直管阻力系数测定
- 格式:docx
- 大小:104.64 KB
- 文档页数:12
实验二 管路沿程阻力系数测定实验一、实验目的1、掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。
2、测定流体经过直管时的沿程阻力,确定沿程阻力 λ 与 Re 的关系。
3、学会压差计和流量计的使用。
二、实验成果及要求1.有关常数。
实验装置台号圆管直径d1=15cm, d2=20cm, d3=25cm ,量测段长度L=85cm 。
及计算(见表1)。
2.绘图分析* 绘制lg υ~lgh f 曲线,并确定指数关系值m 的大小。
在厘米纸上以lg υ为横坐标,以lgh f 为纵坐标,点绘所测的lg υ~lgh f 关系曲线,根据具体情况连成一段或几段直线。
求厘米纸上直线的斜率2212lg lg lg lg υυ--=f f h h m将从图上求得的m 值与已知各流区的m 值(即层流m=1,光滑管流区m=1.75,粗糙管紊流区m=2.0,紊流过渡区1.75<m<2.0)进行比较,确定流区。
表1 记录及计算表图1 λ与 Re 的关系图三、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,是否影响实验成果?答:在管道中的,水头损失直接反应于水头压力。
测力水头两端压差就等于水头损失。
如果管道倾斜安装,不影响实验结果。
但压差计应垂直,如果在特殊情况下无法垂直,可乘以倾斜角度转化值。
2.据实测m 值判别本实验的流动型态和流区。
答:f h lg ~v lg 曲线的斜率m=1.0~1.8,即f h 与8.10.1-v 成正比,表明流动为层流(m=1.0)、紊流光滑区和紊流过渡区(未达阻力平方区)。
3.本次实验结果与莫迪图吻合与否?试分析其原因。
答:钢管的当量粗糙度一般为0.2mm ,常温下,s cm /01.02=ν,经济流速s cm /300,若实用管径D=(20~100)cm ,其5106⨯=e R ~6103⨯,相应的d∆=0.0002~0.001,由莫迪图可知,流动均处在过渡区。
若需达到阻力平方区,那么相应的610=e R ~6109⨯,流速应达到(5~9)m/s 。
流体流动阻力的测定实验报告一、实验目的1、掌握流体流经直管和管件时阻力损失的测定方法。
2、了解摩擦系数λ与雷诺数 Re 之间的关系。
3、学习压强差的测量方法和数据处理方法。
二、实验原理流体在管内流动时,由于黏性的存在,必然会产生阻力损失。
阻力损失包括直管阻力损失和局部阻力损失。
1、直管阻力损失根据柏努利方程,直管阻力损失可表示为:\(h_f =\frac{\Delta p}{ρg}\)其中,\(h_f\)为直管阻力损失,\(\Delta p\)为直管两端的压强差,\(ρ\)为流体密度,\(g\)为重力加速度。
摩擦系数\(λ\)与雷诺数\(Re\)及相对粗糙度\(\frac{\epsilon}{d}\)有关,其关系可通过实验测定。
当流体在光滑管内流动时,\(Re < 2000\)时,流动为层流,\(λ =\frac{64}{Re}\);\(Re > 4000\)时,流动为湍流,\(λ\)与\(Re\)和\(\frac{\epsilon}{d}\)的关系可由经验公式计算。
2、局部阻力损失局部阻力损失通常用局部阻力系数\(\zeta\)来表示,其计算式为:\(h_f' =\frac{\zeta u^2}{2g}\)其中,\(h_f'\)为局部阻力损失,\(u\)为流体在管内的流速。
三、实验装置1、实验设备本实验使用的主要设备包括:离心泵、水箱、不同管径的直管、各种管件(如弯头、三通、阀门等)、压差计、流量计等。
