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流体力学实验 沿程水头损失实验
24.68
1.33
0.13402
4
2268
150.00
15.12
38.93
28.2
8.349
3280
26.15
23.37
2.78
0.0301
5
2498
150.00
16.65
42.89
29.0
8.206
3677
26.9
23.6
3.3
0.0293
6
356
14.21
162.82
419.48
29.5
8.004
2.均匀流的沿程水头损失
hf=(Z1+P1/γ)-(Z2+P2/γ)
hf=λ•L/d•υ2/2g
λ=K•hf/Q2
K=π2gd5/8L
三、使用仪器、材料
沿程水头损失实验仪由自循环供水器(循环水泵),供水阀,旁通阀,无级调速器,试验管道,水封器,压力传感器,电测仪,差压计(气阀,滑动测量尺),流量调节阀,接水盒,回水管等组成
四、实验步骤
1.熟悉实验仪器,记录有关参数。打开电测仪电源,预热10min。
2.调试仪器:全开供水阀和旁通阀,启动水泵供水,打开流量调节阀,排净实验管道内气体后关闭流量调节阀,松开压力传感器上旋钮 , ,使之渗水并排气,排净后拧紧 , 。
3.校零:检查压差计压差是否为零(允许1mm误差),若不能达到要求则应重新调试至零。然后将电测仪读书调制零。
4.分析沿程水头系数和雷诺数的关系。
二、实验原理
1.基本理论
流体运动过程中,将产生两种阻力和两种水头损失,即沿程阻力和局部阻力;沿程水头损失和局部水头损失。由于流体黏性影响,在流体流动的边界条件(几何形状,面积,方向)沿程不变时,均匀分布在流程上,与流程长成正比的阻力称沿程阻力,由此产生的水头损失称沿程水头损失。由于流体的流动边界条件突变,如过流断面形状,面积变化或流动方向改变所引起的阻力称局部阻力,由此产生的水头损失称局部水头损失。
五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)
1.记录有关参数,常数:
管道直径d=0.703cm 实验段长度L=85cm 计算常数K=π2 ≈2.4498cm5/s2
2.实验记录与计算:
序
号
体积V/cm5
时间t/s
流量Q/(cm5/s)
流速υ/cm/s
水温T/℃
黏度ν*10-3/cm2/s
雷诺Re
压差计读数/cm
6. 紊流区测量:待Re接近4000,完成层流—紊流过渡区测量。关闭压差计连通管上的进水夹,全开流量调节阀,逐步关小旁通阀,使电测仪每次递增100-150cm。测量流量Q,水温t,并记录读取电测仪读数;重复上方法,测3-5组流量。
7.测完后,全开旁通阀,重新校零,看差压计(重新打开)是否为零。无误差后整理仪器。
沿程水头损失 /cm
沿程阻力系数λ
1
356
210.00
1.69
4.35
27.0
8.570
357
25.22
24.94
0.28
0.23925
2
538
210.00
2.56
6.60
27.5
8.477
542
25.61
24.8
0.36
0.17348
3
921
210.30
4.34
11.18
27.9
8.430
936
25.35
制作方法:将 ,υ扩大10倍后取对数,可得到数据如下:
1
2
3
4
5
6
7
8
lgυ
1.6385
1.8195
2.0484
2.1796
2.2214
3.6227
3.7471
3.8346
lg
0.4472
0.5563
1.1239
1.4440
1.5185
3.2041
3.4116
3.5740
六、实验结果及分析
《流体力学,泵与泵站综合实验》实验报告
开课实验室:流体力学实验室年月日
学院
年级、专业、班
姓名
成绩
课程
名称
流体力学与水泵综合实验
实验项目
名称
沿程水头损失实验
指导教师
教师评语
教师签名:
年月日
一、实验目的
1.加深理解圆管层流和紊流的沿程水头损失随流速变化的规律。
2.掌握管道沿程水头术及压差计的测量方法。
36844
160
0.01479
7
538
11.90
216.81
558.57
30.0
7.919
49587
258
0.01345
8
921
11.90
265.21
683.27
30.2
7.885
60915
375
0.01306
注意:λ保留有效数4~5位, Re保留整数,计算常数K保留三位,其余两位。
3.绘制lgv-lg 曲线,并确定直线斜率。
4.层流区测量:当流体流速较小,流体处于层流状态,稳定2—3min,测量流量Q,水温t,并记录压差计读数 ;微调大流量,重复上面步骤,测量三组流量,在Re接近2000时,完成层流区测量。
5.层流—紊流过渡区测量:继续调大流量,使 大约2cm。同样测量流量Q,水温t,并记录压差计读数 ;微调大流量,每次约递增1-2压差,测量三组流量。