实验1流体阻力测定实验一、实验目的⒈学习直管摩擦阻力△Pf、直管摩擦系数l的测定方法。⒉掌握直管摩擦系数l与雷诺数Re之间关系及其变化规律。⒊学习压强差的几种测量方法和技巧。⒋掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。二、实验内容⒈测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数l。⒉测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数l与雷诺数Re之间关系曲线和关系式。三、实验原理流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。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。hf==（1-1）λ=（1-2）Re=（1-3）式中：管径，m；直管阻力引起的压强降，Pa；管长，m；流速，m/s；流体的密度，kg/m3；流体的粘度，N·s/m2。直管摩擦系数λ与雷诺数Re之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。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△Pf与流速u（流量V）之间的关系。根据实验数据和式（1-2）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ，用式（1-3）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。四、实验装置该实验与离心泵性能测定实验、流量计性能测定实验共用图1所示的实验装置流程图。⒈本实验共有六套装置。光滑管阻力系数流程：A→B（C→D）→E→F→G→H→J→M→N→P；粗糙管阻力系数流程：A→B（C→D）→E→F→G→H→K→L→O→P；（C→D）：流量小于2m3/h时流程。⒉流量由转子流量计和涡轮流量计测量。⒊直管段压强降的测量：差压变送器或者用空气—水倒置U形管直接测取压差值。图1流动过程综合实验流程图⑴—离心泵；⑵—大流量调节阀；⑶—小流量调节阀；⑷—被标定流量计；⑸—转子流量计；⑹—倒U管；⑺⑻⑽—数显仪表；⑼—涡轮流量计；⑾—真空表；⑿—流量计平衡阀；⒁—光滑管平衡阀；⒃—粗糙管平衡阀；⒀—回流阀；⒂—压力表；⒄—水箱；⒅—排水阀；⒆—闸阀；⒇—截止阀；a—出口压力取压点；b—吸入压力取压点；1-1’—流量计压差；2-2’—光滑管压差；3-3’—粗糙管压差；4-4’—闸阀近点压差；5-5’—闸阀远点压差；6-6’—截止阀近点压差；7-7’—截止阀远点压差；J-M—光滑管；K-L—粗糙管五、实验方法⒈按下电源的绿色按钮，使数字显示仪表通电预热，调节第2～7路差压变送器的零点，关闭流量调节阀⑵⑶和回流阀⒀，打开平衡阀⒁⒃。旋开倒置U形管左右旋钮，检查导压管内是否有气泡存在。若倒置U形管内液柱高度差为零，表明导压管内无气泡存在；若不为零，则表明导压管内存在气泡，需要进行排气操作。⒉按下离心泵的绿色按钮，启动离心泵；若导压管内有气泡，开启流量调节阀⑵⑶，使阀门⒆⒇全开，排出管路和导压管路内的气泡。在流量为0时，慢慢旋开倒U管上部的放空阀，使两边液柱降至中间时马上关闭，使管内形成气水柱，并检查两边液柱是否水平；若空气—水倒置∪形管内两液柱的高度差不为0，则说明系统内仍有气泡存在，应重复上述的排气操作。赶净气泡方可测取数据。另外，还需检查压差数字显示器2～7路是否为零。⒊若导压管内无气泡，则可进行下列数据测量。⒋光滑管阻力测定：关闭截止阀⒇和平衡阀⒁⒃，全开闸阀⒆，通过阀⑶调节流量，从最小流量到最大流量，一般测取10组数，建议流量读数在40L／h之内不少于4个点；并且能用空气—水倒置∪形管测压差△P时不用差压变送器（第2路）测压差。⒌粗糙管阻力测定：关闭闸阀⒆（平衡阀⒁⒃仍关闭），全开截止阀⒇；小于2m3/h时，通过阀⑶调节流量；大于2m3/h时，通过阀⑵调节流量。从小流量到最大流量，一般测取10组数，用第3路压差传感器测量。⒍在水箱中测取水温。⒎待数据测量完毕,继续其它实验或关闭流量调节阀，切断电源。六、注意事项⒈启动离心泵之前，必须检查流量调节阀⑵⑶是否关闭。⒉实验前必须弄清差压变送器和倒置U形管之间的连接。用压差传感器测量时必须关闭通倒置U形管的阀门。⒊赶气时，务必先打开平衡阀，但测数据时则必须关闭平衡阀。⒋测光滑管时关闭截止阀⒇，同理，测粗糙管时关闭闸...