2、实验流程水箱中的水经离心泵加压后进入实验管路,依次流经直管和各种管件,最后流回水箱。
通过压差计测量直管和管件两端的压强差,用流量计测量流体的流量。
四、实验步骤1、熟悉实验装置,了解各仪器仪表的使用方法。
2、检查实验装置的密封性,确保无泄漏。
3、打开离心泵,调节流量至一定值,稳定后记录压差计和流量计的读数。
4、逐步改变流量,重复上述步骤,测量多组数据。
5、实验结束后,关闭离心泵,整理实验仪器。
直管阻⼒系数测定实验⼀直管阻⼒系数的测定、实验⽬的测定⽔在不同流速下流过圆形直管时的摩擦阻⼒,并标绘直管摩擦阻⼒系数λ与雷诺准数R e 之间的关系曲线。
⼆、基本原理由于流体具有粘性,在管道内流动时产⽣流动摩擦阻⼒,这种阻⼒⼀般⽤压头损失h f或压强差ΔP f表⽰。
在实验设备上取⼀段直管,两端分别与U 型压差计相连,直管段的压头损失h f即可由U型管压差计测得。
流体流过直管的摩擦阻⼒系数λ可按范宁公式计算:P f L u 2hfg d 2 g式中:h f ──直管摩擦阻⼒,m;ΔP f ──压强降,Pa;ρ──⽔的密度,kg/m3;g──重⼒加速度,m/s2;λ──摩擦阻⼒系数;L──直管长度,m;d──直管内径,m;u──⽔在管内的流速,m/s。
三、实验装臵实验装臵流程如附图所⽰,以⽔为⼯作介质,⽔⾃⽔槽经离⼼泵送⼊管道,所⽤管道为D g40聚丙烯塑料管(内径36.9mm,测量间隔段长2m)和D g6铜管(内径6mm,测量隔断长 1.8m)。
D g40 管测取湍流状态下的数据,⽔流量由计量槽计量,管道阻⼒压降⽤倒臵的U型管压差计测量。
D g6 管测取滞流状态下的数据,⽔流量⽤玻璃量筒计量,管道阻⼒⽤静压指⽰计测量。
四、实验步骤⾸先熟悉实验设备、流程、仪表使⽤⽅法,在此基础上按以下步骤进⾏实验。
⒈⽤⼿搬动离⼼泵联轴器,泵轴必须转动灵活;⒉关闭阀1、3、4、5、6,打开阀2,合上电源电闸(闸⼑要按到底!),然后按电器盒上绿⾊按钮,启动⽔泵给⽔;⒊缓慢打开阀1,⽚刻后计量槽上⽅管道出⼝处有⽔流出,观察D g40 管的倒臵U型管压差计,(阀 1 未打开前两指⽰⽔柱应等⾼,否则关阀1检查原因,排除压⼒引线内的⽓泡),把⽔流量调到最⼤,此时即可开始测取数据,先测D g40管数据,在计量槽⽤秒表计量⽔流量(液⾯标尺单位换算值为0.31l/mm )同时记取倒臵U型管的压差,⽤阀 1 调节⽔流量,从⼤到⼩共测取10个左右流量下的数据。
流动阻力的测定实验报告化学工程与工艺专业化工原理实验报告姓名学院专业班级学号指导教师实验日期评定成绩:评阅人:流体流动阻力的测定实验报告一、实验目的(1)学习直管摩擦阻力Ap、直管摩擦系数大的测量方法。
(2)测定不同直管摩擦系数人与雷诺数Re之间的关系。
(3)测定弯头等局部阻力系数C与雷诺数Re之间的关系。
(4)掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。
二、实验基本原理(一)流动阻力的测定流体在管内流动时,由于黏性剪应力和涡流的存在,必然引起能量损耗。
这种损耗包括流体流经管道的直管阻力和流经管件阀门等的局部阻力。
1.直管阻力摩擦系数的测定流体在圆形直管内流动的阻力损失hf为:-.2△pI匕hf=—= A —P d 2、2ApdA = yIpu乙由式(1)可知,欲测定入,需知道1、d,测定等。
与因实验装置而异,由现场实测。
1为两测压点的距离,欲测定,只需测量液体的温度,再查有关手册。
欲测定U,需先测定流量,再由管径计算流速。
2.局部阻力系数的测定流体流经管件的阻力损失为:.2C =Ap 9(2)pu£待测的阀门或弯头,由现场指定。
