管内沿程阻力系数测定

6-1实验六管内沿程阻力系数测定(一)实验目的：通过实验掌握管内沿程阻力的测试方法。(二)基本原理：流体沿内径均匀的管道流动时，由于流体的粘性沿程水头损失fh的大小与管长l、管径d、管壁粗糙度Δ、流体的平均流速V密度和粘度有关。跟据相似原理分析，fh可由以下关系式表示：gVdLdRfhef22(8—1)令dRfe(8—2)则gVdlhf22(8—3)沿程阻力系数是雷诺数和管壁对粗糙度Δ/的函数，它可以由理论推导及用实验的方法获得实验曲线或经验公式求得。对于层流流动沿程阻力系数是用分析方法推导出来，并且以为实验所证实，而对于湍流流动,沿程阻力系数的计算公式，则是人们在实验的基础上提出某些假设，经过分析和根据实验进行修正.而归纳出来的半径验公式，下面简单介绍一些常用公式：1．层流区：eR232eR64(8—4)2.湍流光滑管区:3798.262320dRe(8—5)3.湍流粗糙管过渡区:85.0372416198.26dRdeeRd88.20096.0/(8—6)式中/代表一种正比于圆壁平均凹凸的粗糙长度。6-24.湍流粗糙平方阴力区:85.024160dRe222874.1d(8—7)在教学实验条件的限制下，只能就一种特定d的管道，在不同的eR下做若干个实验点，把这些实验点联成一条eRf曲线，这条曲线的某一段可以用一个经验公式来表达。本实验中流速V可由流量计测得流量后经计算而得，沿程损失fh可用差压计测得，水平安装的管道，沿程损失水头损失与管道两端压差关系为:gpphf21(8—8)用所求得的流速V和沿程损失fh及管道直径d，管道长度L即可求得管道沿程阻力系数，同时也可求出VdRe,即可画出与eR的关系曲线。(三)实验设备如图8-1所示，主要由保持恒定水位的水箱，实验管段和测量Ⅰ,Ⅱ两处阻力损失的差压变送器以及测量水流量的涡轮流量计,显示仪表等组成。8132462ⅠⅡ761151091-显示仪表2-差压变送器3.4-排气阀门5-流量调节阀门6-涡轮流量计7-水泵8-高位水箱9-地下水池10-地沟11-实验管段图8—1沿程阻力实验6-3(四)实验方法与步骤：1.实验前应开启3，4阀门排除差压计连接软管中可能存在的空气，使显示仪表的读数为零。2.将阀门5开至最大，使管中尽可能通过最大流量，等到水流平稳后记录差压仪表读数1U及涡轮流量计读数f，由1U值可求出压差)(501aKPUP，f值可以求出流量)/(SLfQ，称为仪表常数。3.逐次关小出水阀门5，当管内通过不同流量时，分别记录差压计读数1U和流量计读数f，共进行十次。4.测量水温，并通过查表计算求得液体粘度。(五)实验注意事项：1.每次调整流量的幅度应使十次的实验点能较均匀地分布。2.每次调节阀门改变流量后，为使水流稳定，须待2-3分钟再读数据。(六)实验数据记录:实验段直径dCM实验段管长LCM水温TC实验次数名称及单位12345678910差压计读数)(1mVU涡轮流量计)/(秒次f(七)实验结果处理：1.根据测量数据计算Q、、和eR，并把计算结果列成表。2.从求得的和eR，绘制纵坐标为，横坐标为eR的)(eRf曲线。(八)思考题：1.从实验曲线)(eRf判断流动属哪一种流动区域，并与相应区域的理论公式比较。2.分析误差产生的原因。