沿程阻力实验.docx

中国石油大学（华东）流体力学实验报告
实验日期：成绩：
班级：学号：姓名：教师：
同组者：
实验七沿程阻力实验
一、实验目的
掌握测定镀锌铁管管道沿程阻力系数的方法。
在双对数坐标纸上绘制-的关系曲线。
进一步理解沿程阻力系数随雷诺数的变化规律。
二、实验装置
本实验采用管流实验装置中的第1根管路，即实验装置中最细的管路。在测量较大压差时，采用两用式压差计中的汞-水压差计；压差较小时换用水-气压差计。
另外，还需要的测量工具有量水箱、量筒、秒表、温度计、水的粘温表等。

图7-1管流综合实验装置流程图

F1—文氏流量计；F2—孔板流量计；F3—电磁流量计；
C—量水箱；V—阀门；K—局部电阻实验管；
三、实验原理
本实验所用的管路水平放置且等直径，因此利用能量方程式可以推导出管路两点间的沿程水头损失计算公式为：

式中λ——沿程阻力系数；
L——实验管段两端面之间的距离，m；
D——实验管内径，m；
g——重力加速度（g=9.8m/）；
v——管内平均流速，m/s;
——沿程水头损失（由压差计测定），m。
由式可以得到沿程阻力系数λ的表达式：

沿程阻力系数λ在层流时只与雷诺数有关，在紊流时与雷诺数、管壁粗糙度都有关。
当实验管路粗糙度保持不变时，可以得到该管的λ-Re关系曲线。
四、实验要求
1．有关常数实验装置编号：No.10
管路直径：D=1.58×10-2m；水的温度：T=18.0℃；
水的密度：=998.62kg/m3；动力粘度系数：=1.0599×10-3Pas；
运动粘度系数：=1.057×10-6m2/s；两测点之间的距离：L=5m
2．实验数据记录及处理见表7-1和表7-2。
表7-1沿程阻力实验数据记录表
次数流量汞-水压差计水气-压差计hd/10-2mhu/10-2mV/10-6mt/sh1'/10-2mh2'/10-2mh1/10-2mh2/10-2m11050.328.7299.723.221050.740.9481.241.731050.557.6571.851.341055.592.9066.556.55103057.3464.258.863050.381.7597.262.473045.578.8591.268.783045.2114.5985.275995024.5782.877.41096036.3481.578.81196040.8781.179.21298045.6280.979.41396050.8580.779.61461034.8880.679.71554035.1280.579.91637033.2580.479.91733034.9780.379.9
表7-2沿程阻力实验数据处理表
次数Qv

Re/(10-6m3.s-1)/(10-2m.s-1)/(10-2m)/(10-2m)/(10-2m)1561.28286.3776.5963.90.072842806.22397.66202.8939.5497.70.074930327.23281.01143.3720.5258.30.077821431.04195.9299.96101260.078114941.85139.5271.185.468.040.083210640.4699.3350.6834.834.80.08397575.2778.6340.1222.522.50.08665996.8853.0627.0710.210.20.08624046.5938.6719.735.45.40.08592948.81026.4213.482.72.70.09212014.71123.4911.981.91.90.08191791.41221.4810.961.51.50.07731638.31318.889.631.11.10.07341439.81417.498.920.90.90.07001333.81515.387.840.60.60.06041172.61611.135.680.50.50.0961848.7179.444.810.40.40.1069719.7

以其中第4组数据写出计算实例。

流量Q=(hu–hd)×400/t=(55.5-10)×400/92.90=195.91×10-6m3/t

断面平均流速V=4×Q/（π×D2）=4×195.91×10-6/（3.14×1.58×10-2×1.58×10-2）=0.9997m/s

△h,=h1,-h2,=66.5-56.5=10×10-2m

沿程阻力=12.6×△h,=12.6×10×10-2=1.26m

沿程阻力系数λ=2×g×D/L×/v2=2×9.8×1.58×10-2/5×1.26/0.99972=0.0781

雷诺系数Re=D×V/γ