管路沿程水头损失实验

1、掌握管道沿程阻力系数的测量技术及电测仪测量压差的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。 、掌握沿程阻力系数 , 与雷诺数Re等的影响关系。 2L,h, 由达西公式 ,fd2g 22gdh12gdhπh,,2fff,,,d/Q,K （1） ,,22LL4,Q,, 25 K,πgd/8L , 式中：h 为管流沿程水头损失；d为实验管段内径；L为管段长度；为断面平f 均流速；g为重力加速度；Q为过流流量；,为沿程阻力系数。 另由能量方程应用于水平等直径圆管可得 h,（P,P）/,,h,h （2） f1212 式中：P、P为实验管段起点、终点处压强；h、h为研究管段起点、终点处测1212 压管水头高度。压差可用压差计或电测。由上述（1）、（2）两式可求得管流在不同流 量状态下的水头损失系数 , 值。 4Qvd,v雷诺数： 其中 R,2e,d, 式中：Re 为雷诺数； 为断面平均流速；d 为实验管道内径；υ 为流体运动v 粘度； Q为过流流量。 1—蓄水箱； 2—水泵； 3—上水管； 4—实验管道； 5—回水管； 6—回水通道； 7—差压计； 8—量水箱； 9—秒表； 10—活动接头； 11—水位计； 12—底阀； 13—分流管； 14—分流及流量调节阀； 15—实验管道阀门。 - 1 - 实验装置为自循环水流系统，水泵2将蓄水箱1中的水抽出，沿上水管3流入实 验管段4，经回水管5通过回水通道6又流回蓄水箱1。差压计7用作测量沿程水头损失，量水箱8和秒表9用作测量流量。 1、记录有关实验常数。测定并记录水的温度。 2、将所选实验管路的阀15开到最大，同时关闭其它实验管路的阀门，然后接通 电源，启动水泵。 3、流量调节通过阀14（注意实验过程中不再旋动其它阀门），顺时针旋动阀14流量增大，逆时针旋阀流量减小。当流量调至一定时，开始测定流量Q及沿程水头损失h。 f V Q的测定为体积法（），它的测量由量水箱8及秒表9实现，先通过量水Q,t 箱的水位计记录量水箱内的起始水位，然后将活动接头10拨至量水箱，同时用秒表 记录下接水的时间，读取接水的终了水位，就可计算流量Q。 hh 同时读取差压计7的读数、，以计算沿程水头损失。 h21f 4、改变流量重复步骤3，需测定10组以上数据。 5、测定结束再测记水的温度，两次水温的平均值用作计算运动粘度。 6、关闭仪器及电源。 、记录有关常数 管径d= tt1.0 cm 测量段长度L= 160 cm 水温= 22.9 :C = 23.4 :C 21 t，t0.01775-3212 运动粘度t,= 9.34910 cm/s , 式中= 23.15 :C ,,221，0.0337t，0.000221t 2552 常数K=πgd /8L= 7.54876 cm/s 、记录测量值 水箱水位高度水银柱高度 测 时间 水位高度差水银柱高度次 / s h/ ? h/ ? h/ ? h/ ? 1 2 3 4 / Δh/cm 差/ Δh'/cm 1 7.3 13.5 6.2 4.9 16.9 63.9 47 2 13.5 21.0 7.5 6.3 19 61.7 42.7 3 3.7 8.5 4.8 4.3 21.4 59.1 37.7 4 8.5 13.6 5.1 4.8 23.3 57.2 33.9 5 13.6 18.3 4.7 4.8 24.9 55.5 30.6 6 18.3 22.9 4.6 4.7 26.1 54.1 28 7 22.9 27.1 4.2 5 30.1 50.2 20.1 8 7.8 12.6 4.8 5.8 29.4 50.9 21.5 9 12.6 16.1 3.5 4.6 31 49.4 18.4 10 16.1 21.2 5.1 7.1 31.7 48.4 16.7 - 2 - 计算流速v、沿程阻力系数λ、雷诺数Re及lg(100λ)和lgRe，并填入下表中。 水位高接水测 v 流 量 流速雷诺数 沿程损失 沿程损失 时间 度差/ 体积 lgRe (100λ) lg3次 ,系数 / s / cm/s / cm/s / Re h/ cm f 3Δh/cm / cm 1 6.2 1674 4.9 341.63 435.20 46550.52 639.20 0.0413 0.6164 4.6679 2 7.5 2025 6.3 321.43 409.46 43797.53 580.72 0.0424 0.6277 4.6414 3 4.8 1296 4.3 301.40 383.94 41067.83 512.72 0.0426 0.6295 4.6135 4 5.1 1377 4.8 286.88 365.45 39089.30 461.04 0.0423 0.6262 4.5921 5 4.7 1269 4.8 264.38 336.78 36023.47 416.16 0.0449 0.6527 4.5566 6 4.6 1242 4.7 264.26 336.63 36007.16 380.80 0.0412 0.6145 4.5564 7 4.2 1134 5.0 226.80 288.92 30903.54 273.36 0.0401 0.6033 4.4900 8 4.8 1296 5.8 223.45 284.65 30446.84 292.40 0.0442 0.6455 4.4835 9 3.5 945 4.6 205.43 261.70 27992.34 250.24 0.0448 0.6509 4.4470 10 5.1 1377 7.1 193.94 247.06 26426.57 227.12 0.0456 0.6588 4.4220 1、Re lg(100,) lg(Re) 从上图可见，,与Re成线性关系。再从,～Re所在区域Re的值来考虑，可知曲 线,～Re处于光滑管区。 2、 2Lvh,,f答：由沿程水头损失式 可知，在同一管道中以不同液体进行实验，d2g 当两液体流速相同时的水头损失只与沿程损失系数,有关。而影响,的因素有两种，即 - 3 - ,,雷诺数Re和管道相对粗糙度，两流体的雷诺数Re是不同的，相对粗糙度是相同dd的。 当流体处于层流区、层紊过渡区、或水力光滑区时，沿程损失系数,只与雷诺数Re有关，所以水头损失h不同。 f ,当流体处于过渡粗糙区时，沿程损失系数,与雷诺数Re及相对粗糙度都有关，d所以水头损失h不同。 f ,当流体处于水力粗糙区时，沿程损失系数,只与相对粗糙度有关，所以水头损d失h相同。 f ? 答：由沿程水头损失式 可知，同一流体经两个管径相同、管 长相同的管路，当流速相同时的水头损失只与沿程损失系数,有关。此时两流体的雷 ,诺数Re是相同的，而相对粗糙度是不同的。 d 当流体处于层流区、层紊过渡区、或水力光滑区时，沿程损失系数,只与雷诺数Re有关，所以水头损失h相同。 f ,当流体处于过渡粗糙区时，沿程损失系数,与雷诺数Re及相对粗糙度都有关，d所以水头损失h不同。 f ,当流体处于水力粗糙区时，沿程损失系数,只与相对粗糙度有关，所以水头损d失h不同。 f 2Lv,,hf答：由于沿程水头损失式 中，影响沿程损失系数,的因素： d2g ,雷诺数Re相同，管道相对粗糙度相同，所以沿程损失系数,值相同。又由雷诺数式 d 可知在Re、d相同，,不同时，两流体的流速v不相同。而且两根流体管径d、长度L相同，所以无论两流体在哪个区，它们的水头损失都不同。 - 4 -