管道流動阻力的測定

1、 陳玲玉 1004500402 工藝104班 管道流動阻力的測定11 實驗目的1、學習直管阻力損失（hf）的測定方法，計算出摩擦系數(shù)（）和雷諾準數(shù)（Re），在雙對數(shù)坐標紙上作-Re關系曲線；2、學習測量閘閥和90°彎頭的局部阻力損失（hf）的方法，計算局部阻力系數(shù)（）。12 實驗原理流體在管道中流動時，由于粘性力與渦流的存在，必然會引起能量的損失，這些損失可分為兩類，即直管（沿程）阻力損失（hf）和管件的局部阻力損失（hf）。1、直管阻力損失流體在圓形管流動時的阻力損失可用范寧公式計算： （1）式中： 摩擦系數(shù)l直管長md管內(nèi)徑mu管內(nèi)流速m/s，由下式計算： （2）V流量m3/h，

2、由孔板流量計測定直管阻力損失由圖2-2-1-1（a）裝置測定，原理如下：在截面AA及BB之間列出柏努利方程： 因是同內(nèi)徑的水平管段，故，上式移項整理得： （3）在圖2-2-1-1（a）所示的U形壓差計內(nèi)00截面列能量方程： 圖2-2-1-1 直管阻力測定整理上式得： （4）將上式（4）代入式（3）得： （5）式中：g=9.8N/kg重力加速度R壓差讀數(shù)CCl4，ms=1590kg/m3CCl4的密度水的密度kg/m3，由水溫查表得若用圖2-2-1-1 (b)的壓差計測壓降（本實驗室采用），則由式（3）得： (6) 或 (7)式中：R壓差計讀數(shù)mH2O將式（5）或式（4）之值入（1）中，移項整理

3、得摩擦系數(shù)計算值。 (8)雷諾數(shù)Re按下式計算： (9)式中：水的粘度Pa·s，由水溫查表得其余符號同上。2、局部阻力損失克服局部阻力引起能量損失常用下式表示： （10）式中：u流體在管中的流速m/s局部阻力系數(shù)如圖2-2-1-2(a)所示，根據(jù)柏努利方程推導出流體流過90°彎頭局部阻力的計算式為： 如圖2-2-1-2(b)所示，流體流過閘閥時的局部阻力的計算式經(jīng)推導也與上式相同。 式中：g=9.8N/kg重力加速度R型壓差計讀數(shù)mH20 圖2-2-1-2(a) 局部阻力（90°彎頭）測定圖2-2-1-2(b) 局部阻力（閘閥）測定所以阻力系數(shù)由上式（10）可求：

4、 （11）13 實驗裝置(設備名稱： LTSC-40 No.3 )本實驗有十二套設備可供測定用，其中六套測閘閥的局部阻力，另六套測彎頭的局部阻力，它們的典型流程如圖2-2-1-3所示。以測定閘閥的局部阻力為例，水泵2把水從水箱1吸上后經(jīng)總管路送至各需用的的分管路。直管阻力分路被測段為AB，管徑為40mm，管長為L1=2M，設分控制閥4。局部阻力被測管件為閘閥7，管徑為40mm，設分控制閥6。實驗時每路的流量均由孔板流量計8測定，最后水流回水箱1。經(jīng)閥9的支路為排管路系統(tǒng)內(nèi)空氣用。1、水箱 2、水泵 3、灌水排氣閥 4、直管阻力控制閥 5、直管實驗段6、局部阻力控制閥 7、閘閥 8、孔板流量計

5、9、排空氣閥圖2-2-1-3 管道阻力實驗裝置14 實驗步驟1、檢查轉動聯(lián)軸器是否靈活，關閉水箱處底閥，打開控制閥4或6，打開灌水閥3灌水入泵排除空氣，灌水閥3出口處有水連續(xù)溢流后，關閉灌水閥3。關控制閥4和6，接通電源啟動泵，若見泵運轉不正常即斷電檢查。泵啟動運轉后，將水箱處底閥全開。2、排除系統(tǒng)中空氣，把分路控制閥4、6，把全部測壓旋塞打開，有水連續(xù)排出水箱后，關控制閥4、6。觀察各壓差計的讀數(shù)是否穩(wěn)定，若全部不穩(wěn)定，應繼續(xù)排氣，方法可把水流量開大一些。若個別壓差不穩(wěn)定，則采取個別排氣措施，但必須在小流量下進行，否則會沖跑指示液。若壓差計全部穩(wěn)定，說明空氣已排完，關閉系統(tǒng)全部閥門、旋塞。作

6、好測數(shù)據(jù)準備。3、測取數(shù)據(jù)：崗位分工好后先測直管阻力。打開旋塞A、B，打開閥4，把閥4慢慢由小調至大觀察AB的壓差及流量計壓差變化，確定AB段壓差的最大量程，然后在最大量程范圍內(nèi)，測量由大至小最少測取8個數(shù)據(jù)，同時記錄孔板流量計壓差讀數(shù)，查取流量，讀數(shù)畢，關閉閥4和旋塞A、B。4、測定局部阻力：檢查閥4是否關閉，打開閥6，把閥6慢慢由小調至大觀察流體流過全開截止閥時壓差計及流量計壓差變化，確定截止閥壓差計的最大量程，然后在最大量程范圍內(nèi)，測量由大至小測取4個數(shù)據(jù)，同時記錄孔板流量計壓差讀數(shù)，查取流量，實驗完成后關閉閥6，停水泵，測取水溫。注：如沒有流量與孔板流量計壓差讀數(shù)關聯(lián)式，則請按流量計校

7、核方法測取。 1.5 原始數(shù)據(jù)實驗記錄數(shù)據(jù)型號LTSC-40No.3t水=28.2直管d=40mml=2m流量P序號左/mm右/mmR/mmG/Lt/s左/mm右/mmR´/mm1975475225.70 197-200293047521.655.85175-185389048024.36.95 150-155485548022.26.65 135-140580549023.87.80 115-1206740490238.50 85-90768548023.79.65 65-70858547523.6513.15 38-40局部流量P序號左/mm右/mmR/mm左/mm右/mmR&#

8、180;/mm1960260175-1802890285160-1553825300130-1314750320105-108 1.6 數(shù)據(jù)處理及圖型號LTSC-40No.3t水=28.2=996.17576（kg.m-3)801.2*10-6pa.s由逐差法從28,29對應的密度求得直管d=40mml=2m流量序號左/mm右/mmR/mmG/Lt/sqv/(m3.s-1)u/(m.s-1)hf/mRe1975475500225.70 0.00386 3.07 0.50.0208 152831.6293047545521.655.850.00370 2.95 0.4550.0205 14654

9、3.8389048041024.36.95 0.00350 2.78 0.410.0207 138448.1485548037522.26.65 0.00334 2.66 0.3750.0208 132189.4580549031523.87.80 0.00305 2.43 0.3150.0209 120822.56740490250238.50 0.00271 2.15 0.250.0211 107145.6768548020523.79.65 0.00246 1.96 0.2050.0210 97249.28858547511023.6513.15 0.00180 1.43 0.110.0210 71