沿程阻力實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

1、加深了解圓管層流和紊流的沿程損失隨平均流速變化的規(guī)律。

2、掌握管道沿程阻力系數(shù)的量測(cè)技術(shù)。

3、將測(cè)得的-關(guān)系值與*圖對(duì)比，分析其合理性，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析能力。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

1、自動(dòng)水泵與穩(wěn)壓器

西循環(huán)高壓恒定全自動(dòng)供水器1由離心泵、自動(dòng)壓力開(kāi)關(guān)、氣－水壓力罐式穩(wěn)壓器等組成。壓力超高時(shí)能自動(dòng)停機(jī)，過(guò)低時(shí)能自動(dòng)開(kāi)機(jī)。為避免因水泵直接向?qū)嶒?yàn)管道供水而造成的壓力波動(dòng)等影響，離心泵的輸水是先進(jìn)入穩(wěn)壓器的壓力罐，經(jīng)穩(wěn)壓后再送向?qū)嶒?yàn)管道。

2、旁通管與旁通閥

由于本實(shí)驗(yàn)裝置所采用水泵的特性，在供小流量有可能時(shí)開(kāi)時(shí)停，從而造成供水壓力的較大波動(dòng)。為了避免這種情況出現(xiàn)，供水器設(shè)有與蓄水箱直通的旁路管，通過(guò)分流可使水泵持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。旁通管中設(shè)有調(diào)節(jié)分流量至蓄水箱的閥門(mén)，即旁通閥，實(shí)驗(yàn)流量隨旁通閥開(kāi)度減?。ǚ至髁繙p小）而增大。實(shí)際上旁通閥又是本裝置用以調(diào)節(jié)流量的重要閥門(mén)之一。

3、水封面

為了簡(jiǎn)化排氣，并防止實(shí)驗(yàn)中進(jìn)氣，在測(cè)點(diǎn)與壓力傳感器之間裝有水封器，并由連通管連接。水封器由2只充水（不滿(mǎn)頂）的密封立筒構(gòu)成。

4、電測(cè)儀

由壓力傳感器和主機(jī)兩部分組成。以由連通管將其接入測(cè)點(diǎn)，圖2。壓差讀數(shù)（以厘米水柱為單位）通過(guò)主機(jī)顯示。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1、檢查蓄水箱，水位是否夠高，否則予以補(bǔ)水。

2、全開(kāi)閥12，打開(kāi)供水閥11，接通電源，水泵自動(dòng)開(kāi)啟供水。

3、關(guān)閉旁通閥12，全開(kāi)供水閥11和出水閥10，對(duì)實(shí)驗(yàn)管道充水排氣。

4、關(guān)閉閥10/開(kāi)啟閥12/松開(kāi)（水壓差計(jì)連通管）止水夾/開(kāi)啟閥11（待測(cè)管升至一定高度，再按下列步序適當(dāng)降低，以保證有足夠的量程）/旋開(kāi)倒U型管旋鈕F1/全開(kāi)閥11/待倒U型管齊水位降至測(cè)尺標(biāo)值10CM左右擰緊F1，這樣，水差壓計(jì)調(diào)好待用。

5、關(guān)閉閥10/開(kāi)啟閥11/打開(kāi)排氣旋鈕F4、F5/待旋孔溢水再擰緊，表示壓力傳感器及其連通管充水排氣調(diào)好。

6、關(guān)閉閥10/全開(kāi)閥11/檢查水壓差計(jì)兩測(cè)管中水位平否？若水位相平，則整個(gè)量測(cè)系統(tǒng)調(diào)通，否則按上述步驟重新排氣。

7、實(shí)驗(yàn)量測(cè)

（1）調(diào)節(jié)流量實(shí)驗(yàn)可按流量由小到大依次進(jìn)行：微開(kāi)閥10（閥12已全開(kāi)），使流量逐次增大，其增量，在流量較小時(shí)，用水壓差計(jì)水柱差Δh控制，每次增量可取Δh=4~6mm（初次小些）。大流量通過(guò)漸關(guān)旁通閥，調(diào)大壓差量測(cè)改用電測(cè)，相應(yīng)取Δh=o.4m和2.0m。

注意：

◎當(dāng)換用電測(cè)時(shí)，務(wù)必夾緊水壓差計(jì)連通管。

◎流量每調(diào)一次，均需穩(wěn)定2～3分鐘，流量愈小，穩(wěn)定時(shí)間愈長(zhǎng)。

◎每次測(cè)流時(shí)段不少于8～10秒（流量大可短些）

◎要求變更流量不少于10次。

（2）依次測(cè)定總壓計(jì)測(cè)管及電測(cè)儀讀數(shù)、相應(yīng)流量和水溫。

（3）關(guān)閉閥10，檢查Δh=0與否，否則表明水壓差計(jì)已進(jìn)氣，需重做實(shí)驗(yàn)。zui后關(guān)閉閥11，切斷電源。

四、基本原理及計(jì)算公式

由達(dá)西公式

得

另由能量方程對(duì)水平等直徑圓管可得

式中： d ——圓管直徑

L ——量測(cè)段長(zhǎng)度

——量測(cè)段沿程水頭損失

Q ——體積流量cm3/s由求得。

五、試驗(yàn)結(jié)果及要求

1、有關(guān)常數(shù)

圓管直徑 d=0.685cm。量測(cè)段長(zhǎng)度L=85。水溫t=℃

2、整理記錄，計(jì)算表見(jiàn)表1

3、繪圖分析繪制曲線，并確定指數(shù)關(guān)系值M的大小。在厘米紙上（12×12cm）以為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，點(diǎn)繪所測(cè)的曲線，根據(jù)具體情況連成一段或幾段直線。求厘米紙直線的斜率。

將從圖上求得的M值與已知各流區(qū)的m值（即層流m=1，光滑管流區(qū)m=1.75，粗糙管紊流m=2.0 ，紊流過(guò)渡區(qū)1.75<m<2.0）進(jìn)行比較，確定流區(qū)。

六、實(shí)驗(yàn)分析與討論

1、為什么壓差計(jì)的水柱差就是沿程水頭損失？如實(shí)驗(yàn)管道安裝成傾斜，是否影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果？

2、本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果與*圖吻合與否？試分析其原因。