流体力学综合实验报告(2)

18) 调节调节阀1改变流量，稳定3min，记录流量和压差。 19) 重复操作步骤（18）8-10次，流量从最大到4m3/h，完成c钢管管路湍流的直管阻力测定。 20) 开启d钢管路切换和三通阀后，再开所测管路1-1截面和2-2截面的测压阀，检查并关闭其余管路的切换阀和测压阀，排除测压管内的气体。 21) 关闭三通阀，通过调节阀1调节流量，观察并注意差压变送器的显示读数不要超过其量程，记录流量和压差，此时流量为最大。 22) 改变流量，每次调节后稳定3min，记录相应的流量和压差。 23) 重复操作实验步骤（22）8-10次，流量从大到小，完成局部阻力的测定和孔板流量计的标定。 24) 实验完毕后，开启调节阀2，关闭调节阀1、所有的切换阀和测压阀。 25) 依次关闭离心泵、仪表和总电源。 注意事项 1） 检查水箱液位 2） 调节流量时，观测压差不要超过量程范围。 3） 记录水箱中水的温度，严禁丢东西到水箱。 4） 注意用电安全 六．实验原始数据记录列表 流量???? 压差??? (L/h) （Pa） 28.00 404.7 24.00 284.1 20.00 247.2 16.00 206.3 12.00 120.0 流量???? 压差??? (L/h) （Pa） 8.00 4.00 81.3 20.3 a管管长：2.0m 序号 a管管径：6mm 序号 流量???? 压差??? (L/h) （Pa） ① ② ③ ④ ⑤ 序号 ⑨ ⑩ 40.00 1063.8 ⑥ 36.00 817.2 32.00 620.4 ⑦ ⑧ b管管长：1.2m 序号 序号 b管管径：31mm ? 流量???? 压差??? (m3/h) （Pa） ? ? ? 10.10 9.600 9.100 4057 3729 3370 ? ? ? ? 8.600 8.100 7.600 7.100 6.600 3046 2769 2481 2197 1921 ? ? ⑴ 6.100 5.600 5.100 1770 1488 1313 流量???? 压差??? (m/h) （Pa） 3序号 流量???? 压差??? (m3/h) （Pa） c管管长：1.2m c管管径：31mm 序号 流量qv 压差?p (m3/h) （Pa） ? ? ? ? 10.40 9.900 9.400 8.900 5949 5329 4787 4376 序号 ? ? ? ? ? ? 流量qv 压差?p (m/h) （Pa） 8.400 7.900 7.400 6.900 6.400 5.900 3996 3539 3253 2781 2466 2091 3序号 ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ 流量qv 压差?p (m3/h) （Pa） 5.400 4.900 4.400 4.000 1874 1572 1276 1093 ↑测定直管阻力及局部阻力数据记录 备注 35Hz 1995.5 r/min 24℃ 序流量 真空表 号 m3/h MPa (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 18.10 17.04 16.01 15.10 14.10 13.14 12.10 压力表 MPa -0.003 0.055 0.06 -0.002 -0.0015 0.065 -0.0008 0.07 -0.0002 0.074 0 0.078 0.0009 0.081 功率 (8) 11.10 0.001 0.085 787.0 W 1040.2 (9) 10.10 0.002 0.089 744.2 993.3 949.5 916.5 872.0 841.9 809.9 (10) (11) (12) (13) (14) (15) 9.13 8.11 7.13 6.13 5.08 0 0.002 0.092 686.9 0.0021 0.097 666.8 0.0013 0.099 633.6 0.002 0.102 604.1 0.002 0.105 552.0 0.002 0.119 381.9 备注 序号 流量 m3/h 真空表 MPa -0.006 -0.005 -0.005 -0.004 40Hz 26℃ (1) 20.46 (2) 19.43 (3) 18.45 (4) 17.45 W MPa 0.072 1447.4 (10) 11.47 0.08 1400.9 (11) 10.46 0.085 1332.3 (12) 9.44 压力表 功率 流量 真空表 序号 3m/h MPa W MPa -0.0012 0.115 1040.6 -0.001 0.12 1000.2 -0.0008 压力表 功率 16.44 3339.2 (5) r/min (6) 