沿程阻力损失实验.docx

沿程阻力损失实验一、实验目的1.加深了解圆管层流和紊流的沿程阻力损失变化的规律，绘制lghf〜lg v曲线2．掌握管道沿程阻力系数的测定和应用气—水压差计及电测仪测量压差的方法3．将测得的 Re 〜 关系值与莫迪图对比，进一步提高实验成果分析能力二、实验装置沿程阻力损失实验装置如下图所示自循环沿程阻力损失实验装置图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．电测仪 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．稳压筒1．实验装置配备• 自动水泵与稳压器 自循环高压恒定全自动供水器由离心泵、自动压力开关、气—水压力罐式稳压器等 组成压力超高时自动停机，过低时自动开机为避免因水泵直接向实验管道供水而造 成压力波动等影响，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• 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，从而造成压力 的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• 电测仪压差电子量测仪原理图1．连通管 2．压力传感器 3．排气旋钮 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（如下图所示图）压差读 数（以厘米水柱为单位）通过电测仪显示• 稳压筒为简化排气，并防止实验中再进气，在传感器前连接由两只充水（不满顶）之密封立筒2．压差测量方法 管道沿程阻力分别由压差计和电测仪量测，低压差用水压差计量测；而高压差用电 子量测仪（电测仪）量测三、实验原理管道沿程阻力由达西公式2gdhA =—v2v2对于水平等直径圆管可得h — （p - p）Yf 1 2h 由压差计和电测仪量测，低压差用水压差计量测；高压差用电子量测仪（ 电测仪）f量测四、实验方法与步骤1．实验准备 •检查实验装置，连接好实验设备•开启所有阀门，包括进水阀、旁通阀、流量调节阀 •打开水泵防尘罩，接通电源测压架端软管排气：连续开关旁通阀数次，待水从测压架中经过即可排气完毕， 打开旁通阀若测压管内水柱过高，可打开测压架顶部放气阀，（所有阀门都打开，）水 柱自动降落，至正常水位拧紧放气阀即可传感器端软管排气：关闭流量调节阀，打开传感器端排气阀，传感器内连续出水， 关闭排气阀，排气完成。

•关闭流量调节阀，观察测压架内两水柱是否齐平，如果不平，找出原因并排除； 如果齐平，实验准备完成，开始实验2．层流实验•全开进水阀、旁通阀、微开流量调节阀，当实验管道两点压差小于2cm（夏天）〜3cm （冬天）时，管道内呈层流状态，待压力稳定，用体积法测定流量，同时测量水温、测 压管内压差•改变流量3〜4次，重复上述步骤其中第一次实验压差AH =0.5〜0.8cm,逐次 增加 AH =0.3 〜0.5cm3．紊流实验•关闭流量调节阀，将电测仪读数（即管道两测点压差）调零•夹紧测压架两端夹子，防止水流经测压架•全开流量调节阀、进水阀，适当关小旁通阀开度，增大实验管道内流量，待流量 稳定之后，用重量法测定流量，同时测量水温、记录电测仪读数（即两测点压差）•改变流量5〜6次，重复上述步骤其中第一次实验压差AH =50〜100cm，逐次 增加AH =10 0〜150cm，直至流量最大4．实验完成，打开所有阀门，关闭电源五、实验成果及要求1．有关常数实验台号No. 圆管直径d二 cm 测量段长度l二85cm常数 K 二兀 2 gd 5 & = cm5 s22．实验记录及计算表次 序体 积 V cm3时 间 t s流量Qcm3/s流速vcm/s水 温 tC粘度Vcm2/s雷 诺 数Re压差cm沿程 阻力 hfcm沿程 阻力 系数九Rev232064 九=—Rehih212345根据实验数据成果分别绘制ig h〜ig v曲线，并确定指数关系值的大小。

在厘米纸 上以lg v为横坐标，以lghf为纵坐标，点绘所测的lghf〜lgv关系曲线，根据具体情况lg h — lg h连成一段或几段直线，求厘米纸上直线的斜率m = f2 亠lgv2 —lgv1将从图上求得的m值与已知各流区的m值（即层流m二1，光滑管流区m二1.75， 紊流过渡区1.75vm <2.0，粗糙管紊流区m二2.0）进行比较，确定流区六、实验分析与讨论 1．本实验中，沿程阻力损失就是压差计的压差，如果管道有一定的倾角，压差计的 压差是否还是沿程阻力损失？为什么？2．根据实测 m 值判断本实验的流区3．管道的当量粗糙度如何测得？。