本实验装置可以测定对比：粗糙直管、光滑管和阀门等阻力系数。

在实际生产中，许多过程都涉及到流体流动的内部细节，尤其是流体的流动阻力。

流体在流动过程中为克服流动阻力必定要消耗能量。

流体流动阻力产生根本的原因是流体具有粘性，流动时存在着内磨擦，而固定的管壁或其它形状固体壁面，促使流动流体的内部发生相对运动，为流体流动阻力的产生提供了条件，因此液体阻力的大小与流体的物性、流动状况及壁面等因素有关。

流体在流动系统中作定态流动时，流体在各截面上的流速、密度、压强等物理参数仅随位置而改变而不随时间而变。

二、设备性能及主要技术参数1、该实验装置主要由：不锈钢离心泵、蓄水箱、光滑管、粗糙管、局部阻力管、压差传感器、空气—水倒置∪型管、转子流量计、阀门、实验台架及电控箱等组成。

2、光滑直管段：管径DN—0.010m、测量段管长L=1.4m，材质：不锈钢管。

3、粗糙直管段：管径 DN—0.012m、测量段管长L=1.4m，材质：不锈钢管，内装不锈钢螺旋丝。

4、局部阻力直管段:管径 DN—0.020m，测量段管长近点L=0.6m、远点L=1.2m，材质：不锈钢管。

5、LZB-25水转子流量计：流量范围 100～1000 l／h 和LZB-10水转子流量计：流量范围10～100 l／h6、差压传感器：0-150Kpa,精度0.5。

由AI-501智能仪表显示压差阻力。

AI-501测量水温。

7、不锈钢离心泵参数:流量: 0-7.2m3／h，扬程: 20m，电机功率: 550W。

8、蓄水箱为不锈钢材质，容积约80L。

三、实验目的1、掌握流体流经直管和阀门时的阻力损失和测定方法，通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律。

2、测定直管摩擦系数λ与雷诺数Re的关系。

3、测定流体流经闸阀时的局部阻力系数 。

四、实验原理a) 直管阻力与局部阻力实验：流体阻力产生的根源是流体具有粘性，流动时存在内摩擦。

流体力学实验装置的制作流程流体力学实验装置的制作流程：流体力学实验是研究流体运动规律和特性的重要手段，为了进行有效的流体力学实验，需要设计和制作专用的实验装置。

下面将介绍流体力学实验装置的制作流程。

1. 设计方案确定首先，确定流体力学实验的研究目的和要求，然后根据实验需求设计实验装置的整体结构和各个部件的形状和尺寸。

设计方案确定后，可以进行下一步的制作准备工作。

2. 材料准备根据设计方案，准备所需的材料和零部件，包括实验装置的主体结构材料、连接件、传感器等。

确保材料的质量和规格满足实验要求，以保证实验数据的准确性和可靠性。

3. 部件加工根据设计图纸，对各个部件进行加工制作。

这包括切割、焊接、铆接、钻孔等工艺，确保部件的精度和密封性。

对于需要精密加工的零部件，可以使用数控机床等设备进行加工，以保证装配的准确性。

4. 装配调试将各个加工好的部件进行组装，进行装配和调试。

确认各个部件之间的连接和密封性良好，同时测试流体力学实验装置的运行状态和性能。

根据实验需求进行调整和优化，以确保实验的顺利进行。

5. 实验验证在装置制作完成后，进行实验验证。

根据设计方案和实验要求，对流体力学实验装置进行实验测试，记录实验数据并进行分析。

根据实验结果对装置进行进一步优化和改进，以提高实验效果。

6. 结果总结最后，根据实验结果和经验总结制作流程的过程，总结实验装置的优点和不足之处，为今后的流体力学实验提供参考和借鉴。

同时，对实验结果进行分析和验证，以推动流体力学实验领域的发展和进步。

通过以上流体力学实验装置的制作流程，可以为流体力学研究提供有效的实验手段和方法，促进流体力学实验的发展和应用。

希望本文对相关领域的研究人员和实验工作者有所启发和帮助。

流体力学综合实验流体力学综合实验台为多用途实验装置，其结构示意图如图1所示。

图1 流体力学综合试验台结构示意图1.储水箱2.上、回水管3.电源插座4.恒压水箱5.墨盒6.实验管段组7.支架8.计量水箱9.回水管10.实验桌利用这种实验台可进行下列实验：一、雷诺实验；二、能量方程实验；三、管路阻力实验；1．沿层阻力实验2．局部阻力实验；四、孔板流量计流量系数和文丘里流量系数的测定方法；五、皮托管测流速和流量的方法。

