(2)准备前的工作:
实验前将其他无关的阀门关闭,将泵的流量开到最大,打开测量直管道上的摆头,排尽管道中的气体,然后再调节泵的流量,全开上水管的调剂阀门,使上水箱注满水,再调节上水管的调节阀门使上水箱水位保持不变,调节阀门时同时注意观察溢水板直至溢水板能维持少量的溢流即表明水箱的水位已基本维持不变了。同时用温度计测量水温看水温是否保持在恒定值。
(3)实验方法:
首先测量弯头的局部阻力系数,通过弯头两端的测压点,由U形压差计读出压力值,求出阀门两侧的压降,利用前面公式??2?p,就可以算出局部阻力系数。突然扩?gv2大和突然缩小的局部阻力系数测量,只需将带有压差板U形管,接到突然扩大和突然缩小的测压点上,读取相应的压差,具体的原理方法可以叫做三点法或者是四点法,用这种方法可以提高测量的精确度,我在系统原理里已经介绍过了在这里就不再详述了。在测量局部阻力实验时,我们要在局部阻碍的上下游布置测压孔,但是要怎么样布置测压孔才能使测量更精确是我乃至研究人员需要深入研究的问题。
4.3使用实验设备应注意的事项
1.调流量要慢,稳,准。
2.在实验过程中每调节一个流量之后待流量和直管压降的数据稳定以后方可记录数据。 3.若较长时间不做检验,启动离心泵之前应先转动泵轴使之灵活运转,否则可能烧坏电机。
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5.实验报告
5.1实验的目的和原理
5.1.1实验的目的
(1)通过作实验能够达到掌握测量直管沿程阻力损失和各种局部阻力损失系数的目的,以及分析沿程阻力和局部阻力产生的原理。
(2)通过测量管路中的阻力来学会各种测流量装置和各种测压装置的方法。
5.1.2基本原理
沿程阻力损失产生的原因是由于直管道内壁表面的粗糙度干扰流体的流动形成摩擦阻力而形成,但是局部阻力损失产生的原因种类繁多,体型各异,其边壁的变化情况大多数比较复杂,多数的局部阻碍的损失计算并不能从理论上得到解决,必须借助实验测量,要计算局部阻碍损失关键是求出局部阻力系数,在实际过程中我们很少遇到局部阻碍处是层流的情况,因此我分析的主要是紊流状态下的局部水头损失,局部阻力系数在一般情况下只取决于局部阻碍的形状,固体壁面的粗糙度,和雷诺数有关,但是在不同情况下个因素所起的作用不同,形状只是一个其主导作用的因素,而且在光滑管道中,由于受到局部阻碍的强烈干扰流动在较小的雷诺数就已经进入阻力平方区了,所以认为局部阻力系数与局部阻碍的形状有关。
5.2实验数据
5.2.1原始数据
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原始数据表 No 涡轮流量计压差计 直管阻力压差计 局部阻力压差计 左 cm Hg 右 cm Hg 左 cm Hg 右 cm Hg 左 cm Hg 右 cm Hg 1 2 3 4 5 6
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5.2.2过程运算表
直管阻力和局部阻力工程运算表
No 1 2 3 4 5 6 流量 直管流速 m/s 摩擦系 局部流 阻力系数 速m/s 数 44
6.设计的总结
6.1本设计的具体评价
本设计是在流体力学基础理论上进行的研究设计,通过参考实验室中流体沿程阻力和流体局部阻力实验装置,通过自己的设计和有关文献资料的帮助,终于设计出一套属于自己的实验设备,该套设备能够完成流体力学中有关各种阻力试验,尤其是能够较好的演示沿程阻力和局部阻力实验过程,能帮助学生较好的认识流体力学阻力产生的机理以及能较为准确的测量出沿程和局部阻力系数进而算出沿程和局部阻力损耗。
本装置又可以叫做综合试验台,再设计过程中注重开放和创新性,力求改变传统实验,以演示和验证为主,实验装置的设计从流体阻力产生的原因以及恒定流的理论出发,完成沿程损失和局部损失的测量。同时通过本套实验装置可以用来完成伯努利方程和雷诺数方程的测定,它再原来实验装置的基础上,实现了不同管道,不同参数的测定,较好的满足了实验教学的要求。
在设计过程中曾经因为如何确定管路的管径以及与泵流量的匹配的问题, 经过查询有关的资料,我在可允许的管路平均流速范围内,通过迭代法一次一次的验证,终于算出了符合的管径,从而算出了泵的参数,在阀门的选择问题上,对于同一根管道究竟选择那种阀门最好而摇摆,但是通过各种类型的阀门的优缺点进过仔细比较,我选择适合教学用的阀门,具体的选择过程已在前面章节叙述。
在选择泵的过程中,一开始就参照实验室的泵,它是潜水式离心泵,装置在水箱中,后来经过查询有关的资料,泵的选型就是要根据泵的工作环境,使用条件泵正常运行时所必须的性能参数以及被输送介质的物理化学性质全面的考虑泵装置的技术性能参数。
泵选型的一般参数为流量,扬程,温度,压力,装置的汽蚀余量,以及被输送液体的性能的原则和使用环境要求的原则。在考虑以上各种因素才能选择需要的泵,最终选用叶
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