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一、实验目的
1.掌握测定流体流动阻力的一般测定方法。
2.测定直管的摩擦阻力系数与雷诺数Re的关系,验证在一般湍流区内与Re的关系。
3.测定流体流经管件,阀门时的局部阻力系数。
4.学会涡轮流量计的使用方法。
5.识辨组成管路的各种管件,阀门,并了解其作用。
二、基本原理
流体通过由直管、管件(如三通和弯头等)和阀门等组成的管路系统时,由于粘性剪应力和涡流
应力的存在,要损失一定的机械能。流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。流体通过
管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。
1.直管阻力摩擦系数λ的测定
流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:
ppplu2
hf12(1)
fd2
即2dp
f
lu2
(2)
式中:λ—直管阻力摩擦系数,无因次;
d—直管内径,m;
p—流体流经l米直管的压力降,Pa;
f
h—单位质量流体流经l米直管的机械能损失,J/kg;
f
ρ—流体密度,kg/m3;
l—直管长度,m;
u—流体在管内流动的平均流速,m/s。
滞流(层流)时,
64
(3)
Re
du
Re(4)
式中:Re—雷诺准数,无因次;
1
μ—流体粘度,kg/(m·s)。
湍流时λ是雷诺准数Re和相对粗糙度(ε/d)的函数,须由实验确定。
由式(2)可知,欲测定λ,需确定l、d,测定、u、ρ、μ等参数。l、d为装置参数(装置参
p
f
数表格中给出),ρ、μ通过测定流体温度,再查有关手册而得,u通过测定流体流量,再由管径计算
得到。
3
例如本装置采用涡轮流量计测流量,V,m/h。
V
u(5)
2
900d
p可用U型管、倒置U型管、测压直管等液柱压差计测定,或采用差压变送器和二次仪表显示。
f
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