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流体阻力测定本讲稿第一页，共十三页一、实验目的一、实验目的学习管路能量损失（hf），直管摩擦系数（）的测定方法。掌握直管摩擦系数与雷诺数Re之间关系及其变化规律。学习压强差的几种测量方法和技巧。掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。本讲稿第二页，共十三页二、实验内容二、实验内容测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数。测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数与雷诺数与雷诺数Re之间关系曲线和关系式之间关系曲线和关系式。本讲稿第三页，共十三页三、三、原理：原理：本设备为FFRS-型流体阻力实验装置型流体阻力实验装置。水在圆形直管中流动时，由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力；在流经弯头、阀门等局部时，由于流体运动的速度和方向突然发生变化，产生局部阻力。本讲稿第四页，共十三页三、三、原理：原理：1.摩擦系数的摩擦系数的测测定定：h hf f=（L/dL/d）(u(u2 2/2)/2)=h=hf f(d/L)(2/u(d/L)(2/u2 2)-摩擦系数；hf-能量损失；d-管内直径，m;L-测压点距离；m;u-流速，m/s;根据柏努利方程：hf=(zhf=(z1 1-z-z2 2)g+(u)g+(u1 12 2-u-u2 22 2)/2)/2对任一管路而言。两截面间的能量损失，可以根据在两截面上测出L、z、u等值计算出。如果在一条等直径的水平管上选取两个截面时，z1=z2:u1=u2,柏努利方程可以简化为：hf=hf=(p(p1 1-p-p2 2)/)/2 2、雷、雷诺诺系数：系数：Re=du/Re=du/-被测流体密度kg/m3;-被测流体粘度PaS;和可由测量流体温度查表取得，这样根据测量压差及流量便可以推出一定相对粗糙度时直管的-Re-Re关系关系。本讲稿第五页，共十三页四、四、实验任务：实验任务：1.光滑光的摩擦系数测定2.绘制Re曲线关系图。本讲稿第六页，共十三页五、流体阻力实验流程五、流体阻力实验流程1、水箱 2、水泵 3、涡轮流量计 4、层流水槽 5、层流管 6、截止阀 7、球阀 8、光滑管 9、粗糙管 10、突扩管 11、流量调节阀本讲稿第七页，共十三页六、操作：六、操作：l1）切换主管路阀门和引压管阀门，关闭流量调节阀门，启动水泵。l2）倒U型压差计排气。打开阀门1、2、3、4约5秒钟；关闭阀门1、2，打开5约2秒钟；关闭5，关闭3、4；打开1、2，检查液柱等高后，开始下一步实验操作。l3）开大流量调节阀门，记录水流量、压降、水温度等数据。l 4）做层流实验时，流量由专用阀门调节，压差计排气后可将阀门5稍微打开，待液柱达到中间时，关闭阀门5，开始操作。本讲稿第八页，共十三页七、实验数据记录表格七、实验数据记录表格序序号号水流量水流量/m/m3 3h-1光滑管压降光滑管压降/Pa水温度水温度/1 10.6 0.6 2 20.80.83 31.01.04 41.31.35 51.61.66 62.02.07 72.52.58 83.03.09 94.04.010105.05.011116.06.0光滑管：l=1.5 m d=21 mm本讲稿第九页，共十三页八、实验报告八、实验报告一.实验目的二.实验原理三.实验任务四.实验步骤五五.数据处理数据处理六.结果分析本讲稿第十页，共十三页八、实验报告八、实验报告五五.数据处理数据处理序序号号水流量水流量/m/m3 3h-1光滑管压降光滑管压降/Pa水温度水温度/雷诺数雷诺数Re能量损失能量损失/J摩擦阻力系数摩擦阻力系数1 10.6 0.6 2 20.80.83 31.01.04 41.31.35 51.61.66 62.02.07 72.52.58 83.03.09 94.04.010105.05.011116.06.01、数据处理结果表、数据处理结果表本讲稿第十一页，共十三页2、具体解法：、具体解法：1)、解：Re=du/Re=du/2.07102.0710-2-20.89100.8910-3/(/4-3/(/4100.510100.510-5-5)hf=(phf=(p1 1-p-p2 2)/)/=hf(d/L)(2/u=hf(d/L)(2/u2 2)=hf(2.07/199.9)(2/(0.892/410)=hf(2.07/199.9)(2/(0.892/410-3-3)2 2)=0.0273)=0.0273五五.数据处理数据处理3、Re-图图（画图要用坐标纸）（画图要用坐标纸）本讲稿第十二页，共十三页九、要求九、要求注意安全！注意课堂纪律，不能随意跑动，大声喧哗实验结束后，实验数据交我签字不能早退，实验结束开始处理数据本讲稿第十三页，共十三页