重大流体力学实验5(沿程水头损失).doc

《流体力学》实验报告

开课实验室： 2011 年 5 月　16 日
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姓名

成绩

课程
名称
流体力学实验
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、掌握管道沿程水体损失的测量方法；
3、掌握管道沿程阻力系数的测量技术及压差计的测量方法；
4、分析沿程阻力系数与雷诺数的关系。
二、实验原理
两过流断面之间的总水头损失等于沿程损失，等于两断面的测压管水头差。，有压圆管流的沿程水头损失计算公式变为：
在层流运动中，沿程阻力系数为：
取当量粗糙度，紊流光滑区和紊流粗糙区的沿程阻力系数采用尼古拉兹的半经验公式计算。
1） 紊流光滑区：1/
2） 紊流粗糙区：1/
（）

三、使用仪器、材料
循环供水器、供水阀、旁通阀、无级调速器、实验管道、水封器、压力传感器、电测仪、差压计、流量调节阀、接水阀、回水管等
四、实验步骤
1、熟悉实验仪器、记录有关数据；
2、打开电测仪电源；
3、调试仪器
1）全开供水阀和旁通阀，启动水泵供水，然后打开流量调节阀，排净实验管管内气体后关闭流量调节阀；
2）松开压力传感器上的两旋钮，使之渗水；同时逐根检查并轻弹连通管以排除其中的气体和杂货，排净后拧紧。
4、校零 检查压差计压差是否为零，若不能达到要求，则应再测试直至压差为零，然后将电测仪读数调至零点。
5、层流区两测
1）微微开启流量调节阀，流体流速较小，流动处于层流状态。稳定3min后，采用时间体积法测流量，施测时间不少于2min以减少采集水体体积和重量时的误差；
2）读取压差计读数和测量水体的温度，计算雷诺数；
3）逐级微微调大流量，重复以上测量方法，测试3组流量。在雷诺数接近2000时，完成层流区量测。
6、层流——紊流过渡区量测
1)继续调大流量，使压差计压差大约2cm。计时30秒，同步测读压差计读书和测量水体温度。
2）继续调大流量，压差计读数大致每次递增1至2cm压差，测试2组流量。
7、紊流区测量
1）关闭压差计连通管上的止水夹，全开流量调节阀，15秒时间测算流量、测读电测仪读数、测量水体的温度。
2）逐步关小循环水泵上的旁通阀，使电测仪读数第一次递增150cm，第二次关闭，分别记录相应数据。

五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)
沿程水头损失与沿程阻力系数计算表
序号
体积V/
时间t/s
流量Q/(/s)
流速v/(cm/s)
水温T/
黏度/(c/s)
雷诺数Re
压差计读数
沿程水头损失/cm
沿程阻力系数
Re<2000 =64/Re

1
460
180
2.56
6.75
24.8
0.009
520
23.6
23.3
0.3
0.12

2
808
180
4.49
11.84
25.9
0.00898
916
23.7
23.1
0.6
0.70

3
1567
180
8.71
22.95
25.5
0.00886
1800
24.8
21.6
3.2
0.04

4
1896
90
21.1
55.62
26.3
0.00870
4400
26.8
19.5
7.3

5
2291
90
25.5
67.22
27.0
0.00857
5500
28.1
18.2
9.3

6
1718
12.23
140.8
371.14
27.4
0.00850
30000

103

7
1816
7.2
252.2
664.79
27.9
0.00840
55000
283

8
1534
4.8
319.6
842.46
28.5
0.00829
71000
407

六、实验结果及分析