(二)流量计校正流量测量中,广泛采用孔板流量计和文丘里流量计。
这两种流量计由孔板与U型管压差计组成。
当流体以一定流速通过孔板时,由于流道截面缩小,流速增大,而使孔板前后产生一定压差。
流体的体积流量与压差的关系如下式所示:即竿(3)V=CoA [2流量系数Co与流量计的结构参数(do/D)有关,与流体的流动状况Re有关。
通过实验确定Co与Re的关系曲线,称为流量计校正。
本实验是以水为工作流体,测定在一定范围内的Co〜Re曲线。
三、实验装置与流程实验装置流程如图所示,由管子、管件、闸阀、孔板、控制器、流量计及泵等组成, 实际实验装置由多个支路构成,分别用于直管阻力测定、局部阻力测定和流量计的校核。
四、实验内容(1)看懂阻力实验原理图。
熟悉现场指定的待测直管和管阀件,开启该支线进口阀,关闭其他支线进口阀。
直管摩擦阻力系数直管摩擦阻力系数,是指在直管中液体流动时,由于液体与管壁之间的摩擦而产生的阻力系数。
直管摩擦阻力系数对于研究流体力学和管道工程具有重要意义,它的大小直接影响着管道流量和压力损失。
直管摩擦阻力系数是通过实验测定得到的,根据实验结果,发现直管摩擦阻力系数与流速、管道直径、流体的黏度等因素有关。
根据实验数据的统计分析,科学家得出了一系列经验公式,用来计算直管摩擦阻力系数。
经验公式中最常用的是德尔塔式公式(ΔP=f*L/D*0.5*ρ*V^2)。
其中ΔP表示压力损失,f表示直管摩擦阻力系数,L表示管道长度,D表示管道直径,ρ表示流体密度,V表示流速。
该公式可以通过实验测量ΔP和其他已知参数,反解得到直管摩擦阻力系数f。
直管摩擦阻力系数与流速的关系可以通过雷诺数来描述。
雷诺数(Re)是表征流体流动状态的一个无量纲数,定义为Re=ρ*V*D/μ,其中ρ表示流体密度,V表示流速,D表示管道直径,μ表示流体黏度。
当雷诺数较小时,流体呈现层流流动状态,此时直管摩擦阻力系数较小;当雷诺数较大时,流体呈现湍流流动状态,此时直管摩擦阻力系数较大。
直管摩擦阻力系数与管道直径的关系可以通过雷诺数和克劳系数来揭示。
克劳系数(Cd)是表征流体流动阻力的一个无量纲数,定义为Cd=f/2,其中f表示直管摩擦阻力系数。
实验表明,当管道直径较小时,克劳系数较大,直管摩擦阻力系数也较大;当管道直径较大时,克劳系数较小,直管摩擦阻力系数也较小。
对于液体流动而言,直管摩擦阻力系数的大小对于能源的消耗以及管道系统的选型有着重要的影响。
通常情况下,为了降低阻力和压力损失,需要选择合适的管道尺寸和流速,以及减少管道的弯曲和支撑。
总结来说,直管摩擦阻力系数是衡量流体通过直管流动时摩擦阻力大小的物理量,其与流速、管道直径、流体黏度等因素相关。
研究直管摩擦阻力系数有助于优化管道工程设计,提高流体输送的效率。
随着科技的不断进步,对于直管摩擦阻力系数的研究也会更加深入,为实际工程提供更为准确和可靠的计算方法。
管道流体阻力的测定‘管道流体阻力的测定一(实验目的1. 掌握测定流体流动阻力的一般实验方法;2. 测定直管摩擦系数λ及管件的局部阻力系数ξ;3. 验证在一般里湍流区内λ与,e的关系曲线(ξ,d为定值)。
二(实验装置图1 实验装置图"1",、本实验有、1各二套装置,每套装置上设有二根测试用的管路,流体(水)流量用孔板12或文氏管流量计测量,由管路出口处的调节阀,调节其流量。
,、管路上设置三组,型差压计,分别用来测定流量、直管阻力和管件局部阻力相应的静压差,从测压孔引出的高低压管间有平衡阀相连,其连接情况及平衡阀的安装位置见图c。
差压计指示液有水银和四氯化碳。
三(基本原理和方法不可压缩性流体在直管内作稳定流动时,由于粘滞性而产生摩擦阻力,即直管阻力。
