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实验三管路流体阻力的测定
一、实验目的
以实验方法直接测定摩擦系数和局部阻力系数
二、实验原理
当不可压缩流体在圆形导管中流动时，在管路系
统内任意二个截面之间列出机械能衡算方程为
式中：Z——流体的位压头，m液柱；
P——流体的压强，Pa；
u——流体的平均流速，
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h——单位质量流体因流体阻力所造成的能量损失。
f
假假设：
〔1〕水作为试验物系，那么水可视为不可压缩流体；
〔2〕试验导管是按水平装置的；
〔3〕试验导管的上下游截面上的横截面积相同;
可简化为:
由此可见，因阻力造成的能量损失可由管路系
统的两截面之间的压力差来测定。
式中：d——圆形直管的管径，m；
L——圆形直管的长度，m；
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λ——摩擦系数，〔无因次〕
摩擦系数与流体的密度和粘度、管径d、流速u和管壁粗
糙度有关。应用因次分析的方法，可以得出摩擦系数与雷诺数
和管壁相对粗糙度存在函数关系，即
通过实验测得λ和Re数据，可以在双对数坐标上
标绘出实验曲线。当Re＜2000时，λ与管壁粗糙度无
关。当流体在直管中呈湍流时，λ与Re数、管壁相
对粗糙度有关。
当流体流过管路系统时，遇各种管件、阀门和测
量仪表等而产生局部阻力，所造成的能量损失〔压头
损失〕，有关系式：
由于造成局部阻力的原因和条件极为复杂，各种局部阻力
系数的具体数值，都需要通过实验直接测定。
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三、实验装置
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四、实验要点
〔1〕先检查试验导管中旋塞、测压旋塞和试验入
口调节阀开、闭情况。检查毕启动循环水泵；
〔2〕待泵运转正常后，根据需要缓慢开启调节阀
调节流量；
〔3〕待流量稳定后，将转换阀组测量各管路阻力，
即由压差计显示出压强降并记录，同时记录水温；
〔4〕改变流量，重复上述操作，测得各试验导管
中不同流速下的压强降。
实验本卷须知：
〔1〕实验前务必将系统内存留的气泡排除干净，
否那么实验不能到达预期效果。
〔2〕假设实验装置放置不用时，尤其是冬季，应
将管路系统和水槽内水排放干净。
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五、实验记录与数据处理
〔1〕实验根本参数
试验导管:
内径d=17mm
测试段长度l=600mm
粗糙管的粗糙度=0.4mm
粗糙管的相对粗糙度=0.0235
孔板流量计的孔径=11mm
旋塞的孔径=12mm
〔2〕流量标定曲线
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〔4〕数据整理
实验序号
水的流速1
雷诺准数2
光滑管摩擦系数3
粗糙管摩擦系数4
孔板流量计局部阻力系数
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