p-流体的密度.kgm3: 4-流体的粘度，Ns/m2。 在实验装置中，直管段管长1和管径都已固定。若水温一定，则水的密度 ρ和粘度“也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降 △P,与流速“（流量V)之间的关系。 根据实验数据和式(13)可计算出不同流速下的直管摩擦系数1，用式(1- 4)计算对应的Re,从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出元与Re的关 系曲线。 (二)实验步骤 1测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数入。 2测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数入与雷诺数R和相对粗糙度之间 的关系曲线。 3在本实验压差测量范围内，测量阀门的局部阻力系数。 三、实验装置及流程 (装置一)1、2号 图2.1流动过程综合实验流程示意图 1-水箱：2-水泵：3-入口真空表：4-出口压力表：5,16缓冲罐：6,14测局部阻力近端阀：7,15 测局部阻力远端阀：8,17-粗糙管测压阀：9,21光滑管测压阀：10-局部阻力阀：11-文丘里流量计：12- 压差传感变送器：13-涡流流量计：18阀门：19-光滑管阀：20粗糙管阀：22小流量计：23-大流量计：24 阀门：25水箱放水阀：26到U型管放空阀：27-倒置U型管：28,30倒U型管排水阀：29,31倒U型管平衡阀
流体的密度， ；3 kg/m 流体的粘度，N·s / m2。 在实验装置中，直管段管长l 和管径d都已固定。若水温一定，则水的密度 和粘度 也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降 Pf 与流速u (流量V )之间的关系。 根据实验数据和式(1-3)可计算出不同流速下的直管摩擦系数 ，用式(1- 4)计算对应的 Re ，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出 与 Re 的关 系曲线。 (二) 实验步骤 1.测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数。 2.测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数与雷诺数Re和相对粗糙度之间 的关系曲线。 3.在本实验压差测量范围内，测量阀门的局部阻力系数。 三、实验装置及流程 (装置一)1、2号 图2-1流动过程综合实验流程示意图 1-水箱；2-水泵；3-入口真空表；4-出口压力表；5,16-缓冲罐；6,14-测局部阻力近端阀；7,15- 测局部阻力远端阀；8,17-粗糙管测压阀；9,21-光滑管测压阀；10-局部阻力阀；11-文丘里流量计；12- 压差传感变送器；13-涡流流量计；18-阀门；19-光滑管阀；20-粗糙管阀；22-小流量计；23-大流量计；24- 阀门；25-水箱放水阀；26-倒U型管放空阀；27-倒置U型管；28,30-倒U型管排水阀；29,31- 倒U型管平衡阀
水泵2将水箱1中的水抽出，送入实验系统，经玻璃转子流量计22、23测量流 量，然后送入被测直管段（光滑管及粗糙管）测量流体流动阻力，经回流管流回 水箱1。被测直管段流体流动阻力△P可根据其数值大小分别采用压差变送器12 或空气一水倒置U型管27来测量。 (装置二)3、4号 15 17 图22流体力学综合实验装适流程示意图 1-转子流量计：2-流量调节阀：3-直管阻力测量管：7-离心泵：8-压力表：9-真空表：10-流量调节阀 11-文丘里流量计：12-压力变送器：13-显示仪：14功率表：15频率计：16-水箱：17-涡轮流量计 水泵7将储水槽16中的水抽出，送入实验系统，经玻璃转子流量计1测量流 量，然后送入被测直管段3测量流体流动阻力，经回流管流回储水槽16。被测直 管段3流体流动阻力△P可根据其数值大小分别采用变送器4或空气 水倒置U型管来测量。 四、实验方法及步骤 1.向储水槽内注水，直到水满为止。（有条件最好用蒸馏水，以保持流体清洁） 2. 大流量状态下的压差测量系统，应先接电预热10~15分钟，观察数字仪表的初 始值并记录后即可层动泵做实验。 3.光滑管阻力测定 () 关闭粗糙管阀，将光滑管阀全开，在流量为需条件下，打开通向倒置U型管的进
