管道系数λ测定

实验三管道系数λ测定摘要学习测算通风阻力及摩擦阻力系数的方法，加深对矿井通风阻力的理解。掌握测定通风阻力、求算风阻、等积孔和绘制风阻特性曲线的方法。通风管道系数测定，要求学生完成一种粗糙度下，雷诺数，系数间的定量测定。该实验验证紊流状态下，阻力系数不变。关键词YYT斜管压力计静压差动压3.1实验概况3.1.1实验方法该实验布置见图5，本实验要求做出1条曲线（），测定摩擦阻力，计算对应的系数（整流格阻力忽略不计），调节出口闸门开度，调节风量，改变值。该实验每台设备一组学生，用1，3测点。3.1.2实验仪器YYT斜管压力计1台；皮托管2支；胶管3支。3.1.3．实验步骤（1）将仪器调平、调零。选择倾斜系数（YYT）。（2）皮托管头与风管中线重合，全压孔朝向风流。（3）用胶管按图5连接仪器与皮托管。（4）将出风口闸门全开（此时风量最大）。（5）开动风机，读取测定段静压差、及动压（曲线第一点数据）。（6）将出口闸门调到第二位置，重复前项测定（曲线第二点数据）。每次调小风量（关闭闸门），要适度。以保测点良好分布。（7）依次类推，一条曲线测6个点（共6组静压差及动压数据）。3.1.4计算公式（1）测定段摩擦阻力mh，酒精柱。rZrZrgVrgVpphm3123213122由于1，3两断面面积相等，平均动压相等，因此上式中第二项为零，又1，3两点处同一水平，第三项也等于零；所以（31pp）实际上就等于mh。（2）风管风量由所测动压求算（见实验二）（3）计算摩擦风阻mR2QhRmm式中mh——测定段摩擦阻力，帕；Q——风管风量，米3/秒。（4）摩擦阻力系数LpSRm3式中——风管摩擦阻力系数，牛·秒2/米4；mR——风管摩擦风阻牛·秒2/米8；P——风管周界（P=0.6米）；L——测定段风管长度（L=1米）；S——风管有效断面积（S=0.027米2）。（5）达西系数2222lvgdhgvdlhmm得由达西公式式中——达西系数；d——风管内径（d=186毫米）米V——风管内平均风速米/秒L——测定段风管长度（L=1米）mh——测定段摩擦阻力，酒精柱（6）雷诺数eRdpvRe式中pV——风管内平均风速，米/秒；d——风管内径，米；v——流体粘性运动系数（v=15×10-6），米2/秒。（7）平均风速pVSQVp式中pV——风管内平均风速，米/秒；Q——风管风量，米3/秒；S——风管断面积（S=0.027米2）。图5通风管通道系数测定3.2结果计算及数据结果记录3.2.1计算过程（1）测定段摩擦阻力mh计算mh=31pp=JhgkH酒J1hJ=0.6×47.0×0.8×9.8=221.088帕；2hJ=0.6×50.0×0.8×9.8=235.2帕；3hJ=0.6×48.0×0.8×9.8=225.792帕J4h=0.6×31.0×0.8×9.8=145.824帕；5hJ=0.6×26.0×0.8×9.8=122.304帕；6hJ=0.6×20.0×0.8×9.8=94.08帕；7hJ=0.6×13.0×0.8×9.8=61.152帕（2）风管风量Q计算已知公式gkHhDiD酒i1hD=0.6×14.0×0.8×9.8=65.856帕；2hD=0.6×13.0×0.8×9.8=61.152帕；3hD=0.6×12.0×0.8×9.8=56.448帕；4hD=0.6×11.0×0.8×9.8=51.744帕；5hD=0.6×10.0×0.8×9.8=47.04帕；6hD=0.6×13.0×0.8×9.8=61.152帕；7hD=0.6×6.0×0.8×9.8=28.224帕中心风速ZV近似为平均风速PVDiPihV2VZi93.2165.85622V1Z1Dh=10.0m/s；93.2161.15222V2Z2Dh=9.7m/s；93.2156.44822V3Z3Dh=9.3m/s；93.21744.1522V4Z4Dh=8.9m/s；93.2104.7422V5Z5Dh=8.5m/s；93.21152.1622V6Z6Dh=10.0m/s；93.21224.8222V7Z7Dh=6.6m/s已知公式SVQP，m3/s。