管路沿程水头损失实验

管路沿程水头损失实验
一、实验目的要求
1．加深了解圆管层流和 紊流的沿程损失 随平均流速变化的 规律，绘制 l g V l gh f 曲线；
2．掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用水压差计及电测仪测量压差的 方法；
3．将测得的 Re- f 关系值与莫迪图对比，分析其合理性，并且与莫迪图比 较，进一步提高实验成果分析能力。
准备Ⅱ 启动水泵 （接通电源）。全开旁通阀 12，打开供水阀 11，水泵自动 开启供水。
准备Ⅲ 调通量测系统并且检查管路是否畅通。 1．夹紧水压差计止水夹，打开出水阀 10 和进水阀 11，关闭旁通阀 12，启 动水泵排除管道中的气体。 2．全开旁通阀 12，关闭出水阀 10。松开水压差计止水夹， 旋松水压差计旋 塞 F1，排除水压差计中的气体。随后，关进水阀 11，开出水阀 10，使水压差计 的液面降至标尺零指示附近，即旋紧 F1。再次开启进水阀 11 并立即关闭出水阀 10，检查 U 形管水位是否平齐，如不平则需要重调。 3．水压差计平齐时， 则可旋开电测仪排气旋钮， 对电测仪的连接水管通水、 排气，将电测仪调至“ 000”显示。 4．在阀 12 和阀 11 全开的情况下，逐次开大出水阀 10，每次调节流量时， 均需稳定 2～3 分钟，流量越小，稳定时间越长。测流时间不小于 8～10 秒。测 流量的同时，需测记水压差计（或电测仪 ）、温度计等读数。 层流段：应在水压差计△ h—20 cm H2O(夏季 )[ △ h— 30 cm H2O（冬季） ]
2．自动水泵与稳压器： 自循环高压恒定全自动供水器由离心泵、 自动压力开关、 气 -- 水压力罐式稳 压器等组成。 压力超高时能自动停机， 过低能自动开机。 为避免因水泵直接向实 验管道供水而造成的压力波动等影响，离心泵的输水是先进入稳压器的压力罐， 经稳压后再送向实验管道。 3．旁通管与旁通阀： 由于本实验装置所采用水泵的特性， 在供小流量时有可能时开时停， 从而造 成供水压力的较大波动。 为避免这种情况出现， 供水器设有与蓄水箱直通的旁通 管，通过分流可使水泵持续稳定运行。旁通管中设有调节分流量至水箱的阀门， 即旁通阀。 实验流量随旁通阀开度减小 （分流量减小） 而增大。 设计上旁通阀又 是本装置用以调节流量的阀门之一。 所以调节流量有两种方法： 一是调节实验流 量调节阀（见图 1）；二是调节旁通阀。 4．稳压筒： 为了简化排气，并防止实验中再进气，在传感器前连接稳压筒 (2 只充水不 满顶的密封立筒 ) 。
二、实验装置
本实验的实验装置，如图１所示 。
图１ 自循环沿程水头损失实验装置图 1．自循环高压恒定全自动供水器； 2 ．实验台； 3 ．回水管； 4 ．水压差计； 5 ．测压计； 6 ．实验管道 8 ．滑动测量尺； 9 ．测压点； 10 ．实验流量调节阀； 11．供水管与供水阀； 12 ．旁通管路与旁通阀； 13 ．稳压筒
次
重量
间
3
cm s
数
序
Kg
s
cm s
cm 2 s
Re
C
仪读数
cm
hf
沿程
损失
cm 系数
f/
Re<2320
64 f
Re
h1 h2
1 0.580 60 9.7 26.78 21 0.0101 1798 28.1 25.9 2.2 4.79 0.04
2 0.826 60 13.8 38.13 21 0.0101 2560 28.4 25.8 2.6 2.79 0.03
1
三、实验原理
由达西公式 h f
2
LV f
d 2g
2
得
2 gdh f 1
2 gdh f
2
d
f
2
hf
K
2
Lv
L
4Q
Hale Waihona Puke Baidu
Q
式中， K
2 gd 5 8 L
由能量方程对水平等直径圆管可得
hf
p1 p2
即为压差计水柱的高度差或电测计读数。
四、实验方法与步骤
准备Ⅰ 对照装置图和说明， 搞清各组成部件的名称、 作用及工作原理， 检 查蓄水箱水位是否够高及旁通阀 12 是否关闭。否则予以补水并关闭旁通阀 12。 记录有关实验常数。
6 0.338 10 33.8 93.63 21 0.0101 6285
19.2 3.42
7 0.412 10 41.2 114.13 21 0.0101 7661
23.3 2.79
8 1.062 10 106.2 294.18 21 0.0101 19748
95 1.71
9 1.599 10 159.9 442.94 21 0.0101 29734
若均为零，关阀 11，切断电源。否则重做实验。 6．收拾实验台，整理数据。
五、实验报告要求
1．简要写出实验原理和实验步骤，画出实验装置。
2 ．记录有关常数。
测量段长度 L=85cm， 圆管直径（ cm ）d =
。
3．记录实验数据并计算。
记录及计算表
沿程
水压计、电测 损失
水
流量 Q
粘度
时
流速 V 温
雷诺
193 1.54
10 2．064 10 206.4 571.75 21 0.0101 38381
303 1.45
11 2.314 10 231.4 641.00 21 0.0101 43029
实验装置配备如下： 1．测压装置： U形管水压差计和电子量测仪。 低压差用 U 形管水压差计量测， 而高压差需要用电子量测仪来量测。 电子量
测仪（见图 2）由压力传感器和主机两部分组成，经由连通管将其接入测点。压 差读数（以厘米水柱为单位）通过主机显示。
图 2 电子量测仪 1．压力传感器； 2 ．排气旋钮； 3 ．连通管； 4 ．主机
3 0.986 60 16.4 45.52 21 0.0101 3056 28.6 25.4 3.2 2.41
4 0.228 10 22.8 63.16 21 0.0101 4240 29.5 24.6 4.9 1.92
5 0.308 10 30.8 85.32 21 0.0101 5727 34.8 19.5 15.3 3.29
2
量程范围内测记 3— 5 组数据。 紊流段：夹紧水压差计止水夹，开大流量，用电测仪记录
h f 值，每次增量
可按△ h—100 cmH2O递增，直至测出最大的 h f 值。阀的操作次序是当阀 11、阀
10 开至最大后，逐渐关阀 12，直至 h f 显示最大值。
5．结束实验前，应全开阀 12，关闭阀 10，检查 U形管和电测仪是否回零，