工程流体力学实验报告.doc

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工程流体力学实验
报告
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专业油气储运
年级 14秋
万军生
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油
〔2〕待管中出现临界状态时，用体积法测定流量。
〔3〕根据所测流量计算下临界雷诺数，并与公认值〔2320〕比拟，偏离过大，需重测。
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〔4〕重新翻开调节阀，使其形成完全紊流。按上述步骤重复测量不少于三次；
【注意】a、每调节阀门一次，均需等待稳定几分钟；
b、关小阀门过程中，只许关小，不许开关。
测定上临界雷诺数。
逐渐开启调节阀，使管中水流由层流过渡到紊流，颜色水线刚开场散开时，即为上临界状态，测定计算上临界雷诺数1-2次。
五、实验数据及整整
1、记录、计算有关常数：
实验管径 d = f14 ㎜ 水温t= ℃
2、整理、记录计算表
实验次数
颜色水线形态
水体积V(m³)
时间T (s)
流量Q(cm³/s)
流速V(cm/s)
雷诺数Re
阀门开度增〔↑〕或减〔↓〕
实测下临界雷诺数〔平均值〕Recr=
【注】颜色水线形态指：稳定直线，稳定略弯曲，直线摆动，直线抖动，断续，完全散开等。
六、分析与思考
1、流态判据为何采用无量纲参数。而不采用临界流速？
2、为何认为上临界雷诺数无实际意义，而采用下临界雷诺数作为层流与紊流的判据？实测下临界雷诺数为多少？
3、分析实验误差的原因。
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实验三、沿程阻力系数测定
一、实验目的
1、学会测定管道沿程水头损失系数λ的方法；
2、掌握圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律，绘制曲线；
3、掌握管道沿程阻力损失系数的测量方法和气—水压差计及电测压差计测量压差的方法。
4、将实测得到的结果与莫迪图作比照分析。
二、实验装置
流体力学综合实验台〔LTZ-15〕
三、实验原理
1、对于通过直径不变的圆管的恒定水流，沿程水头损失为
其值为上下游量测断面的压差计读数。沿程水头损失也常表达为
其中：λ为沿程水头损失系数；L为上下游量测断面之间的管段长度；d为管道直；V为断面平均流速。假设在实验中测得△h和断面平均流速，则可直接得到沿程水头损失系数。
2、不同流动形态的沿程水头损失与断面平均流速的关系是不同的。层流流动中的沿程水头损失与断面平均流速的1次方成正比。～。见图1、图2。
3、沿程水头损失系数λ是相对粗糙度△/d与雷诺数Re的函数，△为管壁的粗糙度，Re=Vd/n〔其中n为水的运动粘滞系数〕。
对于圆管层流流动
对于水力滑管紊流流动可取
可见在层流和紊流光滑管区，沿程水头损失系数λ只取决于雷诺数。
对于水力粗糙管紊流流动
沿程水头损失系数λ完全由粗糙度决定，与雷诺数无关，此时沿程水头损失与断面平均流速的平方成正比，所以紊流粗糙管区通常也叫做“阻力平方区〞。
〔4〕对于在紊流光滑区和紊流粗糙管区之间存在过渡区，沿程水头损失系数λ与雷诺数和粗糙度都有关。
四、实验步骤
1、对照装置图和说明，搞清各组成部件的名称、作用及其工作原理；检查蓄水箱水位是否够高。否则予以补水并关闭阀门；记录有关实验常数：工作管径d和实验管长L。
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2、接通电源，启动水泵。翻开供水阀。
3、调通量测系统：
〔1〕启动水泵排除管道中的气体。
〔2〕关闭出水阀，排除其中的气体。随后，关闭进水阀，开出水阀，使水压计的液面降至标尺零附近。再次开启进水阀并立即关闭出水阀，稍候片刻检查水位是否齐平，如不平则需重调。
〔3〕气－水压差计水位齐平。
〔4〕实验装置通水排气后，即可进展实验测量。在进水阀全开的前提下，逐次开大出水阀，每次调节流量时，均需稳定2-3分钟，流量愈小，稳定时间愈长；测流量时间不小于8-10秒；测流量的同时，需测记压差计读数；
〔5〕完毕实验前，关闭出水阀，检查水压计是否指示为零，假设均为零，则关闭进水阀，切断电源。否则，说明压力计已进气，需重做实验。
五、实验数据及整理
1、有关常数
d = f14 ㎜ L=1000 ㎜ 水温= ℃
2、记录及计算