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石油工程实验教学中心沿程阻力实验FrictionHeadLossExperiment工程流体力学实验目的1．掌握测定镀锌铁管管道沿程阻力系数λ的方法；2．在双对数坐标纸上绘制λ-Re的关系曲线；3．了解沿程阻力系数λ随雷诺数Re的变化规律。实验装置1.进水阀；2.第1根管路；3.量水箱；4.流量调节阀；5.排气阀12345实验原理(1)本实验所用的管路是水平放置且等直径，因此利用能量方程式可推得管路两点间的沿程水头损失计算公式：2f2LvhDg式中：λ——沿程阻力系数；L——实验管段两端面之间的距离，m；D——实验管内径，m；g——重力加速度（g=9.8m/s2）；v——管内平均流速，m/s；hf——沿程水头损失，由压差计测定。实验原理(2)f22hDgLv由上可以得到沿程阻力系数λ的表达式：沿程阻力系数在层流时只与雷诺数有关，而在紊流时则与雷诺数和管壁粗糙度有关。当实验管路粗糙度保持不变时，可得出该管的λ-Re关系曲线实验步骤(1)Step1阀门V1完全打开。一般情况下V1是开着的，检查是否开到最大即可；Step2打开V10排气，排气完毕将V10关闭；Step3打开实验管路左、右测点，关闭压差计上方的球形阀，检查压差计左右液面是否齐平。若不平，须排气；排气：为防止汞外泄，排气时应在老师的指导下进行实验步骤(2)Step4用打气筒将水-气压差计的液面打到中部，关闭压差计上、下方的三个球形阀，将V12完全打开。待水流稳定后，记录压差计读数，同时用体积法测流量（压差5~7cm汞柱时，打开压差计下方的两个球形阀，由汞-水压差计换用水-气压差计来读压差）；ΔhHg5cm，用汞-水压差计测压差ΔhHg5cm，用水-气压差计测压差实验步骤(3)Step5逐次关小V12，记录18组不同的压差及流量；Step6用量筒从实验管路中接足量的水，放入温度计5分钟后读出水的温度，查粘温表Step7实验完毕后，依次关闭V12、实验管路左右两测点的球形阀，并打开两用式压差计上部的球形阀。注意事项★本实验要求从大流量（注意一定要把阀门V12完全打开）开始做，逐渐调小流量，且在实验的过程中阀门V12不能逆转；★实验点分配要求尽量合理，在记录压差和流量时，数据要一一对应；★使用量筒、温度计等仪器设备时，一定要注意安全；★做完实验后，将量筒、温度计放回原处，将秒表交回。思考分析1．如将实验管安装成倾斜的，比压计中的读数差是不是沿程水头损失？2．随着管路使用年限的增加，λ-Re关系曲线会有什么样的变化？3．当流量、实验管段长度相同时，为什么管径愈小，两断面的测压管液面差愈大？其间的变化规律如何？