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沿程阻力实验 Friction Head Loss Experiment
工程流体力学 沿程阻力实验 Friction Head Loss Experiment 石油工程实验教学中心
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实验目的 1．掌握测定镀锌铁管管道沿程阻力系数λ的方法； 2．在双对数坐标纸上绘制λ-Re的关系曲线；
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实验装置 1.进水阀； 2.第1根管路； 3.量水箱； 4.流量调节阀； 5.排气阀 5 4 1 2 3
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实验原理(1) 本实验所用的管路是水平放置且等直径，因此利用能量方程式可推得管路两点间的沿程水头损失计算公式： 式中： λ——沿程阻力系数；
L——实验管段两端面之间的距离，m； D——实验管内径，m； g——重力加速度（g=9.8 m/s2）； v——管内平均流速，m/s； hf——沿程水头损失，由压差计测定。
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实验原理(2) 由上可以得到沿程阻力系数λ的表达式： 沿程阻力系数在层流时只与雷诺数有关，而在紊流时则与雷诺数和管壁粗糙度有关。
当实验管路粗糙度保持不变时，可得出该管的λ-Re关系曲线
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实验步骤(1) Step1 阀门V1完全打开。一般情况下V1是开着的，检查是否开到最大即可；
排气：为防止汞外泄，排气时应在老师的指导下进行 Step3 打开实验管路左、右测点，关闭压差计上方的球形阀，检查压差计左右液面是否齐平。若不平，须排气；
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实验步骤(2) Step4 用打气筒将水-气压差计的液面打到中部，关闭压差计上、下方的三个球形阀，将V12完全打开。待水流稳定后，记录压差计读数，同时用体积法测流量（压差5~7 cm汞柱时，打开压差计下方的两个球形阀，由汞-水压差计换用水-气压差计来读压差）； ΔhHg>5 cm，用汞-水压差计测压差 ΔhHg<5 cm，用水-气压差计测压差
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实验步骤(3) Step5 逐次关小V12，记录18组不同的压差及流量；
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注意事项 本实验要求从大流量（注意一定要把阀门V12完全打开）开始做，逐渐调小流量，且在实验的过程中阀门V12不能逆转；
实验点分配要求尽量合理，在记录压差和流量时，数据要一一对应； 使用量筒、温度计等仪器设备时，一定要注意安全； 做完实验后，将量筒、温度计放回原处，将秒表交回。
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思考分析 1．如将实验管安装成倾斜的，比压计中的读数差是不是沿程水头损失？ 2．随着管路使用年限的增加， λ-Re关系曲线会有什么样的变化？
3．当流量、实验管段长度相同时，为什么管径愈小，两断面的测压管液面差愈大？其间的变化规律如何？
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