流体流动阻力测定.ppt

;一、实验目的1、了解实验设备、流程、仪器仪表；2、掌握流体（水）流经直管、管件或阀门等引起压降（阻力损失）及阻力系数（直管摩擦系数λξ）的变化规律。并将λ(ξ)与Re的关系标绘在双对数坐标上。3、结合本实验，初步掌握实验误差来源的分析方法，并估计实验误差大小。4、了解U形压差计的使用及计算方法。;二、实验原理;（1）压差损失ΔP0af 的确定;（2） 平均流速u的测量; 在某一流速下，根据以上测出的流速u和压差损失Δpf，可计算出对应流速下管??的直管阻力系数λ和雷诺数Re：;2、局部阻力系数的测定;（1）局部ΔP’f 的一般测定方法——双压差计法;（2）局部ΔP’f 的特殊测定方法——单压差计法; 在某一流速下，根据以上测出的流速u和压差损失ΔP’f，可计算出对应流速下管件的局部阻力系数ζ和雷诺数Re：;三、实验装置流程;;2、直管与突缩局部阻力测定;3、直管与弯头局部阻力测定;4、U型管压差计;5、计量槽;6、阀门与离心泵操作;四、实验操作;五、实验报告——要求;1、实验结果的表格表示;2、实验结果的坐标图示⑴ λ—Re 曲线 在双对数坐标纸上标出直管阻力系数λ与Re的关系曲线；⑵ ζ—Re曲线 在半对数坐标纸上标出局部阻力系数ζ与Re的关系曲线；⑶曲线画法 ①标坐标轴刻度：直角坐标刻度不能太疏也不能太密，应根据有效数字位（即仪表的精度）数确定。对于对数坐标，具体一个数量级内的刻度位置是已经定好了，只是标明数量级即可。  ②标实验点：用“+”、“×”、“⊙”标点，而不用“ · ” 标点，否则看不清。 ③画线：根据标好的点，从中间画一条光滑曲线。不能画折线。;3、实验结果的第3种表达形式——公式表达（不要求） 对实验结果往往需要回归出其函数具体关系，以便于进一步分析研究。目前我们实验所接触的大部分是一元线形回归，一般采用最小二乘法进行回归。 对回归结果（即实验结果）进行评价，一般采用统计分析中的复相关系数R （简称拟合精度）和 F 统计量（方差比，简称 F 检验）来评价。 拟合精度 R ：0≤|R|≤1，|R| 越接近 1 说明回归结果越好，实验精度越高。而|R|值低并不能说明该数据不存在函数关系，只是对这种函数不合适而已。究竟R值为多少时这种函数关系才有多大把握成立，可用 R 的显著性检验来衡量。 F检验值：F 值越大越好，但究竟 F 值达到多少为合适，可用 F 的显著性检验来衡量。;实验结果的分析讨论 应对本实验结果进行如下分析讨论：1、 直管阻力系数λ与流量Re关系： ⑴ 流量↑，直管阻力损失ΔPf 如何 ？ ⑵ 流量↑，λ如何？ ⑶ 解释层流区、湍流区、阻力平方区，本实验处于什么区？ ⑷ 有无绝对光滑管？解释“水力学光滑管”？2、局部阻力系数ζ与流量Re关系： ⑴ 流量↑，ζ如何？ ⑵ 讨论阀门关小（或开大）的ζ变化情况。3、误差分析： ⑴ 本实验是如何用误差分析方法具体指导流量测定的； ⑵ 对实验结果λ进行误差分析：;六、有关问题解释;一些操作问题 1、为何启动、关停离心泵时，应先关闭出口阀？ 须流量为 0 启动（不怕憋坏）[ 启动功率（电流）最小，避免烧坏电机 ] ； 须流量为 0 后再停泵 [ 防止倒流形成水锤而损坏叶轮 ]。 2、为何要进行排气，如何排气？ U形压差计的连接引压管中存有许多气泡，若不排净，势必会影响U型压差计的读数。因此，在测量前须排气。 排气是靠两测压点的压差，必须打开平衡阀，使水从引压管中流过，以带走其内气体。所以，排气时，必须打开平衡阀，尽量使管内流量较大而开大泵出口阀。在排气时，U形管内仍有一定的压差读数，其乃平衡阀两端的压差。 是否排气完毕，需要检验。关闭平衡阀，关闭出口阀，此时两测压点的阻力损失应该为0，若U形管内液面平，说明气已排尽，否则需重新排气操作。 3、各上、下游测压点必须保证有一定稳定段距离： 因为BNL方程要求各点处速度分布必须达到正常，即在各测量点不能出现旋涡紊流等现象，本实验需BNL方程解决问题，因此必须满足此条件。 稳定段距离：在湍流情况下，上游=40-50d、下游=4-5d； 在层流情况下，上游=100d、 下游=10d；  在工业上，因为很多测量仪表是根据流体力学原理设