流体在流经变径、弯管、阀门等管件时,由于流速及其方向的变化而产生局部阻力。
在湍流状态下,管壁的粗糙度也影响流体阻力,通常流体阻力用流体的压头损失H或压力降?p表示,并可用实验方法直接测定。
f,、直管阻力H及直管摩擦系数λ f直管阻力H及直管摩擦系数λ的关系为 f2lu1,,,,H ,,,kg, (,) f2ddl式中:——直管的测试长度 ,m,;——测试管的内径 ,m,; 1u ——管内流体流速 ,m,s,。
流体以一定的速度u经过内径为d,长度为l的直管所产生的直管阻力H可用,型差压计测得,1f2,u若已测得的差压计读数为R(cmccl)。
根据柏努利方程()及流体静力学原理可得:,0,,z,0f4 2,,,,pcclHO,242 ,,,kg, (,) H,,,R,g,10,0.006R,gfff,,HOHO222式中:g,,.,,, m/s流体的流速可由孔板或文氏管流量计两边引出的差压计读数,(cm,g),按下式求得: un ,m,s, (3) u,aR其中:装置:=0.4166 n=0.5016 装置:=0.4309 n=0.4896 1"2"aa3"装置:=0.3621 n=0.5058 装置:=0.3638 n=0.5029 4"aadHdRg20.012,ff于是由式(1),(2),(3)可得 (4) ,,,22nluluR11,du又已知雷诺数 (5) Re,,3]; 式中:ρ——流体(水)的密度 [kg/mμ——流体(水)的粘度 [Pas]。
关于直管阻力系数的研究
直管阻力系数是流体流动学中最重要的参数之一,它决定了流体
通过消耗的动能的程度。
然而,流体的结构特性和环境条件以及流量
速度等参数对直管阻力系数具有很大的影响,其确定起来非常复杂。
因此,对直管阻力系数进行研究具有重要意义。
关于直管阻力系数的研究,早期的研究侧重于以局部测量方法对
直管管路内部悬浮粒子进行直管内部游程分析,并利用流速分布图赋
予节流装置内部的游程,然而这种方法存在种种不足。
近年来,随着计算机技术不断发展,人们开发出了基于工程数学
和工程流体力学的计算模型,从而获得直管阻力系数更加准确的精准
估算的工具。
在计算流体流动时,不仅可以考虑直管管路的结构特征,还可以根据管道内部流体粒子运动规律设定动力学边界条件并考虑相
邻分段收缩比和局部结构形状来正确估算直管阻力系数。
此外,研究认为,如果直管阻力系数的计算采用理论流体力学和
细节流动学模型,并结合水力实验中局部测量的数据,可以更准确地
估算直管阻力系数。
综上所述,直管阻力系数是决定流体在直管管路内流动定律的关
键参数。
随着研究认识的深入,直管阻力系数的估算也越来越精准,
从而更好地指导流体输送工程设计。
化工原理实验报告—流体流动阻力测定实验班级: 031112班小组:第六组指导老师:刘慧仙组长:陈名组员:魏建武曹然实验时间: 2013年10月18日目录一、实验内容 (1)二、实验目的 (1)三、实验基本原理 (1)1.直管阻力 (1)2.局部阻力 (3)四、实验设计 (3)1.实验方案 (3)2.测试点及测试方法 (3)原始数据 (3)测试点 (4)测试方法 (4)3.控制点及调节方法 (4)4.实验装置和流程设计 (4)主要设备和部件 (4)实验装置流程图 (4)五、实验操作要点 (5)六、实验数据处理和结果讨论分析 (6)实验数据处理 (6)1.实验数据记录表 (6)2.流体直管阻力测定实验数据整理表 (7)3.流体局部阻力测定实验数据整理表 (8)4.计算示例。
(9)结果讨论分析 (10)七、思考题 (11)实验一流体流动阻力的测定实验一、实验内容1.测定流体在特定材质和的直管中流动时的阻力摩擦系数,并确定和之间的关系。
