流體流動(dòng)阻力實(shí)驗(yàn)裝置，流動(dòng)阻力演示臺(tái)
2024-07-01 06:34
2. 學(xué)習(xí)測量流體靜壓力的方法，掌握測量流體靜壓力的儀器和設(shè)備；
3. 通過實(shí)驗(yàn)研究流體在管道中的流動(dòng)特性，分析流體流動(dòng)阻力的影響因素；
4. 提高學(xué)生動(dòng)手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度。
二、實(shí)驗(yàn)器材與材料
1. 實(shí)驗(yàn)裝置：管道、泵、流量計(jì)、壓力計(jì)、流量閥、壓力閥等；
2. 實(shí)驗(yàn)液體：水或油；
3. 實(shí)驗(yàn)材料：軟管、連接件等。
三、實(shí)驗(yàn)原理
1. 流體靜力學(xué)基本原理：流體靜壓力是作用在流體單位面積上的垂直于流體流速方向的壓力。流體靜壓力分布規(guī)律有連續(xù)性分布規(guī)律和不連續(xù)性分布規(guī)律；
2. 測量流體靜壓力的方法：利用帕斯卡定律(Pa)和泊肅葉定律(Po),通過測量流體靜壓力、流速和截面積來計(jì)算流體的密度；
3. 分析流體流動(dòng)阻力的影響因素：流體流動(dòng)阻力與流體黏度、速度梯度、管道粗糙度等因素有關(guān)。
四、實(shí)驗(yàn)步驟與方法
1. 組裝實(shí)驗(yàn)裝置：根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，將管道、泵、流量計(jì)、壓力計(jì)、流量閥、壓力閥等組裝成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；
2. 調(diào)整泵的轉(zhuǎn)速和電流，使泵產(chǎn)生一定的流量和壓力；
3. 測量并記錄入口處的靜壓力和出口處的動(dòng)壓力，以及進(jìn)出口之間的壓差；
4. 通過調(diào)整流量閥和壓力閥的開度，改變流量和壓力的大��；
5. 觀察并記錄實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象，分析流體流動(dòng)阻力的影響因素。
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析
1. 根據(jù)測量數(shù)據(jù)，繪制流體靜壓力-時(shí)間曲線；
2. 利用帕斯卡定律和泊肅葉定律，計(jì)算出流體的密度；
3. 根據(jù)流體黏度、速度梯度、管道粗糙度等因素，分析流體流動(dòng)阻力的影響因素；
4. 通過對(duì)比不同條件下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。
六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)與展望
通過本次實(shí)驗(yàn)，我們掌握了流體靜力學(xué)基本原理，了解了流體靜壓力分布規(guī)律，學(xué)會(huì)了測量流體靜壓力的方法，掌握了測量流體靜壓力的儀器和設(shè)備。同時(shí)，我們通過實(shí)驗(yàn)研究了流體在管道中的流動(dòng)特性，分析了流體流動(dòng)阻力的影響因素。這對(duì)于我們今后深入學(xué)習(xí)流體力學(xué)、研究流體在各種工程領(lǐng)域中的應(yīng)用具有重要的意義。
DB-ZL 流體流動(dòng)阻力實(shí)驗(yàn)裝置
| 技術(shù)指標(biāo) | 說 明 | |||
| 裝置特點(diǎn) |
實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，能給實(shí)驗(yàn)者較明確的流體阻力概念。 2、整個(gè)裝置美觀大方，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，具備強(qiáng)烈的工程化氣息，能夠充分體現(xiàn)現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室的概念。 3、設(shè)備布局合理、美觀，結(jié)構(gòu)清晰，整體感強(qiáng)，能夠在實(shí)驗(yàn)室中體現(xiàn)主實(shí)驗(yàn)設(shè)備的概念。 4、設(shè)備整體為自行式框架結(jié)構(gòu)，并安裝有禁錮腳，便于系統(tǒng)的拆卸檢修和搬運(yùn)。 5、管路取壓采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均壓環(huán)方式，取壓穩(wěn)定、準(zhǔn)確；采用差壓傳感器測量，工藝美觀，操作方便。 6、整套系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)儀表控制系統(tǒng)，可進(jìn)行化工原理實(shí)驗(yàn)，也是過程自動(dòng)化及化工檢測儀表實(shí)驗(yàn)的良好平臺(tái)。 7、裝置設(shè)計(jì)可360度觀察，實(shí)現(xiàn)全方位教學(xué)與實(shí)驗(yàn)。 |
