2023年中国石油大学华东沿程阻力实验报告.doc

中国石油大学（华东） 工程流体力学 实验报告实验日期： 成绩： 班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者： 实验七、沿程阻力实验一、实验目的 填空 1掌握测定镀锌铁管管道 沿程阻力系数 的方法；2在双对数坐标纸上绘制 -Re 的关系曲线；3进一步理解 沿程阻力系数随雷诺数 的变化规律。二、实验装置在图1-7-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称 本实验采用管流实验装置中的第1根管路，即实验装置中最细的管路。在测量较大压差时，采用两用式压差计中的汞-水压差计；压差较小时换用水-气压差计。另外，还需要的测量工具有量水箱、量筒、秒表、温度计、水的粘温表。F1文丘利流量； F2 孔板流量计 ；F3 电磁流量计 ；C量水箱 ； V 阀门 ； K 局部阻力实验管路 图1-7-1 管流综合实验装置流程图三、实验原理 在横线正确写出以下公式本实验所用的管路是水平放置且等直径，因此利用能量方程式可推得管路两点间的沿程水头损失计算公式： （1-7-1）式中： 沿程阻力系数；L实验管段两端面之间的距离，m；D实验管内径，m；g重力加速度（g=9.8 m/s2）；v管内平均流速，m/s；hf沿程水头损失，由压差计测定。由式（1-7-1）可以得到沿程阻力系数的表达式： （1-7-2）沿程阻力系数在层流时只与雷诺数有关，而在紊流时则与雷诺数、管壁粗糙度有关。当实验管路粗糙度保持不变时，可得出该管的-的关系曲线。四、实验要求 填空 1有关常数 实验装置编号：No. 10 管路直径：D = 1.58 cm； 水的温度：T = 23.0 ；水的密度：= 0.99756 g/cm3； 动力粘度系数：= 0.9358 mPas；运动粘度系数：= 9.381 cm2/s； 两测点之间的距离：L= 500 cm2实验数据处理见表1-7-2 表1-7-2 沿程阻力实验数据处理表次数Q/ml/sv/cm/s/cm/cmhf/cm1378.56193.1887.41101.240.182832536.45 2261.03133.2040.3507.780.177322434.28 3181.0892.4020.0252.000.182815562.52 4125.2363.9110.0126.000.191110764.08 589.5945.725.263.163.100.18707700.42 672.3436.9141.141.100.18686216.59 749.8825.4520.520.500.19604286.43 836.6618.7110.710.700.18943151.24 928.7114.656.56.500.18752467.43 1023.4611.974.14.100.17722016.05 1119.289.842.62.600.16641657.31 1216.788.561.91.900.16061441.72 1314.217.251.31.300.15321221.09 1414.267.281.11.100.12861226.14 1512.276.260.80.800.12641054.34 1610.845.530.60.600.1213931.39 179.184.680.40.400.1130788.23 186.903.520.30.300.1499592.86 19203、以其中一组数据写出计算实例（包含公式、数据及结果）。（1）汞柱差： =沿程水头损失：hf=（2）运动粘度系数：=（3）流量：=（4）管内平均流速：v =（5）雷诺数：=（6）沿程阻力系数：=4在双对数坐标纸上绘制-的关系曲线。五、实验步骤 正确排序（ 5）逐次关小V11，记录18组不同的压差及流量；（ 2）打开阀门V10排气，排气完毕将阀门关闭；（ 7）实验完毕后，依次关闭V11、实验管路左右两测点的球形阀，并打开两用式压差计上部的球形阀。（ 1）阀门V1完全打开。一般情况下V1是开着的，检查是否开到最大即可；（ 4）用打气筒将水-气压差计的液面打到中部，关闭压差计上、下方的三个球形阀，将V11完全打开。待水流稳定后，记录压差计读数，同时用体积法测流量（压差57 cm汞柱时，打开压差计下方的两个球形阀，由汞-水压差计换用水-气压差计来读压差）；（ 6）用量筒从实验管路中接足量的水，放入温度计5分钟后读出水的温度，查粘温表；（ 3）打开实验管路左、右测点及压差计上方的球形阀，检查压差计左右液面是否水平。若不在，须排气（为防止汞发生外泄，排气时应在老师的指导下进行）；六、注意事项 1本实验要求从大流量（注意一定要把阀门V11完全打开）开始做，逐渐调小流量，且在实验的过程中阀门V11不能 逆转 ；2实验点分配要求尽量合理，在记录压差和 流量 时，数据要一一对应；3使用 量筒 、 温度计 等仪器设备时，一定要注意安全；4做完实验后，将量筒、温度计放回原处，将秒表交回。七、问题分析 1如将实验管安装成倾斜的，比压计中的读数差是不是沿程水头损失？答：如果实验管路倾斜，比压计中的读数仍然是沿程水头损失。如果管路水平，伯努利方程，如果管路倾斜，根据伯努利方程，从上式可以看出，比压计的读数为测压管水头差，其数值依然等于沿程水头损失。2随着管路使用年限的增加，-关系曲线会有什么样的变化？答：随着使用年限的增加，实验管路的粗糙度变大，会随之变大，从而-Re关系曲线向上移动。3当流量、实验管段长度相同时，为什么管径愈小，两断面的测压管液面差愈大？其间的变化规律如何？答：管径越小，流速越大，而与管径成反比，而与速度的平方成反比，因而管径越小，hf越大，两段面的测压管液面差越大。变化规律，层流时，hf与v成正比；水利光滑，hf与v的1.75次方成正比；水利粗糙，hf与速度的平方成正比八、心得体会通过本次实验，我学会了测量沿程阻力系数的方法，学会了绘制曲线。在实验过程中，一定要小组分工合作，本实验对数据读取的精度要求比较高，因而要耐心读取数据，不能急躁。同时，感谢老师的耐心讲解。