食品1002魏揚3100901045
一、 實驗目的
1. 掌握流體流經管道時沿程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re的關係。
3. 測定管件流過管件時的區域性阻力，並求出阻力係數ζ。
4. 學會壓差計和流量計的使用。
二、 實驗原理
流體在管路中流動時。由於粘性剪應力和渦流的存在，不可避免地會引起壓強損耗。這種損耗包括流體流經直觀的沿程阻力以及流體流動方向的改變或因管子大小、形狀的改變所引起的區域性阻力。
1. 流程阻力
由截面1到截面2，阻力損失表現為壓強降低：hf=
影響阻力損失的因素有：
1) 流體性質：密度ρ，粘度μ；
2) 管路的幾何尺寸：管徑d，管長l，管壁粗糙度ε；
3) 流動條件：流速u。
δp=f(d，l，μ，ρ，u，ε)
re，）×；
引入：λ=ψ（re，）
上式變為：hf==λ××
2. 區域性阻力
1) 當量長度法：∑hf=λ××
2) 阻力係數法：hp=ε×
u可以由渦輪流量計及mmd智慧型流量儀算出：u=（m/s）
三、 實驗裝置與流程
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dv=3/4」。
1) 測量儀表：u形壓差計（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605.30（次/公升），mmd智慧型流量儀）。
2) 迴圈水幫浦。
3) 迴圈水箱。
4) dz15-40型自動開關。
5) 數顯溫度表。
實驗操作步驟及注意事項
2. 水箱充水至80%。
3. 儀表調整（渦輪流量計、mmd智慧型流量儀按說明書調節）。
4. 開啟壓差計上平衡閥，關閉各放氣閥。
5. 啟動迴圈水幫浦（首先檢查幫浦軸是否轉動，全開13，全關閥2，後啟動）。
6. 排氣：
1) 管路排氣；
2) 測壓管排氣；
3) 關閉平衡閥，緩緩旋動壓差計上放氣閥排除壓差計中的氣泡（注意：先排進壓管後排除壓管，以防壓差計中水銀沖走），排氣完畢。
7. 讀取壓差計零位讀數。
8. 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）。
9. 測定讀數：改變管道中的流量讀出一系列流量vs、壓差δp1（或δp2）。注意：每改變一次流量後，必須等流動穩定後，才能保證測定資料的準確。
10. 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、 資料處理
以序號1為例：
u===3.3138m/s
re===57819.02
δp1=r1(ρ指-ρ水)g==42479.4pa
δp2=r2(ρ指-ρ水)g=(13600-999.33) ×9.0×9.8/100=11113.8pa
λ===0.0813
ξ===2.03
六、 實驗結果與討論
1. 用雙對數座標紙關聯一定ε/d下，λ和re的關係，並用你的實驗結果估算—工程問題的阻力損失。
一定ε/d下，λ和re的關係見上圖。以λ=0.081757為例,
∑hf=hf+hp=λ××ε×=0.081757××+2.076×=32.8j/kg
2. 根據所得到的λ和re的關係，驗證柏拉修斯公式。
答：柏拉修斯公式：。當re=45045.05644,λ=0.00217。
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. 為什麼本實驗資料必須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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