工程原理实验(完结)

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1、学院：食品学院班级：食品质量与安全1101学号：3110906020姓名：谷耀光实验一管路沿程阻力测定一、实验目的1、掌握流体流经管道是沿程阻力损失的测定方法。2、测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与Re的关系。3、测定流体流过管件时的局部阻力，并求出阻力系数ξ。4、学会压差计和流量计的使用。二、实验原理流体在管路中流动时，出于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免的会引起压强损耗。这种损耗包括流体流经直管的沿程阻力以及流体流动方向的改变或因管子大小、形状的改变所引起的局部阻力。1、沿程阻力流体在水平均匀管道中稳定流动时，由截面1到截面2，阻力损失表现为压强降低：hf=湍流流动时

2、，影响阻力损失的因素十分复杂，必须通过实验研究其规律。为减少实验工作量，扩大实验结果的应用范围，可以采用因次分析法将各个变量综合成准数关系式。影响阻力损失的因素有：1）流体性质：密度ρ，粘度μ；2）管路的几何尺寸：管径d，管长l，管壁粗糙度ε；3）流动条件：流速u。变量关系可以表示为：Δp=ƒ（d,l,μ,ρ,u,ε）组成如下的无因次式：；；引入：则上式变为：根据伯努利方程可知，流体流过直管的沿程阻力损失，可直接由所测得的液柱压差计读数R（m）算出：2、局部阻力局部阻力通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。1）当量长度法用直管阻力的公式来计算局部阻力损失，而且在管路计算时，可

3、将管路中的直管长度与管件、阀门的当量长度合并在一起计算，如管路直管长度为l，各种局部阻力的当量长度之和为Σle，则流体在管路中流动时总阻力损失Σhf为：2）阻力系数法流体流过某一管件或阀门的阻力损失用流体在管路中的动能系数hp表示：由于管件两侧距测压孔的直管长度很短，引起的摩擦阻力与局部阻力相比可以忽略不计，因此hp的值可以用伯努利方程由液柱压差计读数R求出。u可以由涡轮流量计及MMD智能流量仪算出式中：Vs——平均流量（m/s）三、实验装置与流程1、本实验装置及设备主要参数：被测元件：镀锌水管，管长2.0m，管径（公称直径）0.012m;闸阀D=3/4。1）测量仪表：U形压差计（水

4、银指示液）；LW-15型涡轮流量计（精度0.5级，量程0.4-4.0m3/h,仪器编号Ⅰ的仪表常数为599.41(次/升），仪器编号Ⅱ的仪表常数为605.30(次/升），MMD智能流量仪）。2）循环水泵3）循环水箱4）DZ15-40型自动开关5）数显温度表2、流程流体流动阻力损失实验流程图1）水箱；6）放空阀11)取压孔2）控制阀；7）排液阀12）U形压差计3）放空阀；8）数显湿度计13）闸阀4）U形压差计9）泵14）取压孔5)平衡阀；10）涡轮流量计四、实验操作步骤及注意事项1、水箱冲水至80%。2、仪表调整（涡轮流量计、MMD智能流量仪按说明书调节）。3、打开压差计上平衡阀，关闭

5、各放气阀。4、启动循环水泵（首先检查泵轴是否转动，全开阀13，全关阀2，后启动）5、排气：（1）管路排气；（2）测压管排气；（3）关闭平衡阀，缓慢旋动压差计上放气阀排除压差计中的气泡（注意：先排进压管后排出压管，以防压差计中水银被冲走），排气完毕。7、开启调节阀至最大，确定流量范围，确定实验点（8-10个），测定直管部分阻力和局部阻力（闸阀全开时）。8、测定读数：改变管道中的流量读出一系列流量Vs、压差Δp1(或Δp2)。注意：改变流量后，必须等流动稳定才能保证测定数据准确。9、实验装置恢复原状，打开压差计上的平衡阀，并清理实验场地。五、实验数据记录实验装置号:Ⅰ被测管长：2.0m被

6、测管径：0.021m被测管件：镀锌水管仪表常数：599.41次/升水温：30℃序号流量仪读数（次/s）直管阻力损失Δp1局部阻力损失U管左边读数cmHgU管右边读数cmHgU管左边读数cmHgU管右边读数cmHg00（初始）35.0（初始）35.0（初始）28.0（初始）28.0169017.652.432.523.5259722.048.031.524.5349625.844.230.425.6442028.541.529.726.3534430.639.429.326.7626632.437.628.727.3719333.636.428.427.6812334.435.628.

7、227.896934.835.228.127.9101035.035.028.028.0六、实验数据处理数据处理结果如表所示，以序号1为例写出计算过程。序号流量Vsm3/s流速um/s密度ρkg/m3粘度μPa·sReR1cmHgR2cmHgΔp1PaΔp2Paλζ11.151×10-33.325995.780.07×10-58683034.894.303×1041.113×1040.082092.02220.9960×10-32.877995.780.0