江蘇大學
實驗報告
系別食品班級 0902 姓名袁佳俊學號 3090901054
實驗名稱：管路沿程阻力測定
一、實驗目的
1、掌握流體流經管道時嚴懲阻力損失的測定方法。
2、測定流體流過直管時的摩擦阻力，確定摩擦係數λ與雷諾數re的關係。
3、測定流體流過管件時的區域性阻力，並求出阻力係數ξ。
4、學會壓差計和流量計的使用方法。
二、實驗原理
流體在管內流動時，機械能的消耗包括流體流經直管的沿程阻力和因流體運動方向改變所引起的區域性阻力。
1．沿程阻力
流體在水平均勻管道中穩定流動時，阻力損失表現為壓力降低。即：
hfre = ；
式中：管徑 m ；管長 m；
流速 m / s；流體的密度 kg / m3；
流體的粘度 n·s / m2；直管阻力引起的壓強降 pa。
雷諾數re定義是：
層流時：λ=64/ re ; 湍流時：λ與re和ξ/d有關。須由實驗確定。
2．區域性阻力係數ξ的測定：
式中：ξ-區域性阻力係數，無因次；
區域性阻力引起的壓強降，pa；
區域性阻力引起的能量損失，j／kg。
三、實驗裝置流程
1．本實驗裝置及裝置主要引數：
被測元件：鍍鋅水管，管長2.0m，管徑（公稱直徑）0.021m；閘閥d=。
測量儀表：u壓差計（水銀指示液）；lw-15型渦輪流量計（精度0.5級，量程0.
4~4.0m3 / h，儀器編號ⅰ的儀表常數為599.41（次/公升），儀器編號為ⅱ的儀表常數為655.
30（次/公升），mmd智慧型流量儀）。迴圈水幫浦、迴圈水箱、dz15-40型自動開關、數顯溫度表。
2. 流程：
1..水箱 2.控制閥 3. 放空閥 4. u形壓差計 5.平衡閥 6.放空閥7.排液閥
8.數顯溫度表 9.幫浦 10.渦輪流量計 11.取壓計 12 u形壓差計 13. 閘閥 14.取壓孔
四、實驗步驟及注意事
1.水箱充水至80%。
2.儀表調整（渦輪流量計、mmd智慧型流量儀按說明書調節）。
3.開啟壓差計上的平衡閥，關閉各放氣閥。
4.啟動迴圈水幫浦（首先檢查幫浦軸是否轉動，全開閥13，關閉閥2，後啟動）。
5.排氣：管路排氣；測壓管排氣；關閉平衡閥，緩慢旋動壓差計上放氣閥排除壓差計中的氣泡（注意：先排進壓管後排出壓管，以防壓差計中水銀沖走），排氣完畢。
6.讀取壓差計零位讀書。
7.開啟調節閥至最大，確定流量範圍，確定實驗點（8~10個），測定直管部分阻力和區域性阻力（閘閥全開時）。
8.測定讀數：改變管道中的流量讀出一系列流量vs、壓差△p1 （或△p2）。
9.實驗裝置恢復原狀，開啟壓差計上的平衡閥，並清理實驗場地。
五、實驗資料
實驗裝置號被測管長：2.0m ，被測管徑： 0.021m
被測管件：鍍鋅水管，儀表常數：605.30 次/公升，水溫：26.40°c 。
六、資料處理
計算過程（以序號一為例）：
u==4*1.080/(3.14*0.
021*0.021)=3.121m/s，re==0.
021*3.121*966.78/0.
000875=75818，
δp1 = r1 （ρ指-ρ水）g=0.336*(13600-966.78)*9.81=41542.0
δp2= r2 (ρ指-ρ水）g=0.102*(13600-966.78)*9.81=12611.0
λ=2dδp/（ρl u u）=2*0.021*41542/（996.78*2*3.121*3.121）=0.0896
ξ=2δp/（ρu u）=2*12611/（966.78*3.121*3.121）=2.597
七、結果分析與討論
1.用雙對數座標紙關聯一定ε/d下，λ和re的關係，並用實驗結果估算一工程問題的阻力損失。
答：一定ε/d下，λ和re的關係見上圖。以λ=0.0950為例，
=hf+hp+ξ·u2 /2=0.0950*2*1.899*1.
899/（0.021*2）+2.750*1.
899*1.899/2=21.27j/kg。
2.根據所得到的λ和re的關係，驗證伯拉休斯公式。
答：柏拉修斯公式：。當re=18037時，λ=0.0273；
即在此條件下柏拉修斯公式不成立。
3.為什麼測定資料前首先要趕盡裝置和測壓管中的空氣？怎樣趕走？
答：如果裝置或測壓管中留有空氣，則會引起u形管讀書產生誤差。
4.在進行測試系統的排氣工作時，是否要關閉系統的出口閥？為什麼？
答：要關閉出口閥，這樣才能通過u形壓差計的液面是否變化判斷系統的排氣是否完全。
5.u形壓差計上裝設平衡閥有何作用？什麼時候開著？什麼時候關閉？
答：平衡u形壓差計中兩邊的氣壓；
當實驗結束時開啟，當排除壓差計中的氣泡時以及實驗過程中關閉。
6.為什麼本實驗資料需在雙對數座標紙上進行標繪？
答：因為變數λ和re的最大值最小值相差很大，採用雙對數座標可以使圖形不失真，更好反映λ和re兩者之間的的關係。
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