石油工程实验教学中心.ppt
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1、石油工程实验教学中心,沿程阻力实验 Friction Head Loss Experiment,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的方法; 2在双对数坐标纸上绘制-Re的关系曲线; 3了解沿程阻力系数随雷诺数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,1,2,3,4,5,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:,式中: 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=9.8 m/s2); v管内平均流速
2、,m/s; hf沿程水头损失,由压差计测定。,实验原理(2),由上可以得到沿程阻力系数的表达式:,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-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
3、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57 cm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);,hHg5 cm,用汞-水压差计测压差,hHg5 cm,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, -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?,
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