一、雷诺实验1．实验目的（1）观察流体在管道中的流动状态；（2）测定几种状态下的雷诺数；（3）了解流态与雷诺数的关系。

2．实验装置在流体力学综合实验台中，雷诺实验涉及的部分有高位水箱、雷诺数实验管、阀门、伯努力方程实验管道、颜料水（蓝墨水）盒及其控制阀门、上水阀、出水阀，水泵和计量水箱等，秒表及温度计自备。

3．实验前准备（1）、将实验台的各个阀门置于关闭状态。

开启水泵，全开上水阀门，把水箱注满水，再调节上水阀门，使水箱的水有少量溢流，并保持水位不变。

（2）、用温度计测量水温。

4．实验方法 （1）、观察状态打开颜料水控制阀，使颜料水从注入针流出，颜料水和雷诺实验管中的水迅速混合成均匀的淡颜色水，此时雷诺实验管中的流动状态为紊流；随着出水阀门的不断的关小，颜料水与雷诺实验管中的水渗混程度逐渐减弱，直至颜料水与雷诺实验管中形成一条清晰的线流，此时雷诺实验管中的流动为层流。

（2）测定几种状态下的雷诺系数全开出水阀门，然后在逐渐关闭出水阀门，直至能开始保持雷诺实验管内的颜料水流动状态为层流状态。

按照从小流量到大流量的顺序进行实验，在每一个状态下测量体积流量和水温，并求出相应的雷诺数。

实验数据处理举例：设某一工况下具体积流量Q=3.467×10-5m 3/s ，雷诺实验管内径d=0.014m ，实验水温T=5℃，查水的运动粘度与水温曲线，可知微v=1.519×10-6m 2/s 。

流体力学综合实验实验指导书第 1 页共13页流体力学综合实验一、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、功率和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、C1000、电动调节阀以及相关仪表的原理和操作；二、装置整体流程图：1－离心泵；2－进口压力变送器；3－铂热电阻（测量水温）；4－出口压力变送器；5－电气仪表控制箱；6－均压环；7－粗糙管；8－光滑管（离心泵实验中充当离心泵管路）；9－局部阻力管；10－管路选择球阀；11－涡轮流量计；12－局部阻力管上的闸阀；13－电动调节阀；14－差压变送器；15－水箱图1 实验装置流程示意图第 2 页共13页第 3 页 共 13页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：f h gug p z H g u g p z ∑+++=+++2222222111ρρ （1－1）由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项f h ∑，速度平方差也很小故可忽略，则有 (=H gp p z z ρ1212)-+- 210(H H H ++=表值） （1－2）式中： 120z z H -=，表示泵出口和进口间的位差，m ；和ρ——流体密度，kg/m 3 ； g ——重力加速度 m/s 2；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 。

SG-LT15 动量定律实验装置
产品名称：动量定律实验装置
产品型号：SG-LT15
产品价格：22000元
一、实验目的：
1、适合于工程流体力学（水力学）教学实验。

2、测定管嘴喷射水流对挡板所施加的冲击力。

3、测定动量修正系数，以实验分析射流出射角度与动量力的相关性
4、将测出的冲击力与用动量方程计算出的冲击力进行比较，加深对动量方程的理解。

二、主要配置：
水泵、称量装置、流量计、实验水箱、蓄水箱、管嘴、实验管道、阀门、自循环装置、不锈钢框架。

三、技术参数：
1、运行环境：温度0-400C，相对湿度：≤90%RH，电源：220V/50Hz，可连续操作。

2、蓄水箱容积：20L，PVC板焊制而成。

3、流量计：LZS-15液体转子流量计，流量范围：60-600L/H。

4、实验水箱由有机玻璃制成，装有称重装置及实验平板与管嘴，管嘴的内径：约8mm。

5、低噪声无锈蚀水泵，最高扬程：10m，最大流量：12L/min，转速：2800r/mi n，功率：90W。

6、实验所用的流体--水为全循环设计。

7、其他：管路、阀门；整体框架：不锈钢材质。

8、外形尺寸：1200×450×1450mm。