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沿程阻力實驗

點擊次數(shù):4157更新時間:2015-07-15

一、實驗?zāi)康?/strong>

1、加深了解圓管層流和紊流的沿程損失隨平均流速變化的規(guī)律。

2、掌握管道沿程阻力系數(shù)的量測技術(shù)。

3、將測得的-關(guān)系值與*圖對比,分析其合理性,進(jìn)一步提高實驗結(jié)果分析能力。

二、實驗設(shè)備


1、自動水泵與穩(wěn)壓器

西循環(huán)高壓恒定全自動供水器1由離心泵、自動壓力開關(guān)、氣-水壓力罐式穩(wěn)壓器等組成。壓力超高時能自動停機,過低時能自動開機。為避免因水泵直接向?qū)嶒灩艿拦┧斐傻膲毫Σ▌拥扔绊?,離心泵的輸水是先進(jìn)入穩(wěn)壓器的壓力罐,經(jīng)穩(wěn)壓后再送向?qū)嶒灩艿馈?/p>

2、旁通管與旁通閥

由于本實驗裝置所采用水泵的特性,在供小流量有可能時開時停,從而造成供水壓力的較大波動。為了避免這種情況出現(xiàn),供水器設(shè)有與蓄水箱直通的旁路管,通過分流可使水泵持續(xù)穩(wěn)定運行。旁通管中設(shè)有調(diào)節(jié)分流量至蓄水箱的閥門,即旁通閥,實驗流量隨旁通閥開度減小(分流量減?。┒龃?。實際上旁通閥又是本裝置用以調(diào)節(jié)流量的重要閥門之一。

3、水封面

為了簡化排氣,并防止實驗中進(jìn)氣,在測點與壓力傳感器之間裝有水封器,并由連通管連接。水封器由2只充水(不滿頂)的密封立筒構(gòu)成。

4、電測儀

由壓力傳感器和主機兩部分組成。以由連通管將其接入測點,圖2。壓差讀數(shù)(以厘米水柱為單位)通過主機顯示。



三、實驗步驟

1、檢查蓄水箱,水位是否夠高,否則予以補水。

2、全開閥12,打開供水閥11,接通電源,水泵自動開啟供水。

3、關(guān)閉旁通閥12,全開供水閥11和出水閥10,對實驗管道充水排氣。

4、關(guān)閉閥10/開啟閥12/松開(水壓差計連通管)止水夾/開啟閥11(待測管升至一定高度,再按下列步序適當(dāng)降低,以保證有足夠的量程)/旋開倒U型管旋鈕F1/全開閥11/待倒U型管齊水位降至測尺標(biāo)值10CM左右擰緊F1,這樣,水差壓計調(diào)好待用。

5、關(guān)閉閥10/開啟閥11/打開排氣旋鈕F4、F5/待旋孔溢水再擰緊,表示壓力傳感器及其連通管充水排氣調(diào)好。

6、關(guān)閉閥10/全開閥11/檢查水壓差計兩測管中水位平否?若水位相平,則整個量測系統(tǒng)調(diào)通,否則按上述步驟重新排氣。

7、實驗量測

(1)調(diào)節(jié)流量實驗可按流量由小到大依次進(jìn)行:微開閥10(閥12已全開),使流量逐次增大,其增量,在流量較小時,用水壓差計水柱差Δh控制,每次增量可取Δh=4~6mm(初次小些)。大流量通過漸關(guān)旁通閥,調(diào)大壓差量測改用電測,相應(yīng)取Δh=o.4m和2.0m。

注意:

◎當(dāng)換用電測時,務(wù)必夾緊水壓差計連通管。

◎流量每調(diào)一次,均需穩(wěn)定2~3分鐘,流量愈小,穩(wěn)定時間愈長。

◎每次測流時段不少于8~10秒(流量大可短些)

◎要求變更流量不少于10次。

(2)依次測定總壓計測管及電測儀讀數(shù)、相應(yīng)流量和水溫。

(3)關(guān)閉閥10,檢查Δh=0與否,否則表明水壓差計已進(jìn)氣,需重做實驗。zui后關(guān)閉閥11,切斷電源。

四、基本原理及計算公式

由達(dá)西公式

另由能量方程對水平等直徑圓管可得

式中: d ——圓管直徑

L ——量測段長度

——量測段沿程水頭損失

Q ——體積流量cm3/s由求得。

五、試驗結(jié)果及要求

1、有關(guān)常數(shù)

圓管直徑 d=0.685cm。量測段長度L=85。水溫t=℃

2、整理記錄,計算表見表1

3、繪圖分析繪制曲線,并確定指數(shù)關(guān)系值M的大小。在厘米紙上(12×12cm)以為橫坐標(biāo),以為縱坐標(biāo),點繪所測的曲線,根據(jù)具體情況連成一段或幾段直線。求厘米紙直線的斜率。

將從圖上求得的M值與已知各流區(qū)的m值(即層流m=1,光滑管流區(qū)m=1.75,粗糙管紊流m=2.0 ,紊流過渡區(qū)1.75<m<2.0)進(jìn)行比較,確定流區(qū)。


六、實驗分析與討論

1、為什么壓差計的水柱差就是沿程水頭損失?如實驗管道安裝成傾斜,是否影響實驗結(jié)果?

2、本次實驗結(jié)果與*圖吻合與否?試分析其原因。

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