|||
| 裝置功能 |
1、學(xué)習(xí)直管摩擦阻力△Pf、直管摩擦系數(shù)λ的測定方法。 2、掌握不同流量下摩擦系數(shù)λ與雷諾數(shù)Re之間關(guān)系及其變化規(guī)律。驗(yàn)證在層流、過渡流、湍流區(qū)內(nèi)λ與Re的關(guān)系曲線。 3、測定湍流狀態(tài)下流體流經(jīng)閥門時(shí)的局部阻力系數(shù)。 4、采用四點(diǎn)測壓法精確測定局部阻力。 5、全觸摸集成化控制，高穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸，硬件加密。 |
|||
| 設(shè)計(jì)參數(shù) |
流體阻力： 光滑管：雷諾數(shù)：500～30000，液體流量：20～1600 L/h，壓差范圍：1～100KPa。常溫、常壓操作。 粗糙管：雷諾數(shù)：500～30000，液體流量：20～1600L/h，壓差范圍：5～150KPa。常溫、常壓操作。 閥門局部阻力：雷諾數(shù)：2000～15000，液體流量：100～1600 L/h，壓差范圍：10～150KPa。常溫、常壓操作。 |
|||
| 公用設(shè)施 |
水：裝置自帶水箱，連接自來水。實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)離心泵進(jìn)入測試管路，循環(huán)使用。 電：電壓AC220V，功率1.0KW，標(biāo)準(zhǔn)單相三線制。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室需配置1~2個(gè)接地點(diǎn)（安全地及信號(hào)地）。 實(shí)驗(yàn)物料：清潔自來水，外配設(shè)備：無。 |
|||
| 主要設(shè)備 |
1、粗管測量段：304不銹鋼光滑管，管內(nèi)徑d—12mm，管長1500mm 2、細(xì)管測量段：304不銹鋼粗糙管，管內(nèi)徑d—10mm， 1500mm 3、局部阻力： 304不銹鋼局部管，管內(nèi)徑d—20mm，1500mm，上裝閥門一個(gè) 4、渦輪流量傳感器：量程0.1-2 m3//h，分辨率0.001 m3/h，4-20mA遠(yuǎn)傳輸出數(shù)字顯示，流量檢測機(jī)構(gòu)。 5、壓差傳感器：壓差范圍：0～150KPa，分辨率0.01 KPa，4-20mA輸出數(shù)字顯示，壓力檢測機(jī)構(gòu)。 6、循環(huán)水箱：容積約80L，帶貯水排空底閥，管路循環(huán)回水與泵吸入口間隔板設(shè)計(jì)。 7、管路：304衛(wèi)生級(jí)不銹鋼材質(zhì)，采用不銹鋼快裝活接與管路連接。 8、溫度傳感器：Pt100，分辨率0.1℃，精度0.5%。 9、304不銹鋼離心泵：功率550W，最大流量6 m3/h。 10、電器：接觸器、開關(guān)、漏電保護(hù)空氣開關(guān)。 11、中央處理器：執(zhí)行速度0.64μs，內(nèi)存容量16K，功能：數(shù)據(jù)處理運(yùn)算。 12、模擬模塊：高達(dá)16位分辨率，總和精度±0.5%，內(nèi)建RS485通訊模式。 13、溫度模塊：分辨率0.1℃，精度0.5%，內(nèi)建RS485通訊模式。 14、顯示終端：采用一體機(jī)平板觸摸電腦，全程數(shù)字化觸摸屏控制操作。HMI：投射式觸控技術(shù)，5000萬次觸摸點(diǎn)，內(nèi)存4G，功能：中央處理器數(shù)據(jù)顯示控制。 15、額定電壓：220V，總功率：1.0kW。 16、外形尺寸：2400×580×1800mm（長×寬×高），外形為可移動(dòng)式設(shè)計(jì)，帶剎車輪，高品質(zhì)鋁合金型材框架，無焊接點(diǎn)，安裝拆卸方便，水平調(diào)節(jié)支撐型腳輪. 17、工程化標(biāo)識(shí)：包含設(shè)備位號(hào)、管路流向箭頭及標(biāo)識(shí)、閥門位號(hào)等工程化設(shè)備理 念配套，使學(xué)生處于安全的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境中，學(xué)會(huì)工程化管路標(biāo)識(shí)認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生 工程化理念。 18、配套測控軟件可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在線采集顯示數(shù)據(jù)、曲線及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。通過WIFI技術(shù)實(shí)現(xiàn)終端覆蓋。 |
|||
|
測控組成 |
變量 | 檢測機(jī)構(gòu) | 顯示機(jī)構(gòu) | 執(zhí)行機(jī)構(gòu) |
| 水流量 | 渦輪流量計(jì) | 觸摸屏 | 手動(dòng)閥控 | |
| 壓差 | 壓差傳感器 | 觸摸屏 | 無 | |
| 液體溫度 | PT100鉑電阻 | 觸摸屏 | 無 | |