流体力学综合实验数据处理

流体力学综合实验数据处理

水在管道内流动的直管阻力损失

由附录查得水温t=20C时，密度??998.2kg/m3粘度??0.001pa?s?1

?lu2d?u??由公式hf?（1） hf????（2） Re?（3）可分别算出hf，?d2???p和

Re 管内径管a=管b=管c d=0.02m 长度管a=管b=管c L=1m

310.32?103以a管第一组数据为例 ?p=10.32?10pa 则hf?=10.34（J/kg）

998.2平均流速u?11.132?0.02?10.34?=9.85m/s 则==0.0043

3600?3.14?0.0121?9.8520.02?9.85?998.2Re==196645

0.001管a 平均流速（m/s） 压差（pa） 9.85 7.95 5.94 4.30 2.10 0.58 10320 6870 3660 2040 1690 1300 流量（m3/h) 11.13 8.99 6.72 4.86 2.37 0.66

hf(J/kg) 10.34 6.88 3.67 2.04 1.69 1.30 ? 0.0043 0.0044 0.0042 0.0044 0.0153 0.1546 Re 196645 158714 118586 85845 41924 11579 管b

流量（m3/h) 11.90 9.58 7.50 5.82 3.53 0.72 平均流速（m/s） 压差（pa） 10.53 8.47 8.47 5.15 3.12 0.64 12500 10590 6450 4660 2290 1810

hf(J/kg) 12.52 10.61 6.46 4.67 2.29 1.81 ? 0.0045 0.0059 0.0059 0.0070 0.0094 0.1768 Re 210221 169095 132361 102815 62288 12777

管c

流量m3/h) 5.39 4.17 3.48 2.26 1.23 0.67 平均流速（m/s） 压差（pa） 4.77 3.69 3.08 2.00 1.09 0.59 15140 9120 6210 3320 1580 1200 hf(J/kg) 15.17 9.14 6.22 3.33 1.58 1.20 ? 0.0267 0.0269 0.0262 0.0333 0.0532 0.1379 Re 95228 73667 61489 39928 21761 11779 λ与Re的关系曲线图250000200000雷诺数Re1500001000005000000246摩擦阻力系数λ81012

局部阻力系数?的计算

2hfu2由公式hf??? 得??2

2u 不同开度下截止阀的局部阻力系数?

管a hf（J/kg）u 10.34 9.85 0.21 6.88 7.95 0.22 3.67 5.94 0.21

管b

hf（J/kg）u 12.52 10.53 0.23 10.61 8.47 0.30 6.46 8.47 0.18

2.04 4.30 0.22 1.69 2.10 0.77 1.30 0.58 7.73 ?

4.67 5.15 0.35 2.29 3.12 0.47 1.81 0.64 8.84 ?

管c

hf（J/kg）u 15.17 4.77 1.33 9.14 3.69 1.34 6.22 3.08 1.31 3.33 2.00 1.67 1.58 1.09 2.66 1.20 0.59 6.89 ? 离心泵的特性曲线

p真u2杨程H=????hf

?g?g2gp表?hf?0

离心泵轴功率N=N电??电??传 离心泵的效率?是理论功率与轴功率的比值，即

??NtQH?(kw) 而理论功率Nt是离心泵对水所作的有效功，即Nt?102N20.022125000180003600?3.14?0.01以第一组数据为例计算H=???15.21

998.2?10998.2?102?10mH2O N=1489?0.75?0.95=1.601(kw)

??Q（m/h） PPH（mH2O） N（kw） ? 1.601 1.86 1.057 2.80

离心泵特性曲线

表320.02?15.21?998.2?1.86

102?1.60114.04 180000 8000 19.45 12.00 195000 4000 20.47 10.26 205000 2000 21.19 8.13 210000 1000 21.50 6.12 215000 0 21.81 4.07 220000 0 22.22 2.07 225000 0 22.63 20.02 125000 18.10 145000 16.02 `165000 (pa) （pa） 真18000 14000 10000 15.21 16.73 18.24 1.034 2.77 1.019 2.62 1.010 2.38 1.002 2.12 1.000 1.71 0.995 1.31 0.979 0.90 0.972 0.47

离心泵特性曲线图 25 20 15 10 5 0 0 2 4 6 8 10 12 14

思考与讨论

1， 只管阻力产生的原因是什么？如何测定及计算？

答：原因是流涕在管道内流动时，由于内摩擦力的存在，必然有能量的损耗，此损耗能量为直观阻力损失。测定及计算方法为

lu2hf?（1） hf????(2)

d2??p 2， 影响本实验测量准确度的原因有哪些？怎样侧准数据？

答：读数不精确，供水系统不稳定，电压不稳定，出口胶管排气未排完，如果要侧准数据，应该等仪器上显示的数据稳定后再读取。

3，根据实验测定数据，如何确定离心泵的工作点？水平或是垂直管中，对相同直径，相同条件下所测出的阻力损失是否相同？

答：根据极值数据来确定离心泵的工作点，水平或是垂直管中，对相同直径，相同条件下所测出的阻力损失不相同，

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