实验。一、管路阻力的测定。
一、实验目的。
1．学习直管阻力与局部阻力的测定方法。
2．学习计算并绘制直管摩擦系数与re的关系曲线的方法。
3．学习确定局部阻力系数的方法。
二、实验原理。
流体在管路中的流动阻力分为直管阻力和局部阻力两种。直管阻力也称为表皮阻力，是流体流经一定管径的直管时，由于流体内摩擦而产生的阻力。
（m1局部阻力也称为形体阻力，是由于流体流经管路中的管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小等局部地方，由于边界层分离而产生旋涡所引起的能量损失。
(m2管路的总能量损失等于管路中所有以上两种阻力的加和。
本实验所用的装置流程图如图1所示，实验装置由并联的两个支路组成，一个支路用于测定直管阻力，另一个用于测定局部阻力。
图1. 管路阻力测定实验装置流程图。
1-底阀 2-入口真空表 3-离心泵 4-出口压力表 5-充水阀。
6-差压变送器 7-涡轮流量计 8-差压变送器 9-水箱。
测定直管阻力所用管子的规格：
#~2#实验装置：直管内径为27.1mm，直管管长1m。
#~8#实验装置：直管内径为35.75mm，直管管长1m
局部阻力的测定对象是两个阀门，一个闸阀，一个截止阀。
三、实验步骤。
1．打开充水阀向离心泵泵壳内充水。
2．关闭充水阀、出口流量调节阀，启动总电源开关，启动电机电源开关。
3．打开出口调节阀至最大，记录下管路流量最大值，即控制柜上的涡轮流量计的读数。
4．调节出口阀，流量从大到小测取8次，再由小到大测取8次，记录各次实验数据，包括涡轮流量计的读数、直管压差指示值。
5．关闭直管阻力直路的球阀，打开局部阻力的球阀，测定在三个流量下的局部压差指示值。
6．测取实验用水的温度。
7．关闭出口流量调节阀，关闭电机开关，关闭总电源开关。
注意事项：离心泵禁止在未冲满水的情况下空转。
四、数据处理与讨论。
1． 根据实验数据，计算直管摩擦系数及雷诺准数re，然后在双对数坐标纸上标绘的关系曲线。
所测实验数据及计算结果列于下表。
#实验装置， 水温20.5c
以第三组数据作为计算举例。
查表得：水温为20.5c时，黏度=0.001pas，密度=998kg/m3
管内流速 根据公式（2），直管阻力计算如下。
雷诺数计算如下。
根据以上计算结果，在对数坐标纸上绘制曲线如图2所示。
图2. 实验测定-re关系曲线。
2． 根据实验测定的压差数据，计算闸阀和截止阀的局部阻力系数的平均值。
将实验数据整理列于下表中。
以第一组数据为例，计算如下。
根据公式（2），局部阻力系数。
五、思考题。
1. 以水为工作流体所测得的关系能否适用于其他种类的牛顿型流体？请说明原因。
以水为工作流体所测得的关系可以适用于其它牛顿流体，因为该关系为无量纲准数关系式，其不受流体本身物性的影响。
2. 如果要增加雷诺数的范围，可采取哪些措施？
如果要增加雷诺数的范围，可以增大管径、流速或流体的密度，或者减小流体的黏度。
3. 测出的直管摩擦阻力与直管的放置状态有关吗？请说明原因。
如果以柏努利方程作为标准，测定直管阻力不依赖于直管的放置方式，因为直管阻力只与流体的流动状态和管壁粗糙度有关，只是计算时需考虑两测压点处位能的变化。
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