2.测定流体通过阀门时的局部阻力系数。
二、实验目的1.了解测定流体流动阻力摩擦系数的工程定义,掌握测定流体阻力的实验方法。
2.测定流体流径直管的摩擦阻力和流经管件或局部阻力,确定直管阻力摩擦系数与雷诺数之间的关系。
3.熟悉压差计和流量计的使用方法。
4.认识组成管路系统的各部件、阀门并了解其作用。
三、实验基本原理流体管路是由直管、管件(如三通、肘管、弯头)、阀门等部件组成。
流体在管路中流动时,由于黏性剪应力和涡流的作用,不可避免地要消耗一定的机械能,流体在直管中流动的机械能损失为直管阻力;而流体通过阀门、管件等部件时,因流动方向或流动截面的突然改变导致的机械能损失称为局部阻力。
在化工过程设计中,流体流动阻力的测定或计算,对于确定流体输送所需推动力的大小,例如泵的功率、液位或压差,选择适当的输送条件都有不可或缺的作用。
1.直管阻力流体在水平的均匀管道中稳定流动时,由截面1流动至截面2的阻力损失表现为压力的降低,即①由于流体分子在流动过程中的运动机理十分复杂,影响阻力损失的因素众多,目前尚不能完全用理论方法来解决流体阻力的计算问题,必须通过实验研究掌握其规律。
实验三 管路阻力的测定一、实验目的1.学习管路阻力损失h f ,管子摩擦系数λ及管件、阀门的局部阻力系数ζ的测定方法,并通过实验了解它们的变化,巩固对流体阻力基本理论的认识;2.测定直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系;3.测定管件、阀门的局部阻力系数。
二、基本原理流体在管路中流动时,由于粘性剪应力和涡流的存在,不可避免地会产生流体阻力损失。
流体在流动时的阻力有直管摩擦阻力(沿程阻力)和局部阻力(流体流经管体、阀门、流量计等所造成的压力损失。
1.λ-Re 关系的测定:流体流经直管时的阻力损失可用下式计算:22u d L h f⋅=λ;-直管阻力损失,式中:kg J h f / L -直管长度,m ;d -直管内径,m ; u -流体的流速,m/s ; λ-摩擦系数,无因次。
已知摩擦系数λ是雷诺数与管子的相对粗糙度(△/d )的函数,即λ=(Re ,△/d )。
为了测定λ-Re 关系,可对一段已知其长度、管径及相对粗糙度的直管,在一定流速(也就是Re 一定)下测出阻力损失,然后按下式求出摩擦系数λ:为:对于水平直管,上式变:可根据伯努利方程求出阻力损失=2)(2222121212uu p p g Z Z h h u L d h f f f-+-+-=⋅ρλρ21p p h f -=J/kg其中,21p p -为截面1与2间的压力差,Pa ;ρ流体的密度,kg/m 3。
用U 形管压差计测出两截面的压力,用温度计测水温,并查出其ρ、μ值,即可算出h f ,并进而算出λ。
由管路上的流量计可知当时的流速,从而可计算出此时的Re 数;得到一个λ-Re 对应关系,改变不同的流速,有不同的Re 及λ,可得某相对粗糙度的管子的一组λ-Re 关系。
以λ为纵坐标,Re 为横坐标,在双对数坐标纸上作出λ-Re 曲线,与教材中相应曲线对比。
2.局部阻力系数ζ的测定流体流经阀门、管件(如弯头、三通、突然扩大或缩小)时所引起的阻力损失可用下式计算:22u h f ζ= J/kg式中ζ即为局部阻力系数。
实验三 管路流体阻力的测定一、 实验目的流体流动时的能量损耗(压头损失),主要由于管路系统中存在着各种阻力。
管路中的各 种阻力可分为沿程阻力(直管阻力)和局部阻力两大类。
