流体流动阻力测定实验设计及装置安装要点

1.实验方案

用自来水作实验物料；由实验原理及式和知，当实验装置确定后，只要改变管路中流体流速u或流量qV，测定相应的直管阻力压差△p1和局部阻力压差Δp2，就能通过计算得到一系列的λ和ζ的值以及相应的Re的值；在安排实验点的分布时，要考虑到λ随Re的变化趋势，在小流量范围适当多布点。

2.测试点及测试方法原始数据流速u（或流量qV），直管段压差△p1和局部段压差△p2，流体温度t（据此确定ρ、μ），管路直径d和直管长度l。

测试点需在直管段两端和局部段两端各设一对测压点，分别用以测定△p1和△p2，在管路中配置一个流量（或流速）和温度测试点，共6个测试点。

测试方法

直管段和局部段压差的测定：采用压差变送器（或用水银U形压差计）。

流速或流量的测定：工程上测量流量较测流速更为方便，可用涡轮流量计或转子流量计测定流量。

温度的测定：用热电阻温度计或水银玻璃温度计测定，单位为℃。

原始数据记录表的格式如表5- 1所示。(www.xing528.com)

表5-1 流体流动阻力测定的原始数据表

3.控制点及调节方法

实验中需控制调节的参数是流体流量qV，可在管路系统出口端设置一控制调节阀门，用以调节流量并保证整个管路系统满灌。

4.实验装置和流程设计

主要设备和部件：直管及管件，离心泵，循环水箱，涡轮流量计，阀门，压差传感器，温度计。

实验装置流程如图5-1所示，由管子、管件、闸阀（用于局部阻力测定）、控制阀、流量计及离心泵等组成一个测试系统。测试系统的前半部分为局部阻力测试段，后半部分为直管阻力测试段（可以根据教学需要把光滑管和粗糙管串联或并联连接，分别测试其阻力）。为节约用水，配置水箱供水，循环使用。为了防止脏物进入系统造成堵塞，在泵的入口加装过滤器。为了保证系统满灌，装置的出口端应高于测试段或将控制阀安装在出口端。为了排除管路的残留气体，在装置的最高处装设排气阀。为了实验结束排空系统中的液体或定期更换水箱中的水，在循环水箱底部装设排泄阀。

图5-1 流体流动阻力测定的实验装置流程图

涡轮流量计和测压口在安装时须保证前后有足够的直管稳定段和水平度。