其中S=0.027m2SVQP11=10.0×0.027=0.27m3/s；SVQP22=9.7×0.027=0.2619m3/s；SVQP33=9.3×0.027=0.2511m3/s；SVQP44=8.9×0.027=0.2403m3/s；SVQP55=8.5×0.027=0.2295m3/s；SVQP66=10.0×0.027=0.27m3/s；SVQP77=6.6×0.027=0.1782m3/s（3）计算摩擦风阻mR计算2QhRmm822211m1/7.303227.0088.221mSNQhRm822222m2/9.34282619.02.235mSNQhRm；822233m3/1.35812511.0792.225mSNQhRm822244m4/3.25252403.0824.145mSNQhRm；822255m5/0.23222295.0304.122mSNQhRm822266m6/5.129027.008.94mSNQhRm；822277m7/7.19251782.0152.61mSNQhRm（4）摩擦阻力系数LpSRm3式中——风管摩擦阻力系数，牛·秒2/米4；mR——风管摩擦风阻牛·秒2/米8；P——风管周界（P=0.6米）；L——测定段风管长度（L=1米）；S——风管有效断面积（S=0.027米2）。423311/099.01.6027.007.0323mSNLpSRm；423322/112.01.6027.009.4283mSNLpSRm；423333/117.01.6027.001.5813mSNLpSRm；423344/083.01.6027.003.5252mSNLpSRm；423355/076.01.6027.000.3222mSNLpSRm；423366/042.01.6027.005.2901mSNLpSRm；423377/063.01.6027.007.9251mSNLpSRm；（5）达西系数2222lvgdhgvdlhmm得由达西公式式中——达西系数；d——风管内径（d=186毫米）米V——风管内平均风速米/秒L——测定段风管长度（L=1米）mh——测定段摩擦阻力，酒精柱510.010114186.08.9221504.07.9113186.08.9222506.03.9112186.08.9223506.09.8111186.08.9224505.05.8110186.08.9225474.010113186.08.9226502.06.616186.08.9227（6）雷诺数eR计算vdVpeR式中pV——风管内平均风速，米/秒；d——风管内径，米；v——流体粘性运动系数（6-1015v，米2/秒）。561e11024.11015186.00.10dVRP；562e2102028.11015186.07.9dVRP；563e3101532.11015186.03.9dVRP；564e4101036.11015186.09.8dVRP；565e510054.11015186.05.8dVRP566e61024.11015186.010dVRP；567e7108184.01015186.06.6dVRP3.2.2数据记录表112345670.5060.5040.5060.5060.5050.4740.502Re12400012028011532011036010540012400081840100lg1.7041.7021.7041.7041.7031.6761.701Relg5.0935.0805.0625.0435.0235.0934.9133.2.3数据记录表2测次静压（差）风量摩擦阻力摩擦风阻摩阻系数达西系数雷诺数读数(毫米)仪器倾斜系数压力差（帕）读数(毫米)仪器倾斜系数压力差（帕）风量(米3/秒)平均风速(米/秒)1470.6221.088140.665.8560.2710221.0883032.70.1120.5061240002500.6235.2130.661.1520.26199.7235.23428.90.1170.5041202803480.6225.792120.656.4480.25119.3225.7923581.10.0830.5061153204310.6145.824110.651.7440.24038.9145.8242525.30.0830.5061103605260.6122.304100.647.040.22958.5122.3042322.00.0760.5051054006200.694.08130.661.1520.271094.081290.50.0420.4741240007130.661.15260.628.2240.17826.661.1521925.70.0630.50281843.2.4eR曲线图