式中：? —局部阻力系数，无因次；
?p?f －局部阻力压强降，Pa；（本装置中，所测得的压降应扣除两测压口间直管段的压降，直管段的压降根据直管阻力实验结果计算。）
ρ —流体密度，kg/m3； g —重力加速度，9.81m/s2；
u —流体在小截面管中的平均流速，m／s。
待测的管件和阀门由现场指定。本实验采用阻力系数法表示管件或阀门的局部阻力损失。
根据连接管件或阀门两端管径中小管的直径d，流体温度t0(查流体物性ρ、μ)，及实验时测定的流量V和局部阻力压强降?p?f，通过式(7)求取管件或阀门的局部阻力系数?。
三、实验装置与流程
1． 实验装置
实验装置如图1所示：
图1 实验装置流程示意图
2.实验流程
实验对象部分是由贮水箱，离心泵，不同管径、材质的水管，各种阀门、管件，涡轮流量计和差压变送器等所组成的。管路部分有三段并联的长直管，分别为用于测定局部阻力系数，光滑管直管阻力系数和粗糙管直管阻力系数。测定局部阻力部分使用不锈钢管串联局部阻力待测的管件(闸阀,长度为5cm)；；光滑管直管阻力的测定同样使用不锈钢管，而粗糙管直管阻力的测定对象为管道内壁较粗糙的镀锌管。水的流量使用涡轮流量计测量，管路和管件
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的阻力采用差压变送器将差压信号传递给无纸记录仪。
3．装置参数
装置参数如表1所示。
表1 装置参数 管内径（mm） 名称 装置1 局部阻力 光滑管 粗糙管 材质 管路号 管内径 测量段长度（cm） 100 100 100 闸阀 不锈钢管 镀锌铁管 1A 1B 1C 20.0 20.0 20.0 四、实验步骤
1．泵启动：首先对水箱进行灌水，然后关闭出口阀，打开总电源和仪表开关，启动水泵，
待电机转动平稳后，把出口阀缓缓开到最大。
2. 实验管路选择：选择实验管路，把对应的进口阀打开，出口阀最大开度，保持全流量
流动5min。
3. 排气：打开排气阀、引压阀排气。
4．引压：打开对应实验管路的引压阀,则差压变送器检测该管路压差。
5．流量调节：在手动状态下,通过改变变频器输出值调节流量，流量从2m3/h左右开始，
建议每次增加0.3~0.5m3/h，共10个流量左右。每次改变流量，待流动达到稳定后，记下对应的流量、压差值和温度。对另两个管路也同样处理。
6．计算：装置确定时，根据压差和流量的实验测定值，可计算λ和ξ。雷诺数Re=duρ/μ，
因此只要调节管路流量，即可得到一系列λ～Re的实验点，从而绘出λ～Re曲线。 7．实验结束：关闭出口阀，关闭水泵和仪表电源，清理装置。
五、实验数据处理
填写下面空格，并将测量数据填入表2中。
实验日期： 实验人员： 学号： 温度： 装置号： 直管基本参数： 光滑管径 粗糙管径 局部阻力管径
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表2 测量数据记录表
光滑管 序号 流量(m3/h) 压差(kPa) 序号 粗糙管 流量(m3/h) 压差(kPa) 序号 局部阻力 流量压差(kPa) (m3/h) 1 ? 六、实验报告
1．根据粗糙管实验结果，在双对数坐标纸上标绘出λ～Re曲线，对照化工原理教材上
有关曲线图，即可估算出该管的相对粗糙度和绝对粗糙度。
2．根据光滑管实验结果，对照柏拉修斯方程，计算其误差。 3．根据局部阻力实验结果，求出闸阀全开时的平均ξ值。 4．对实验结果进行分析讨论。
七、思考题
1．在对装置做排气工作时，是否一定要关闭流程尾部的出口阀?为什么? 2．如何检测管路中的空气已经被排除干净?
3．以水做介质所测得的λ～Re关系能否适用于其它流体?如何应用?
4．在不同设备上(包括不同管径)、不同水温下测定的λ～Re数据能否关联在同一条曲线
上?
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实验三 流量计性能测定实验
一、实验目的
1.学会流量计流量校正（标定）的方法
2.通过孔板（或文丘里）流量计孔流系数的测定，了解孔流系数的变化规律。
二、实验内容
1.测定孔板（或文丘里）流量计的孔流系数。 2.观察孔流系数的变化规律。
3.测定孔板（或文丘里）流量计的永久压强降。
三、实验原理
孔板流量计是应用最广泛的节流式流量计之一，本实验采用自制的孔板流量计测定液体流量，用容量法进行标定，同时测定孔流系数与雷诺准数的关系。
孔板流量计是根据流体的动能和势能相互转化原理而设计的，流体通过锐孔时流速增
加，造成孔板前后产生压强差，可以通过 引压管在压差计或差压变送器上显示。其基本构造如图1所示。
若管路直径为d1，孔板锐孔直径为d0，流体流经孔板前后所形成的缩脉直径为d2，流体的密度为ρ，则根据柏努利方程，在界面1、2处有：
2u2?u12p1?p2?p?? （3-1） 2??2u2?u12?2?p/? （3-2）
图1 孔板流量计构造
或
由于缩脉处位置随流速而变化，截面积A2又难以指导，而孔板孔径的面积A0是已知的，因此，用孔板孔径处流速u0来替代上式中的u2，又考虑这种替代带来的误差以及实际流体局
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部阻力造成的能量损失，故需用系数C加以校正。式（3－2）改写为
2u2?u12?C2?p/?
（3-3）
对于不可压缩流体，根据连续性方程可知u1?A0u0，代入式（3-3）并整理可得 A1u0?C2?p/? （3-4）
1?(A0A)21 令 C0?C 1?(A 0)2A1则式（3-4）简化为 u0?C02?p/? 根据u0和A0即可计算出流体的体积流量：
V?u0A0?C0A02?p/? 或 V?u0A0?C0A02gR(?i??)/? 式中：V－流体的体积流量， m3/s； R－U形压差计的读数，m； ?i－压差计中指示液密度，kg/m3； C0－孔流系数，无因次； 图2 文丘里流量计
3-5） 3-6） 3-7） 3-8） 10
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