一、實驗目的

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律。

2、掌握管道沿程阻力系數的量測技術。

3、將測得的-關系值與*圖對比，分析其合理性，進一步提高實驗結果分析能力。

二、實驗設備

1、自動水泵與穩壓器

西循環高壓恒定全自動供水器1由離心泵、自動壓力開關、氣－水壓力罐式穩壓器等組成。壓力超高時能自動停機，過低時能自動開機。為避免因水泵直接向實驗管道供水而造成的壓力波動等影響，離心泵的輸水是先進入穩壓器的壓力罐，經穩壓后再送向實驗管道。

2、旁通管與旁通閥

由于本實驗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，供水器設有與蓄水箱直通的旁路管，通過分流可使水泵持續穩定運行。旁通管中設有調節分流量至蓄水箱的閥門，即旁通閥，實驗流量隨旁通閥開度減?。ǚ至髁繙p?。┒龃?。實際上旁通閥又是本裝置用以調節流量的重要閥門之一。

3、水封面

為了簡化排氣，并防止實驗中進氣，在測點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）的密封立筒構成。

4、電測儀

由壓力傳感器和主機兩部分組成。以由連通管將其接入測點，圖2。壓差讀數（以厘米水柱為單位）通過主機顯示。

三、實驗步驟

1、檢查蓄水箱，水位是否夠高，否則予以補水。

2、全開閥12，打開供水閥11，接通電源，水泵自動開啟供水。

3、關閉旁通閥12，全開供水閥11和出水閥10，對實驗管道充水排氣。

4、關閉閥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值10CM左右擰緊F1，這樣，水差壓計調好待用。

5、關閉閥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好。

6、關閉閥10/全開閥11/檢查水壓差計兩測管中水位平否？若水位相平，則整個量測系統調通，否則按上述步驟重新排氣。

7、實驗量測

（1）調節流量實驗可按流量由小到大依次進行：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）。大流量通過漸關旁通閥，調大壓差量測改用電測，相應取Δh=o.4m和2.0m。

注意：

◎當換用電測時，務必夾緊水壓差計連通管。

◎流量每調一次，均需穩定2～3分鐘，流量愈小，穩定時間愈長。

◎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、相應流量和水溫。

（3）關閉閥10，檢查Δh=0與否，否則表明水壓差計已進氣，需重做實驗。zui后關閉閥11，切斷電源。

四、基本原理及計算公式

由達西公式

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、試驗結果及要求

1、有關常數

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，并確定指數關系值M的大小。在厘米紙上（12×12cm）以為橫坐標，以為縱坐標，點繪所測的曲線，根據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值與已知各流區的m值（即層流m=1，光滑管流區m=1.75，粗糙管紊流m=2.0 ，紊流過渡區1.75<m<2.0）進行比較，確定流區。

六、實驗分析與討論

1、為什么壓差計的水柱差就是沿程水頭損失？如實驗管道安裝成傾斜，是否影響實驗結果？

2、本次實驗結果與*圖吻合與否？試分析其原因。