本实验的目的,是以实验方法直接测左摩擦系数X 和局部阻力系数J 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截而之间,机械能衡算方程为:昭+空+牛之乙+空+¥+工勺J ・k*⑴p 2 p 2式中,加——单位质虽流体因流体阻力所造成的能量损失,J ・kg 1:H {——单位重量流体因流体阻力所造成的能量损失,即压头损失,m 液柱。
若:(1)水作为试验物系,则水可视为不可压缩流体;(2) 试验导管水平装置,则辛Z(3) 试验导管的上下游截而的横截而积相同,则Z因此(1)和(2)两式分别可简化为:J • kg'1 (3)由此可见,因阻力造成的能量损失(压头损失).可由管路系统的两截面之间的压力差(压 头差)来测左。
当流体在圆形直管内流动时,流体因摩擦阻力所造成的能量损失(压头损失), 有如下一般关系式:圆形直管的管径,m : 1 ——圆形直管的长度,m : X ——摩擦系数,[无因 大量实验研究表明,摩擦系数又与流体的密度P 、粘度卩、管径d 、流速u 和管壁粗糙度z,+^+&m 液柱(2)PT pgm 水柱(4)J • kg"1 (4)m 水柱(5)式中:d 次]。
或 VH f =£有关。
用因次分析的方法,可以得摩擦系数与雷诺数、管壁相对粗糙度£/d 存在函数关系. 即归[Re. j通过实验测得X 和Re 数据,可以在双对数坐标上标绘出实验曲线。
当Re<2000时,摩擦 系数X 与管壁粗糙度£无关。
当流体在直管中呈湍流时,X 不仅与雷诺数有关,而且与管壁 相对粗糙度有关。
当流体流过管路系统时,因遇各种管件、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),有如下一般关系式:J • kg"1 (8) m 液柱(9)式中,u — 连接管件直管中流体的平均流速,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。
实验一直管阻力系数的测定、实验目的测定水在不同流速下流过圆形直管时的摩擦阻力,并标绘直管摩擦阻力系数λ与雷诺准数R e 之间的关系曲线。
二、基本原理由于流体具有粘性,在管道内流动时产生流动摩擦阻力,这种阻力一般用压头损失h f或压强差ΔP f表示。
在实验设备上取一段直管,两端分别与U 型压差计相连,直管段的压头损失h f即可由U型管压差计测得。
流体流过直管的摩擦阻力系数λ可按范宁公式计算:P f L u 2hfg d 2 g式中:h f ──直管摩擦阻力,m;ΔP f ──压强降,Pa;ρ──水的密度,kg/m3;g──重力加速度,m/s2;λ──摩擦阻力系数;L──直管长度,m;d──直管内径,m;u──水在管内的流速,m/s。
三、实验装臵实验装臵流程如附图所示,以水为工作介质,水自水槽经离心泵送入管道,所用管道为D g40聚丙烯塑料管(内径36.9mm,测量间隔段长2m)和D g6铜管(内径6mm,测量隔断长 1.8m)。
D g40 管测取湍流状态下的数据,水流量由计量槽计量,管道阻力压降用倒臵的U型管压差计测量。
D g6 管测取滞流状态下的数据,水流量用玻璃量筒计量,管道阻力用静压指示计测量。
四、实验步骤首先熟悉实验设备、流程、仪表使用方法,在此基础上按以下步骤进行实验。
⒈用手搬动离心泵联轴器,泵轴必须转动灵活;⒉关闭阀1、3、4、5、6,打开阀2,合上电源电闸(闸刀要按到底!),然后按电器盒上绿色按钮,启动水泵给水;⒊缓慢打开阀1,片刻后计量槽上方管道出口处有水流出,观察D g40 管的倒臵U型管压差计,(阀 1 未打开前两指示水柱应等高,否则关阀1检查原因,排除压力引线内的气泡),把水流量调到最大,此时即可开始测取数据,先测D g40管数据,在计量槽用秒表计量水流量(液面标尺单位换算值为0.31l/mm )同时记取倒臵U型管的压差,用阀 1 调节水流量,从大到小共测取10个左右流量下的数据。