15.44 (7) 14.43 (8) 13.44 (9) 12.46 0.09 1302.4 (13) 8.45 0 -0.0030 0.095 1242.1 (14) 7.46 0.0008 0.132 860.4 -0.0025 0.1 1212.3 (15) 6.49 0.001 0.136 809.9 -0.002 0.103 1176.7 (16) 5.45 0.0015 0.139 762.8 -0.0018 0.107 1127.7 (17) 0.002 0.152 510.0 0 -0.0016 0.11 1085.8 ↑测定离心泵特性曲线记录 压差 kPa 7.05 5.91 4.85 3.56 0.124 949.2 0.129 897.8 流量 压差 流量 序号 ",3/? kPa ",3/? (1) 7.89 12.42 (5) 5.86 35Hz (2) 7.36 10.90 (6) 5.39 29℃ (3) 6.87 9.55 (7) 4.88 (4) 6.38 8.30 (8) 4.40 ↑孔板流量计标定数据记录 备注 序号 七．实验数据处理 查得24℃时水的物性参数：ρ=998.7(kg/m3),μ=0.9142×10?3 a管：hf=Re=duρμ?pρ=1063.8J998.7qv40×10?3/3600J=0.393m s kg=1.066 kg;u=A=1π×(0.006)24=0.006×0.393×998.70.9124×10?3=2574;λ=hf··2=dl2u1.066×0.006×2998.7×2×0.3932=0.0414 b管：hf=Re=duρμ?pρ4057Jq10.1/3600J=998.7 kg=4.066 kg ；u=Av=1=3.717m s 2π×(0.031)4=0.031×3.717×998.70.9124×10?3=125768 ；λ=hf··2=dl2u4.066×0.031×2998.7×1.2×3.7172=0.0152 C管：hf=Re=duρμ?pρ5949Jq10.4/3600J=998.7 kg=5.962 kg ；u=Av=1=3.828m s 2π×(0.031)4=0.031×3.828×998.70.9124×10?3=129503 ；λ=hf··2=dl2u5.962×0.031×2998.7×1.2×3.8282=0.0210 标定孔板流量计 查得29℃时水的物性参数：ρ=996kg/m3,μ=0.8180×10?3 u0=C0=qvA0=147.89/3600π×0.0222m/s=5.766m/s ; u1==1.154 ; Red=qvA1=1π×0.031247.893600m/s=2.904m/s =109605 uo2?p ρ=5.7663 2×12.42×10996du1ρμ=0.031×2.904×9960.8180×10?3 离心泵的特性曲线 改变离心泵频率，H、N、??的计算方法不变，所以用35Hz第一组数据计算 查得24℃时水的物性参数：ρ=998.7kg/m3,μ=0.9142×10?3 入口压力p1,出口压力p2 扬程H：H=p2?p1ρgq+2u22?u12g+ z2?z1 +∑Hf1?2 ??/??=2.561??/?? ;??2=Av=出其中：u1=Av=进18.1 /36001π×0.0524q18.1 /36001π×0.0424??/??=4.001??/?? z1?z2=0.2?? ;∑Hf1?2≈0 0.055+0.003 ×1064.0012?2.5612??= ++0.2 ??=6.602 998.7×9.812×9.81轴功率N：N=N电×η传=1040.2×0.95=988.19?? 效率??：η=NtN×100%=qvHρ102N=(18.1?1000/3600)×6.602×998.7102×988.19=32.89% 八．实验结果与分析（含计算结果列表和作图） a管 序号 (1) (2) (3) (4) (1) hf(J/kg) 1.066 0.819 0.622 0.406 4.066 3.737 3.377 3.053 5.962 5.341 4.798 4.386 4.005 Re 2574 2316 2059 1801 125768 119542 113316 107089 129504 123277 117051 110825 104599 λ 0.0414 0.0392 0.0377 0.0321 0.0152 0.0155 0.0156 0.0157 0.0210 0.0208 0.0207 0.0211 0.0217 序号 (5) (6) (7) (8) (5) (6) (7) (8) (6) (7) (8) (9) (10) hf(J/kg) 0.285 0.248 0.207 