水泵2将水箱1中的水抽出，送入实验系统，经玻璃转子流量计22、23测量流 量，然后送入被测直管段（光滑管及粗糙管）测量流体流动阻力，经回流管流回 水箱1。被测直管段流体流动阻力P 可根据其数值大小分别采用压差变送器12 或空气—水倒置Ｕ型管27来测量。 (装置二)3、4号 图2-2 流体力学综合实验装置流程示意图 1-转子流量计；2-流量调节阀；3-直管阻力测量管；7-离心泵；8-压力表；9-真空表；10-流量调节阀； 11-文丘里流量计；12-压力变送器；13-显示仪；14-功率表；15-频率计；16-水箱；17-涡轮流量计 水泵7将储水槽16中的水抽出，送入实验系统，经玻璃转子流量计1测量流 量，然后送入被测直管段3测量流体流动阻力，经回流管流回储水槽16。被测直 管段3流体流动阻力ΔP 可根据其数值大小分别采用变送器4或空气— 水倒置Ｕ型管来测量。 四、实验方法及步骤 1. 向储水槽内注水，直到水满为止。(有条件最好用蒸馏水，以保持流体清洁) 2. 大流量状态下的压差测量系统，应先接电预热10～15分钟，观察数字仪表的初 始值并记录后即可启动泵做实验。 3. 光滑管阻力测定： ⑴ 关闭粗糙管阀，将光滑管阀全开，在流量为零条件下，打开通向倒置U型管的进
水阀，检查导压管内是否有气泡存在。若倒置U型管内液柱高度差不为雾，则表 明导压管内存在气泡。倒置U型管的示意图参见图1 3,具体排气泡的操作过程如下： 开大转子流量计调节阀，使倒置U型管内液体充分流动，以赶出管路内的 气泡：若认为气泡已赶净，则按照下述过程进行检验：将转子流量计调节阀关闭 ,同时关闭倒U管两进水阀11，慢慢旋开倒置U型管上部的放空阀21，缓慢打开 倒U管出水阀3、4，使液柱降至雾点上下时马上关闭，管内形成气- 水柱，此时管内液柱高度差为需。然后关闭放空阀21，开后倒U管两进水阀11， 此时两柱液面高度差应为雾，若不为霁，说明系统内仍然有气泡，需继续进行排 气泡操作，直至气泡赶净为止中可进行后续实验。 21 22 9 ■2四 图13导压系统示意图 3,4排水阀：8粗糙管测压回水阀：9-光滑管测压回水阀：11-U型管进水阀 12-直管压力传感器：20粗糙管测压进水阀：21U型管放空阀：22-U型管 (2) 该装置两个转子流量计并联连接，根据流量大小选择不同量程的流量计测量流 量。 (3) 差压变送器与倒置U型管也是并联连接，用于测量直管段的压差，小流量时用 倒置U型管压差计测量，大流量时用差压变送器测量。应在最大流量和最小流 量之间进行实验，一般测取15~20组数据。 粗糙管阻力测定：关闭光滑管阀，将粗糙管阀全开，从小流量到最大流量，测取1 5~20组数据（同光滑管阻力测定过程）
水阀，检查导压管内是否有气泡存在。若倒置U型管内液柱高度差不为零，则表 明导压管内存在气泡。倒置U型管的示意图参见图1- 3，具体排气泡的操作过程如下： 开大转子流量计调节阀，使倒置U型管内液体充分流动，以赶出管路内的 气泡；若认为气泡已赶净，则按照下述过程进行检验：将转子流量计调节阀关闭 ，同时关闭倒U管两进水阀11，慢慢旋开倒置U型管上部的放空阀21，缓慢打开 倒U管出水阀3、4，使液柱降至零点上下时马上关闭，管内形成气- 水柱，此时管内液柱高度差为零。然后关闭放空阀21，开启倒U管两进水阀11， 此时两柱液面高度差应为零，若不为零，说明系统内仍然有气泡，需继续进行排 气泡操作，直至气泡赶净为止才可进行后续实验。 图1-3导压系统示意图 3,4-排水阀；8-粗糙管测压回水阀；9-光滑管测压回水阀；11- U型管进水阀； 12-直管压力传感器；20-粗糙管测压进水阀；21- U型管放空阀；22-U型管 ⑵ 该装置两个转子流量计并联连接，根据流量大小选择不同量程的流量计测量流 量。 ⑶ 差压变送器与倒置U型管也是并联连接，用于测量直管段的压差，小流量时用 倒置∪型管压差计测量，大流量时用差压变送器测量。应在最大流量和最小流 量之间进行实验，一般测取15～20组数据。 4. 粗糙管阻力测定：关闭光滑管阀，将粗糙管阀全开，从小流量到最大流量，测取1 5~20组数据(同光滑管阻力测定过程)
5.测取水箱水温。待数据测量完毕，关闭流量调节阀，停泵。 五、注意事项 1.利用压力传感器测大流量下压差△P 时，应切断空气一水倒置U型管两进水阀门否则影响测量数值。 2 在实验过程中每调节一个流量之后应待流量和直管压降的数据稳定以后方可记 录数据。 3.若较长时间内不做实验，放掉系统内及储水槽内的水。 4.该装置应良好地接地。 5.后动离心泵前，关闭压力表和真空表的开关以免损坏压强表。 六、报告内容 1 将实验数据和数据整理结果列在数据表格中，并以其中一组数据为例写出详细 计算过程。 2.在合适的坐标系下标绘光滑直管和粗糙直管1-R关系曲线。 根据所标绘的1-Re关系曲线，求本实验条件下光滑直管层流区的1-Re关系 式，并于理论公式比较，分析误差。 七、思考题 本实验用水为工作介质做出的元-R曲线，对其它流体能否使用？为什么？ 2 本实验是测定等直径水平直管的流动阻力，若将水平管改为流体自下而上流动 的垂直管，从测量两取压点间压差的倒置U形管读数R到△P的计算过程和公式 是否与水平管完全相同？为什么？ 为什么采用差压变送器和倒置U形管并联起来测量直管段的压差？何时用变送 器？何时用倒置U形管？操作时要注意什么？ 八、附录 (一)主要设备技术参数