⒋测取D g6 管数据,首先记录下两静压指示计水柱起始点数值,然后打开阀3和阀6,用阀6 调节流量,视右侧静压指示计水柱达到某一位臵,开始测取数据。
用玻璃量筒在管道出口处计量水流量,同时记下两静压指示计水柱高度,共测取5~6 个流量点的数据(在小流量范围测取,以保证管内为滞流状态)。
⒌实验进行中测取一次水温。
五、实验结果⒈将实验数据记入表1,计算数据记入表2,在双对数坐标纸上标绘λ~R e 关系曲线。
⒉按附录 4 要求编写实验报告。
表 1 实验原始记录Dg40管:t= ℃Dg6管:表 2Dg6六、实验过程中应注意的问题⒈启动泵前应首先盘泵、关出口阀;⒉测D g40 管湍流应从最大流量开始测起,倒臵U 型管压差计两管高度差不小于50mm2HO,测量点分布应注意按对数坐标分布;⒊测D g6 管滞流时应从最小流量(管出口处水流连续即可)开始测起,单管压差计两管水柱高度差不大于55mm2HO,测量点分布应注意按对数坐标分布;⒋倒臵U 型管压差计应首先校平,单管压差计在测量前应记录两管初始高度;⒌计量槽的初始刻度并非从零开始;⒍每次测量的水的体积应尽量大一些,以减小系统误差。
实验二流量计校核实验一、实验目的⒈了解孔板流量计和文丘里管流量计的构造及校核、使用方法;⒉测定两种流量计的流量系数,并标绘流量换算曲线;⒊比较两种流量计的永久压力损失。
二、基本原理孔板及文丘里管流量计都是利用流体流经一管道缩径,形成流动缩脉,引起流体静压力变化,将此变化用压差计显示出来用意反映流体的流量式中: V S ——体积流量, m 2/s ;C o 、C V ——孔板及文丘里管流量系数;S o 、 S V ——孔板锐孔及文丘里管喉径横截面积, m 2; g ——重力加速度, m/s 2;ΔR —— U 型管压差值, m ; 3ρ o 、ρ——汞及水的密度, kg/m 3。
孔板及文丘里管流量计都具有缩径, 由于流体的突然收缩和扩大, 形成涡流, 从而都会造成永久性压力损失, 这种损失可以通过实验测定。
两种流量计的永久 压力损失常以其永久压降与流量计的缩径压降比值来表示,即:R'H 永 100 %永R从实验测定可知孔板流量计的永久压力损失远比文丘里管为大。
三、实验装臵根据柏努利方程,孔板及文丘里管流量计计算流量的公式分别为:V s C o S o 孔板:V s C V 文氏管: 2g R ( o )S Vo2g R ( o )流程如附图所示,孔板及文丘里管两种流量计安装在同一条φ 34×3 不锈钢管路上,气相缩径均为14mm,孔板取压方式采用角接法;永久压降取压位臵:孔板为计前1d、计后6d 处;文丘里管为计前、计后均为1d 处。
水由水池经离心泵送入管路,经文丘里管、孔板两流量计后流入计量槽,然后返回水池。
除文丘里管永久压降用倒臵U 型管测量外,其他均用以水银为指示液的正臵U型管压差计。
计量槽液面标尺水量换算值为0.149l/mm四、实验步骤首先熟悉实验设备、流程,搞清各个阀门和压差计的用途,在此基础上按以下步骤进行实验。
⒈打开阀①或阀②向泵内注水至满,关闭阀①、②启动泵;⒉水泵启动后打开阀②,旁路出口如有水流出说明能运转正常,否则停泵从新注水启动;⒊打开阀①、③使管路流水,检查各个压差计测压引线,如有气泡设法排除。
管壁阀①检查各压差计两指示液柱是否等高,一切正常后,全开阀①、关小阀② 使流量达到最大值(可以文丘里管永久压降最大为准);⒋调节阀①,从大到小测取10~14 个流量点(为何?各值应如何分配?),每调节一次流量,记录各压差计示值,同时用秒表计量水槽水量;⒌实验完毕,先关闭阀①、阀②,然后停泵;⒍实验过程中测量水温一次。
