发布时间 : 星期四 文章流体过程综合实验讲义更新完毕开始阅读
l ——管长，m； u ——流速，m/s；
? ——流体的密度，kg/m3；
? ——流体的粘度，N·s/m2。
直管摩擦系数λ与雷诺数Re之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。在实验装置中，直管段管长l和管径d都已固定。若水温一定，则水的密度?和粘度?也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降?Pf与流速u（流量V）之间的关系。
根据实验数据和式（4-8）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ，用式（4-9）计算对应的Re，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re的关系曲线。
2．局部阻力系数?的测定
u2h?f??? （4-10）
?2?p?f?2??p?f????????u2 （4-11）
??式中： ? ——局部阻力系数，无因次；
?p?f——局部阻力引起的压强降，Pa； h?f ——局部阻力引起的能量损失，J/kg。
Δpf,ab a
Δpf,bc b
c
Δp′f
?pf,c?b? b′
?pf,a?b? a′
c′
图4-10
局部阻力引起的压强降?p?f可用下面的方法测量：在一条各处直径相等的直管段上，安装待测局部阻力的阀门，在其上、下游开两对测压口a-a′和b-b′，见图4-10，使
ab=bc； a′b′= b′c′
则
?pfab??pfbc； ?pfa?b???pfb?c?
pa-pa′=2?pfab+2?pfa?b?+?p?f （4-12）
在a-a′之间列柏努利方程式：
在b-b′之间列柏努利方程式：
pb-pb′=2?pfbc+2?pfb?c?+?p?f （4-13）
=?pfab+?pfa?b?+?p?f 联立式（4-12）和（4-13），则：
?p'f?2?pb?pb???pa?pa'?
为了实验方便，称(pb-pb′)为近点压差，称(pa-pa′)为远点压差。用压差传感器来测量。
四、实验装置
本实验真实装置如下图所示：
光滑管阻力系数流程：A-B-（C-D）-E-F-G-H-J-M-N-P； 粗糙管阻力系数流程：A-B（C-D）-E-F-G-H-K-L-O-P； 流量测量由转子流量计和涡轮流量计；
直管段压强降的测量由压差变送器或倒置U形管直接测取压差值。
图一
1—离心泵；2—大流量调节阀；3—小流量调节阀；4—被标定流量计；5—转子流量计；6—倒U管； 7，8，10—数显仪表；9—涡轮流量计； 11—真空表；12—流量计平衡阀；14—光滑管平衡阀；16—粗糙管平衡阀；13—回流阀；15—压力表；17—水箱；18—排水阀；19—闸阀；20—截止阀；21—变频器；a—出口压力取压点；b—吸入压力取压点；P1-P1’—流量计压差；P2-P2’—光滑管压差；P3-P3’—粗糙
管压差；P4-P4’—闸阀近点压差；P5-P5’—闸阀远点压差；P6-P6’—截止阀近点压差；P7-P7’—截止阀远点压差；J-M—光滑管；K-L—粗糙管
五、实验步骤
1．熟悉实验装置及流程。关闭泵的出口阀，启动离心泵。
2．打开管道上的出口阀门；再慢慢打开进口阀门，让水流经管道，以排出管道中的气体。
3．在进口阀全开的条件下，调节出口阀，流量由小到大或反之，记录8~10组不同流量下的数据。先使用倒U形压差计，超过量程时切换至U形压差计。注意流量的变更，应使实验点在λ~Re图上分布比较均匀。
4．数据取完后，关闭进、出口阀，停止实验。
六、注意事项：
启动离心泵之前，以及从光滑管阻力测量过渡到其它测量之前，都必须检查所有流量调节阀是否关闭。
七、实验参数设置： 1．可变参数设置 光滑管/粗糙管直管内径（m） 流体物料种类 0.020 0.025 0.030 0.040 3．固定设备参数：
光滑管取压口间距：1.7m； 粗糙管取压口间距：1.7m； 闸阀内径：0.025m； 截止阀内径：0.025m。
纯水 体积浓度50%的乙二醇水溶液 质量分数20%的氯化钠水溶液 八、仿真实验操作步骤：
（一）光滑管阻力测定实验及闸阀局部阻力实验
1．到参数设置二界面设置流体阻力实验的边界参数：选择直管内径和选择流体物料种类。点参数记录记录到实验报表中。注意：参数设置好后在本实验中不可更改。 2．在实验装置图中中打开离心泵电源开关，打开光滑管路中的闸阀。
3．调节小转子流量计的调节阀，在仪表面板中观察光滑管压差数据稳定后，到直管阻力数据界面中记录光滑管管路数据。
4．重复步骤3，记录4组以上的数据。
5．当小转子流量计满开度后，关闭小转子流量计调节阀，调节大转子流量计调节阀开度，在仪表面板中观察光滑官压差数据稳定后，到直管阻力数据界面中记录光滑管管路数据。 6.重复步骤5，记录10组左右的数据。
7．在实验报表里的《光滑管数据》查看实验结果数据，可选中某行删出不合理数据，点击
实验报告查看数据和光滑管λ-Re曲线。
8．光滑管阻力实验结束后，将大转子流量计调节阀开大最大开度，在仪表面板中观察闸阀远、近点压差数据稳定后，到局部阻力数据界面中记录闸阀局部阻力数据一组。 9．到实验装置图中关闭闸阀和大转子流量计调节阀。
（二）粗糙管阻力测定实验及截止阀局部阻力实验 1．在实验装置图中打开粗糙管截止阀。
2．调节小转子流量计的调节阀，在仪表面板中观察粗糙管压差数据稳定后，到直管阻力数据界面中记录粗糙管管路数据。
3．重复步骤2，记录4组以上的数据。
4．当小转子流量计满开度后，关闭小转子流量计调节阀，调节大转子流量计调节阀开度，在仪表面板中观察粗糙管压差数据稳定后，到直管阻力数据界面中记录粗糙管管路数据。 5.重复步骤4，记录4-6组左右的数据。
6．当流量大于1m3/h时，选择涡轮流量计测量。即关闭大小流量计调节阀，打开主管路调节阀，再测4组数据。
7．在实验报表里的《粗糙管数据》中查看实验结果数据，可选中某行删出不合理数据，点击实验报告查看数据和粗糙管λ-Re曲线。
8．粗糙管阻力实验结束后，关闭主管路调节阀，将大转子流量计调节阀开大最大开度，在仪表面板中观察截止阀远、近点压差数据稳定后，到局部阻力数据界面中记录截止阀局部阻力数据一组。
9．到实验装置图中关闭截止阀和大转子流量计调节阀，关闭离心泵电源开关。
实验1-3 流量计性能测定实验
一、实验目的
⒈ 了解几种常用流量计的构造、工作原理和主要特点。 ⒉ 掌握流量计的标定方法。
⒊ 了解节流式流量计流量系数C随雷诺数Re的变化规律，流量系数C的确定方法。 ⒋ 学习合理选择坐标系的方法。
二、实验内容
⒈ 了解孔板、1/4园喷嘴、文丘里及涡轮流量计的构造及工作原理。 ⒉ 测定节流式流量计（孔板或1/4园喷嘴或文丘里）的流量标定曲线。 ⒊ 测定节流式流量计的雷诺数Re和流量系数C的关系。
三、实验原理
流体通过节流式流量计时在流量计上、下游两取压口之间产生压强差，它与流量的关系为：
Vs?CA02(P上?P下)?