5. 测取水箱水温。待数据测量完毕，关闭流量调节阀，停泵。 五、注意事项 1. 利用压力传感器测大流量下压差ΔP 时，应切断空气一水倒置U型管两进水阀门否则影响测量数值。 2. 在实验过程中每调节一个流量之后应待流量和直管压降的数据稳定以后方可记 录数据。 3. 若较长时间内不做实验，放掉系统内及储水槽内的水。 4. 该装置应良好地接地。 5. 启动离心泵前，关闭压力表和真空表的开关以免损坏压强表。 六、报告内容 1. 将实验数据和数据整理结果列在数据表格中，并以其中一组数据为例写出详细 计算过程。 2. 在合适的坐标系下标绘光滑直管和粗糙直管 Re 关系曲线。 3. 根据所标绘的 Re 关系曲线，求本实验条件下光滑直管层流区的 Re 关系 式，并于理论公式比较，分析误差。 七、思考题 1. 本实验用水为工作介质做出的 Re 曲线，对其它流体能否使用？为什么？ 2. 本实验是测定等直径水平直管的流动阻力，若将水平管改为流体自下而上流动 的垂直管，从测量两取压点间压差的倒置U形管读数R到△Pf的计算过程和公式 是否与水平管完全相同?为什么? 3. 为什么采用差压变送器和倒置U形管并联起来测量直管段的压差？何时用变送 器?何时用倒置U形管?操作时要注意什么？ 八、附录 (一)主要设备技术参数
①②号装置技术参数 1.流体阻力 (1)被测直管段： 光滑管：管径d0.008(m)管长L一1.71(m) 材料：不锈钢 粗糙管：管径d一0.010(m)管长L一1.71(m) 材料：不锈钢 (2)玻璃转子流量计： LZB一25型：测量范围100-1000Lh,精度1.5级 LZB一10型：测量范围10-100Lh,精度2.5级 (3)压差传感器： 型号：LXwY,测量范围：200kPa (4)数显表： 型号：501，测量范围：0-200kPa (⑤)离心泵： 型号：wB70/055.流量：20-200L/h,扬程：19-13.5m 电机功率：550W,电流：1.35A,电压：380V 2.流量计性能 文丘里流量计，文丘里喉径：0.020m,实验管路管径：0.043m, 3.离心泵性能 (1)离心泵：型号 WB70/055,流量Q=4m3h,扬程H=8m,轴功率N=168w,电机效率为60% (2)真空表：用于泵吸入口真空度的测量。表盘直径100mm,测量范围 0.1~0MPa,精度1.5级，真空表测压位置管内径d10.025m (3)压力表：用于泵出口压力的测量。表盘直径100mm,测量范围0-0.25MPa ,精度1.5级，压强表测压位置管内径d2-0.025m (4)流量计（涡轮流量计）：精度0.5级 (5)功率表：型号501，精度1.0级 (6)两测压口之间距离，即真空表与压强表测压口之间的垂直距离=0.38m 4.管路特性 变频器：型号N2-401-H,规格：0-50Hz ③④号装置技术参数
① ②号装置技术参数 1．流体阻力 (1)被测直管段： 光滑管: 管径d—0.008(m) 管长L—1.71(m) 材料：不锈钢 粗糙管: 管径d—0.010(m) 管长L—1.71(m) 材料：不锈钢 (2)玻璃转子流量计： LZB—25型：测量范围100~1000 L/h，精度1.5级 LZB—10型：测量范围10~100 L/h，精度2.5级 (3)压差传感器： 型号：LXWY，测量范围：200 kPa (4)数显表： 型号：501，测量范围：0~200kPa (5)离心泵： 型号：WB70/055，流量：20~200 L/h，扬程：19~13.5m， 电机功率：550W，电流：1.35A，电压：380V 2.流量计性能 文丘里流量计，文丘里喉径：0.020m，实验管路管径：0.043m， 3. 离心泵性能 (1)离心泵：型号 WB70/055，流量Q=4m3 /h，扬程H=8m，轴功率N=168w，电机效率为60% (2)真空表：用于泵吸入口真空度的测量。表盘直径100mm，测量范围- 0.1~0MPa，精度1.5级，真空表测压位置管内径d1=0.025m (3)压力表：用于泵出口压力的测量。表盘直径100mm，测量范围0~0.25MPa ，精度1.5级，压强表测压位置管内径d2=0.025m (4)流量计（涡轮流量计）：精度0.5级 (5)功率表：型号501，精度1.0级 (6)两测压口之间距离，即真空表与压强表测压口之间的垂直距离h0=0.38m 4.管路特性 变频器：型号N2-401-H，规格：0~50Hz ③④号装置技术参数