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2020-09-05

流体力学综合实验装置实验操作步骤与注意事项

  流体力学综合实验装置实验操作步骤与注意事项
1. 实验操作前依次检查实验装置的各个部件,了解其名称与作用,并检查是否正常有无漏水现象。
2. 测量并记录实验时的水温。
3. 打开泵开关至实验水箱内有水溢流后,再开始做各个分实验。
雷诺实验:
1、 先用泵将水灌满实验水槽,开始作雷诺实验。
2、 往指示液盒内加入指示液,此时指示液流量调节阀应关闭,通过雷诺实验管流量调节阀调节水流量的大小。打开指示液阀,改变水流量观察滞流状态及湍流状态下指示液的流动形状并对过渡区作好仔细观察。
3、 调节水量由较大值缓慢减小,同时观察红色(或其它有颜色的液体)指示液流动形状,并记下指示液成一条稳定直线、指示液开始波动、指示液与流体(水)全部混合时的流速,通过秒表和计量水箱来确定流速,测定实验时的水温得出液体密度,计算Re,将测得的Re临界值与理论值比较。
4、 重复步骤三~五次,用来计算Re临界平均值。
5、 确保指示液不再输出后关闭雷诺实验管流量调节阀,打开计量水箱排水阀,将存水排掉,开始另一新实验。
注意事项
1、 在实验前,加入指示液后,必须确保指示液输入管内无气泡,(频繁挤压指示液输入管,将气泡赶尽即可),否则指示液将无法输出。
2、 注意在做层流实验时实验台周围不得有外加的干扰,(如轻微振动)。实验者调节出近似一条直线时,手离开实验台不接触设备等待片刻。
沿程阻力与局部阻力实验:
(1) 沿程阻力实验
1、 稍开沿程阻力实验管道的流量调节阀,待测压管内的读数稳定后,记录下两测压点间的液面差以及秒表的时间和计量水箱内水的体积。
2、 逐渐加大流量调节阀的开度,待测压管内的读数稳定后,记录下两测压点间的液面差以及秒表和计量水箱内水的体积。
3、 重复步骤2。实验过程中的液柱高度差应当是逐步增加的,如果不符合这一规律,应当从流量为最大值时开始,逆向操作(即逐步减少流量),直至流量为零为止。此时,测压管液柱高度差应当是逐步减少的。
4、 如果实验结果符合正常实验规律,即可终止实验。关闭流量调节阀,开始另一新实验(注意:不停泵)。
5、 计量水箱内的水位过高时则打开计量水箱与蓄水箱间的联通阀,以保证蓄水箱内的水量。
(2) 局部阻力实验
1、 局部阻力系数的测定方法与直管阻力的测定一致。
柏努利实验:
2、流量调节阀开到一定大小,观察并记录各测压点正对和垂直于流体流动方向的液柱高度 、 。要注意其变化情况。
3、继续开大流量调节阀,测压孔正对水流方向,观察并记录各测压管中液位差 。
4、若为演示实验则不用记录秒表和计量水箱的数值,计量水箱与蓄水箱之间的联通阀一直打开。需进行计算时则要用秒表和计量水箱所记录下的数值进行流量的计算。
(3) 流量计校核
1、检查测压管两臂是否处于平衡的状态,开始实验。
2、缓慢开动流量调节阀门,排走实验管路里的气泡,待流量稳定以后,测试各参数数据。
3、为减小实验的系统误差,数据测量应由大到小进行实验,记录相应的水头,体积,流量,时间。
4、做完实验后,检查压差计两臂读数是否复原,若没有,应分析原因,并考虑是否重做。
 设备维护与保养
1. 注意实验一段时间后须清洗水箱,更换水质,避免污垢过多影响实验现象。
2. 做完雷诺实验后的水应排入地沟,避免因指示液的存在而破坏水质。
3. 定期检查各测压点有无漏气现象,更换乳胶管或者用尼绒扎带捆紧乳胶管与测压点和测压管的接口。

流体力学综合实验装置是由雷诺实验、柏努利实验、沿程阻力实验和局部阻力实验于一体的综合实验台,外形美观,且节约实验投资与占地面积。在实际生产中,许多过程都涉及到流体流动的内部细节,尤其是流体的流动现象,故而了解流体的流动形态极其重要。流体在流动过程中为克服流动阻力必定要消耗能量。流体流动阻力产生根本的原因是流体具有粘性,流动时存在着内磨擦,而固定的管壁或其它形状固体壁面,促使流动流体的内部发生相对运动,为流体流动阻力的产生提供了条件,因此液体阻力的大小与流体的物性、流动状况及壁面等因素有关。流体在流动系统中作定态流动时,流体在各截面上的流速、密度、压强等物理参数仅随位置而改变而不随时间而变。根据能量守恒定律,对任一段管路内流体流动做能量衡算,即可得到表示流体的能量关系和流动规律的柏努利方程。
 设备性能与主要技术参数
1. 该实验装置主要由:雷诺实验管、柏努利实验管、沿程阻力管、局部阻力管、阀门阻力、文丘里流量计、测压计、实验水箱、计量水箱、蓄水箱和水泵等组成。
2. 雷诺实验管为长1100mm,内径φ15mm的有机玻璃管,位于实验桌上的第二根实验管道,方便观察实验现象。
3. 柏努利实验管由内径20mm和内径15mm的有机玻璃管组成,总长为1100mm,以及按两点法求出各变化点的动静压头。
4. 沿程阻力管为长1100mm,内径15mm的有机玻璃管,两测压点间的距离为800mm。
5. 局部阻力管为内径分别为15mm变24m,15mm变24mm,管长1100mm
流量校核管为长1100mm内径15mm的有机玻璃管,文丘里流量计的喉径为6.2mm。
6. 其上装有阀门阻力管、文丘里流量计。可用来测量阀门阻力和对文丘里流量计进行流量校核。
7. 测压计由20根长600mm,内径φ8mm的有机玻璃管固定在测压架上。
8.实验水箱由有机玻璃制成,其上有指示液盒,指示液入口支撑架。
9.计量水箱为10L有机玻璃水箱,在水箱外壁面有一不干胶标尺。
10.蓄水箱由PVC板焊制而成的容积100L水箱。
11.水泵:输入功率90W,最高扬程5m,最大流量:15L/min,转速2800r/min,。
 可开实验
1. 雷诺实验
2. 沿程阻力实验
3. 局部阻力实验
4. 柏努利方程实验
5. 文丘里流量的校核实验。

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