管路沿程阻力系数测定实验

实验二 管路沿程阻力系数测定实验

一、实验目的

1、掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。

2、测定流体经过直管时的沿程阻力，确定沿程阻力 λ 与 Re 的关系。

3、学会压差计和流量计的使用。

二、实验成果及要求

1．

有关常数。

实验装置台号

圆管直径d1=15cm, d2=20cm, d3=25cm ，量测段长度L=85cm 。及

计算（见表1）。

2．绘图分析* 绘制lg υ～lgh f 曲线，并确定指数关系值m 的大小。在厘米纸上以lg υ为横坐标，以lgh f 为纵坐标，点绘所测的lg υ～lgh f 关系曲线，根据具体情况连成一段或几段直线。求厘米纸上直线的斜率

2

212lg lg lg lg υυ--=

f f h h m

将从图上求得的m 值与已知各流区的m 值（即层流m=1，光滑管流区m=1.75，粗糙管紊流区m=2.0，紊流过渡区1.75

表1 记录及计算表

图1 λ与 Re 的关系图

三、实验分析与讨论

1.为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？如实验管道安装成倾斜，是否影响实验成果？

答：在管道中的，水头损失直接反应于水头压力。测力水头两端压差就等于水头损失。如果管道倾斜安装，不影响实验结果。但压差计应垂直，如果在特殊情况下无法垂直，可乘以倾斜角度转化值。

2．据实测m 值判别本实验的流动型态和流区。

答：f h lg ～v lg 曲线的斜率m=1.0～1.8，即f h 与8.10.1-v 成正比，表明流动为层流（m=1.0）、紊流光滑区和紊流过渡区（未达阻力平方区）。

3．本次实验结果与莫迪图吻合与否？试分析其原因。

答：钢管的当量粗糙度一般为0.2mm ，常温下，s cm /01.02=ν，经济流速

s cm /300，若实用管径D=（20～100）cm ，其5106⨯=e R ～6103⨯，相应的

d

∆

=0.0002～0.001，由莫迪图可知，流动均处在过渡区。 若需达到阻力平方区，那么相应的610=e R ～6109⨯，流速应达到(5～9)m/s 。这样高速的有压管流在实际工程中非常少见。而泄洪洞的当量粗糙度可达(1～9)mm ，洞径一般为（2～3）m ，过流速往往在(5～10)m/s 以上，其e R 大于710，故一般均处于阻力平方区。