五、实验结果⒈将实测数据和计算结果记入数据表,在双对数坐标纸上标绘Δ R~V 关系曲线(两种流量计关系曲线可标绘在同一张坐标纸上,但要用文字分别注明)。
设备序水温:℃ 实验时间:⒉按附录 4 的要求便携实验报告。
六、实验中应注意的问题⒈灌泵:拧紧灌泵漏斗后才可以合闸,合闸要合自己的;⒉旁路阀只起流量调节作用;⒊赶气泡时,应在流量较小的情况下进行,才比较容易作到;⒋水槽水位最好从高于20cm开始,乙方睡眠波动国大影响实验数据的准确性;⒌每个实验点流量测定时,水槽中的水量(以槽中水位变化计)≮50cm(大流量),≮30cm(小流量);⒍最大流量以四个压差计中最先达到最大刻度的值为准;⒎实验过程中,流量测定的点要分布均匀; ⒏实验过程中测水温一次。
实验三 离心泵性能参数的测定、实验目的1.熟悉离心泵的操作2.标绘离心泵的特性曲线,对离心泵的性能作进一步的了解。
二、基本原理:离心泵在一定转数下,其扬程 H 、功率 N 和效率η岁流量 Q 改变,这种变化关系可 标绘成曲线以反映离心泵的性能。
现列出泵进、出口两截面间的能量平衡方程式(柏努利方程)如下:则:PZZ=0.2m 。
则:式中: H ——泵的扬程, m ;P 1、 P 2——泵的进、出口压力, Pa ; ρ————水的密度, kg/m 3; Δ Z ———位能差, m 。
有效功率用流量 Q 和扬程 H 计算:P1Z 1 u1 HP2Z 2u2h f2f2g2gP 2 P 1(Z 2 Z 1 )22u 2 u1hfPZu 22gu 22g h f此处动能差 2g 和流动摩擦 损失 h f 此二值均很小,可以忽 略不计。
根据实测Δ⒋按下绿色按钮,启动泵(绿色按钮亮)N 有 kW有102因无测试手段,轴功率 N 轴无法测取,用 N 电代替, N 电用功率表测取。
因用 N 电代替 N 轴,因此泵效率η为包括电机在内的泵设备总效率:11 BA 6 实验装臵流程附图所示,采用2 型单级悬臂式离心清水泵。
实验使用仪器:真空表、压力表、功率表、转数表、温度计。
四、实验步骤 首先熟悉实验设备、流程,仪器使用方法,在此基础上按以下步骤进行实验: ⒈用先搬动连轴器,泵轴必须转动灵活;⒉打开水泵出口阀,拧松注水漏斗向泵内注水至满,然后拧紧注水漏斗; ⒊合上水泵电源电闸, (红色按钮亮),关闭出口阀;⒌视出口压力表指示值大 0.15Mpa 左右,即表示水泵运转正常,否则(出口压力小于 0.1Mpa )则需停泵重新灌泵启动;⒍缓慢打开泵出口阀,同时打开 U 型管平衡夹,排尽压差计引线内的气泡,关闭泵出口阀,视 U 型管压差计内两水银柱指示值相等,关闭平衡夹即可开始测取数据;QH三、实验装臵⒎流量从零(关闭状态)开始,在U型管压差计0~500mmH之g 间测取10~12 个点的数据(小流量间隔大一些,大流量间隔小一些);⒏实验过程中测取一次电机转速和水温;⒐实验完毕必须先关闭出口阀再停泵(按下红色按钮,拉开总电闸)。
五、实验结果及数据处理⒈实验测取数据记入数据表,计算数据记入数据处理表;⒉在方格纸上标绘Q~H、Q~N电、Q~η特性曲线,图上标明离心泵型号和实测转速;⒊按附录 4 要求编写实验报告。
表1 实测数据电机转数n= r.p.m 水温:t= ℃表⒉计算数据六、实验过程中应注意的问题1.测量实验数据时,应多做几组小流量下的数据点,以保证特性曲线的准确性。
2.当出口阀阀门开度越来越大时,从实验结果可以看出,真口表的读数越来越大,而压力表的读数越来越小,这与理论分析一致。
从实验结果可以看出,电机功率随着流量的增加而增加,因此开泵时,要关闭出口阀启动,以减小启动电流,防止损坏电机。