一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1、加深了解圓管層流和紊流的沿程損失隨平均流速變化的規(guī)律。
2、掌握管道沿程阻力系數(shù)的量測技術(shù)。
3、將測得的-關(guān)系值與*圖對比,分析其合理性,進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析能力。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
1、自動水泵與穩(wěn)壓器
西循環(huán)高壓恒定全自動供水器1由離心泵、自動壓力開關(guān)、氣-水壓力罐式穩(wěn)壓器等組成。壓力超高時能自動停機(jī),過低時能自動開機(jī)。為避免因水泵直接向?qū)嶒?yàn)管道供水而造成的壓力波動等影響,離心泵的輸水是先進(jìn)入穩(wěn)壓器的壓力罐,經(jīng)穩(wěn)壓后再送向?qū)嶒?yàn)管道。
2、旁通管與旁通閥
由于本實(shí)驗(yàn)裝置所采用水泵的特性,在供小流量有可能時開時停,從而造成供水壓力的較大波動。為了避免這種情況出現(xiàn),供水器設(shè)有與蓄水箱直通的旁路管,通過分流可使水泵持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。旁通管中設(shè)有調(diào)節(jié)分流量至蓄水箱的閥門,即旁通閥,實(shí)驗(yàn)流量隨旁通閥開度減?。ǚ至髁繙p?。┒龃?。實(shí)際上旁通閥又是本裝置用以調(diào)節(jié)流量的重要閥門之一。
3、水封面
為了簡化排氣,并防止實(shí)驗(yàn)中進(jìn)氣,在測點(diǎn)與壓力傳感器之間裝有水封器,并由連通管連接。水封器由2只充水(不滿頂)的密封立筒構(gòu)成。
4、電測儀
由壓力傳感器和主機(jī)兩部分組成。以由連通管將其接入測點(diǎn),圖2。壓差讀數(shù)(以厘米水柱為單位)通過主機(jī)顯示。
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1、檢查蓄水箱,水位是否夠高,否則予以補(bǔ)水。
2、全開閥12,打開供水閥11,接通電源,水泵自動開啟供水。
3、關(guān)閉旁通閥12,全開供水閥11和出水閥10,對實(shí)驗(yàn)管道充水排氣。
4、關(guān)閉閥10/開啟閥12/松開(水壓差計連通管)止水夾/開啟閥11(待測管升至一定高度,再按下列步序適當(dāng)降低,以保證有足夠的量程)/旋開倒U型管旋鈕F1/全開閥11/待倒U型管齊水位降至測尺標(biāo)值10CM左右擰緊F1,這樣,水差壓計調(diào)好待用。
5、關(guān)閉閥10/開啟閥11/打開排氣旋鈕F4、F5/待旋孔溢水再擰緊,表示壓力傳感器及其連通管充水排氣調(diào)好。
6、關(guān)閉閥10/全開閥11/檢查水壓差計兩測管中水位平否?若水位相平,則整個量測系統(tǒng)調(diào)通,否則按上述步驟重新排氣。
7、實(shí)驗(yàn)量測
(1)調(diào)節(jié)流量實(shí)驗(yàn)可按流量由小到大依次進(jìn)行:微開閥10(閥12已全開),使流量逐次增大,其增量,在流量較小時,用水壓差計水柱差Δh控制,每次增量可取Δh=4~6mm(初次小些)。大流量通過漸關(guān)旁通閥,調(diào)大壓差量測改用電測,相應(yīng)取Δh=o.4m和2.0m。
注意:
◎當(dāng)換用電測時,務(wù)必夾緊水壓差計連通管。
◎流量每調(diào)一次,均需穩(wěn)定2~3分鐘,流量愈小,穩(wěn)定時間愈長。
◎每次測流時段不少于8~10秒(流量大可短些)
◎要求變更流量不少于10次。
(2)依次測定總壓計測管及電測儀讀數(shù)、相應(yīng)流量和水溫。
(3)關(guān)閉閥10,檢查Δh=0與否,否則表明水壓差計已進(jìn)氣,需重做實(shí)驗(yàn)。zui后關(guān)閉閥11,切斷電源。
四、基本原理及計算公式
由達(dá)西公式
得
另由能量方程對水平等直徑圓管可得
式中: d ——圓管直徑
L ——量測段長度
——量測段沿程水頭損失
Q ——體積流量cm3/s由求得。
五、試驗(yàn)結(jié)果及要求
1、有關(guān)常數(shù)
圓管直徑 d=0.685cm。量測段長度L=85。水溫t=℃
2、整理記錄,計算表見表1
3、繪圖分析繪制曲線,并確定指數(shù)關(guān)系值M的大小。在厘米紙上(12×12cm)以為橫坐標(biāo),以為縱坐標(biāo),點(diǎn)繪所測的曲線,根據(jù)具體情況連成一段或幾段直線。求厘米紙直線的斜率。
將從圖上求得的M值與已知各流區(qū)的m值(即層流m=1,光滑管流區(qū)m=1.75,粗糙管紊流m=2.0 ,紊流過渡區(qū)1.75<m<2.0)進(jìn)行比較,確定流區(qū)。
六、實(shí)驗(yàn)分析與討論
1、為什么壓差計的水柱差就是沿程水頭損失?如實(shí)驗(yàn)管道安裝成傾斜,是否影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果?
2、本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果與*圖吻合與否?試分析其原因。