0.120 2.775 2.486 2.202 1.925 3.547 3.260 2.787 2.471 2.096 Re 1544 1287 1029 λ 0.0307 0.0385 0.0502 0.0519 0.0161 0.0164 0.0167 0.0169 0.0217 0.0227 0.0223 0.0230 0.0230 序号 (9) (10) (9) (10) (11) hf(J/kg) 0.081 0.020 Re λ 772 100863 94637 88411 82185 98373 92147 85921 79694 73468 1.774 1.491 1.316 515 0.0791 257 0.0790 75959 69733 63507 B管 (2) (3) (4) (1) (2) (3) (4) (5) 0.0182 0.0181 0.0193 (11) (12) (13) (14) 1.878 1.575 1.279 1.095 67242 61016 54790 49809 0.0246 0.0250 0.0252 0.0261 C管 ↑测定直管阻力损失数据处理表 ???? 序(m3/ 号 h) (1) 18.10 (2) 17.04 (3) 16.01 35 (4) 15.10 Hz (5) 14.10 (6) 13.14 (7) 12.10 (8) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) H(m) 6.602 6.955 7.365 7.762 8.066 8.415 8.591 8.955 8.779 9.431 9.887 10.242 10.600 11.013 11.223 11.571 N(W) 988.19 943.64 902.03 870.68 828.40 799.81 769.42 747.65 1375.03 1330.86 1265.69 1237.28 1180.00 1151.69 1117.87 1071.32 ?? 32.89% 34.16% 35.55% 36.61% 37.34% 37.60% 36.75% 36.16% 35.53% 37.45% 39.20% 39.29% 40.17% 40.15% 39.40% 39.48% 序号 (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) 40 Hz 11.10 20.46 19.43 18.45 17.45 16.44 15.44 14.43 13.44 12.46 (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) ???? (m3/h) 10.10 9.13 8.11 7.13 6.13 5.08 0 H(m) 9.230 9.509 9.983 10.247 10.462 10.751 12.142 N(W) 706.99 652.56 633.46 601.92 573.90 524.4 362.81 ?? 35.86% 36.18% 34.76% 33.01% 30.39% 28.32% 0 12.254 12.711 13.069 13.472 13.673 14.041 14.278 15.510 11.47 10.46 9.44 8.45 7.46 6.49 5.45 0 988.57 38.67% 950.19 38.06% 901.74 37.21134 852.91 36.30% 817.38 33.94% 769.41 32.21% 724.66 29.21% 484.50 0 11.819 1031.51 38.83% ↑测定离心泵特性曲线数据处理表 编号 (1) (2) (3) 1.154 109605 1.150 102242 1.146 95435 C0 Red (4) (5) (6) ↑孔板流量计的标定数据处理表 1.142 88628 1.138 81405 1.143 74876 C0 Red (7) (8) 1.143 67791 1.203 61123 C0 Red 九．实验思考题 （1）答：流体在管道内流动时，由于实际流体有粘性，其在管内流动时会产生剪应力，即内摩擦力，摩擦力做负功，必然会引起流体能量损耗。流体在直管内流动时的能量损耗为直管阻力。测定：直管阻力可由伯努利方程求得，由差压变送器测定一定流量下其流经一段管路所产生的压降???，通过双金属温度计测定流体的温度，确定其密度??和黏度??，则直管阻力???=????? （2）答：管内是否混入气泡，流体流动是否稳定。排尽管内气泡，改变流速后等待2-3min，待流体流动稳定后记录数据。 （3）离心泵的工作点是离心泵特性曲线与管路特性曲线的交点，此时泵给出的