江苏大学实验报告

江苏大学实验报告

班级：食品1001 姓名：倪婉学号：3100901008

实验：管路沿程阻力测定

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、测定流体流经直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与Re的关系。

3、测定流体流经管件时的局部阻力，并求出阻力系数ζ。

4、学会压差计和流量计的使用。

二、实验原理

流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起压强损耗。这种损耗包括流体流经直管的沿程阻力以及流体流动方向的改变或因管子大小、形状的改变所引起的局部阻力。

1、沿程阻力

流体在水平均匀管道稳定流动时，由截面1到截面2，阻力损失表现为压强降低：

ρ2

1p

p h

f -

=

影响阻力损失的因素有：

1）流体性质：密度ρ，粘度μ；

2）管路的几何尺寸：管径d，管长l，管壁粗糙度ε；3）流动条件：流速ｕ；

变量关系可以表示为：

)

,,,,,(ερμu l d f p =?

组合成如下的无因次式：

;

2

),

();

,

,(2

2

u

d

R d

l p

d

d l du u

p

e ??=

?=??ε

?ρ

ε

μ

ρ

?ρ

引入：

)

,

(d

R e ε

?λ=

则上式变为：

2

2

u

d

l p

h f ?

=?=

λ

ρ

上式中：λ称为直管摩擦系数，滞流时

e

R 64=

λ，；湍流时，λ与R e 的

关系受管壁粗糙度的影响，需由实验测得。

根据伯努利方程可知，流体流过直管的沿程阻力损失，可直接由所测得的液柱压差计读数

R(m)算出：

g

R p )(水指ρρ-=?

其中：

指

ρ——压差计中指示剂的密度

)

(3

-?m

Kg 。本实验中以水

银作指示剂，另一流体为水。 2、局部阻力

局部阻力通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。 1）当量长度法

当量长度用l e 表示，流体在管路中流动时总阻力损失∑

f

h 为：

2

)(

2

u

d

l l h

e

f

?

+

?=∑

∑λ

2）阻力系数法

流体流过某一管件或阀门的阻力损失用流体在管路中的动能系

数

p

h 表示：

2

2

u

h p ?

=ξ

式中，ξ：局部阻力系数，无因次；

u: 在小截面管中流体的平均流速（m/s)。

p

h 的值可由伯努利方程由液柱压差计读数R 求出。U 可由涡轮

流量计及MMD 智能流量仪算出：2

4

d

V u s

π

=

（m/s)

三、实验装置与流程

1、本实验装置及设备主要参数：

被测元件：镀锌水管，管长2.0m ，管径（公称直径）0.021m ，闸阀D=3/4.

1）测量仪表：U 形压差计（水银指示液),LW-15型涡轮流量计（精度0.5级，量程0.4~4.0m 3/h.仪器编号Ⅰ的仪表读数为599.41（次/升）

仪器编号Ⅱ的仪表常数为605.30（次/升),MMD智能流量仪）2）循环水泵

3）循环水箱

4）DZ15—40型自动开关

5）数显温度表

2、流程