单相流动阻力测定.docVIP

PAGE PAGE 1 单相流动阻力测定 实验装置 说 明 书 天 津 大 学 化 工 基 础 实 验 中 心  目 录 一、实验设备的功能与特点 二、设备主要技术数据 三、实验设备应注意的事项 四、实验方法及步骤 五、使用实验设备应注意的事项 六、附录 ⒈ 实验数据的计算过程 ⒉ 计算举例 ⒊ 实验数据表 ⒋ 摩擦阻力系数与雷诺数之间的关系图 一、实验设备的功能与特点 本实验装置可用于实验教学和科研。利用该实验装置，可学习和掌握光滑直管、粗糙直管的阻力系数与雷诺准数的测量方法；也可学习局部阻力的测量方法；学习几种压差测量方法；加深对流体流动阻力概念的理解。 本实验装置的特点： ⑴ 本实验装置数据稳定，重现性好，能给实验者明确的流体流动阻力概念。 ⑵ 雷诺准数的数据范围宽，可作出102～104三个数量级。能够测量出光滑管、粗糙管的阻力系数与雷诺准数的关系，同时也可以测量阀门局部阻力。 ⑶ 实验采用循环水系统，节约实验费用。 ⑷ 测量系统采用量程不同的两种流量计和压差测量仪表，测量精度较高。 ⑸ 采用压力传感器—数字表系统,测量大流量下的流体流动阻力, 实验数据稳定可靠。 二、设备的主要技术数据: ⒈ 被测光滑直管段： 管径d—0.008m； 管长L—1.698m； 材料—不锈钢管 被测粗糙直管段： 管径 d—0.010m； 管长L—1.698m； 材料—不锈钢管 ⒉ 被测局部阻力直管段: 管径 d—0.015m；管长 L—1.2m； 材料—不锈钢管 ⒊ 压力传感器: 型号:LXWY 测量范围: 200 KPa ⒋ 直流数字电压表: 型号: PZ139 测量范围: 0 ～ 200 KPa ⒌ 离心泵: 型号: WB70/055 流量: 8(m3／h) 扬程: 12(m) 电机功率: 550(W) ⒍ 玻璃转子流量计: 型号 测量范围 精度 LZB—40 100～1000(L／h) 1.5 LZB—10 10～100(L／h) 2.5 三、实验设备的基本情况 实验流程示意图见图1。 图1 流动阻力实验流程示意图 1-水箱；2-离心泵；3、4-放水阀；5、13-缓冲罐；6-局部阻力近端测压阀；7、15-局部阻力远端测压阀；8、20-粗糙管测压回水阀；9、19-光滑管测压阀；10-局部阻力管阀；11-U型管进水阀；12-压力传感器；14-流量调节阀； 15、16-水转子流量计；17-光滑管阀；18-粗糙管阀；21-倒置U型管放空阀；22-倒置U型管；23-水箱放水阀；24-放水阀； 水泵2将储水槽1中的水抽出，送入实验系统，首先经玻璃转子流量计15、16测量流量，然后送入被测直管段测量流体在光滑管或粗糙管的流动阻力，或经10测量局部阻力后回到储水槽，水循环使用。被测直管段流体流动阻力△p可根据其数值大小分别采用变送器12或空气-水倒置∪型管22来测量。 四、实验方法及步骤: ⒈ 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) ⒉ 直流数字表的使用方法请详细阅读使用说明书。 ⒊ 大流量状态下的压差测量系统，应先接电预热10～15分钟，纪录数字表的初始值，然后启动泵进行实验。 ⒋ 光滑管阻力测定： ⑴ 关闭粗糙管阀18、粗糙管测压进水阀20、粗糙管测压回水阀8，将光滑管阀17、光滑管测压进水阀19、光滑管测压回水阀9全开。 ⑵ 在流量为零条件下，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，需要进行赶气泡操作。导压系统如图2所示。 操作方法如下： 开大流量，打开倒置U型管与实验管路相通的阀11，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，将流量调节阀关闭；关闭连通阀11，慢慢旋开倒置U型管上部的放空阀21，分别缓慢打开阀3、4，使液柱降至中点上下时马上关闭，管内形成气-水柱。然后关闭放空阀21。看U型管内的水拄是否相平，相平及为管路中无气泡存在，相反就要继续上述操作过程。 图2 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 ⑶ 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。 ⑷ 差压变送器与倒置U型管也是并联连接，用于