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2020-09-05 08:35

流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)操作步驟與注意事項(xiàng)

流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)操作步驟與注意事項(xiàng)
1. 實(shí)驗(yàn)操作前依次檢查實(shí)驗(yàn)裝置的各個(gè)部件,了解其名稱與作用,并檢查是否正常有無漏水現(xiàn)象。
2. 測量并記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)的水溫。
3. 打開泵開關(guān)至實(shí)驗(yàn)水箱內(nèi)有水溢流后,再開始做各個(gè)分實(shí)驗(yàn)。
雷諾實(shí)驗(yàn):
1、 先用泵將水灌滿實(shí)驗(yàn)水槽,開始作雷諾實(shí)驗(yàn)。
2、 往指示液盒內(nèi)加入指示液,此時(shí)指示液流量調(diào)節(jié)閥應(yīng)關(guān)閉,通過雷諾實(shí)驗(yàn)管流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)水流量的大小。打開指示液閥,改變水流量觀察滯流狀態(tài)及湍流狀態(tài)下指示液的流動(dòng)形狀并對過渡區(qū)作好仔細(xì)觀察。
3、 調(diào)節(jié)水量由較大值緩慢減小,同時(shí)觀察紅色(或其它有顏色的液體)指示液流動(dòng)形狀,并記下指示液成一條穩(wěn)定直線、指示液開始波動(dòng)、指示液與流體(水)全部混合時(shí)的流速,通過秒表和計(jì)量水箱來確定流速,測定實(shí)驗(yàn)時(shí)的水溫得出液體密度,計(jì)算Re,將測得的Re臨界值與理論值比較。
4、 重復(fù)步驟三~五次,用來計(jì)算Re臨界平均值。
5、 確保指示液不再輸出后關(guān)閉雷諾實(shí)驗(yàn)管流量調(diào)節(jié)閥,打開計(jì)量水箱排水閥,將存水排掉,開始另一新實(shí)驗(yàn)。
注意事項(xiàng)
1、 在實(shí)驗(yàn)前,加入指示液后,必須確保指示液輸入管內(nèi)無氣泡,(頻繁擠壓指示液輸入管,將氣泡趕盡即可),否則指示液將無法輸出。
2、 注意在做層流實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)臺(tái)周圍不得有外加的干擾,(如輕微振動(dòng))。實(shí)驗(yàn)者調(diào)節(jié)出近似一條直線時(shí),手離開實(shí)驗(yàn)臺(tái)不接觸設(shè)備等待片刻。
沿程阻力與局部阻力實(shí)驗(yàn):
(1) 沿程阻力實(shí)驗(yàn)
1、 稍開沿程阻力實(shí)驗(yàn)管道的流量調(diào)節(jié)閥,待測壓管內(nèi)的讀數(shù)穩(wěn)定后,記錄下兩測壓點(diǎn)間的液面差以及秒表的時(shí)間和計(jì)量水箱內(nèi)水的體積。
2、 逐漸加大流量調(diào)節(jié)閥的開度,待測壓管內(nèi)的讀數(shù)穩(wěn)定后,記錄下兩測壓點(diǎn)間的液面差以及秒表和計(jì)量水箱內(nèi)水的體積。
3、 重復(fù)步驟2。實(shí)驗(yàn)過程中的液柱高度差應(yīng)當(dāng)是逐步增加的,如果不符合這一規(guī)律,應(yīng)當(dāng)從流量為最大值時(shí)開始,逆向操作(即逐步減少流量),直至流量為零為止。此時(shí),測壓管液柱高度差應(yīng)當(dāng)是逐步減少的。
4、 如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合正常實(shí)驗(yàn)規(guī)律,即可終止實(shí)驗(yàn)。關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥,開始另一新實(shí)驗(yàn)(注意:不停泵)。
5、 計(jì)量水箱內(nèi)的水位過高時(shí)則打開計(jì)量水箱與蓄水箱間的聯(lián)通閥,以保證蓄水箱內(nèi)的水量。
(2) 局部阻力實(shí)驗(yàn)
1、 局部阻力系數(shù)的測定方法與直管阻力的測定一致。
柏努利實(shí)驗(yàn):
2、流量調(diào)節(jié)閥開到一定大小,觀察并記錄各測壓點(diǎn)正對和垂直于流體流動(dòng)方向的液柱高度 、 。要注意其變化情況。
3、繼續(xù)開大流量調(diào)節(jié)閥,測壓孔正對水流方向,觀察并記錄各測壓管中液位差 。
4、若為演示實(shí)驗(yàn)則不用記錄秒表和計(jì)量水箱的數(shù)值,計(jì)量水箱與蓄水箱之間的聯(lián)通閥一直打開。需進(jìn)行計(jì)算時(shí)則要用秒表和計(jì)量水箱所記錄下的數(shù)值進(jìn)行流量的計(jì)算。
(3) 流量計(jì)校核
1、檢查測壓管兩臂是否處于平衡的狀態(tài),開始實(shí)驗(yàn)。
2、緩慢開動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥門,排走實(shí)驗(yàn)管路里的氣泡,待流量穩(wěn)定以后,測試各參數(shù)數(shù)據(jù)。
3、為減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差,數(shù)據(jù)測量應(yīng)由大到小進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄相應(yīng)的水頭,體積,流量,時(shí)間。
4、做完實(shí)驗(yàn)后,檢查壓差計(jì)兩臂讀數(shù)是否復(fù)原,若沒有,應(yīng)分析原因,并考慮是否重做。
 設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)
1. 注意實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后須清洗水箱,更換水質(zhì),避免污垢過多影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
2. 做完雷諾實(shí)驗(yàn)后的水應(yīng)排入地溝,避免因指示液的存在而破壞水質(zhì)。
3. 定期檢查各測壓點(diǎn)有無漏氣現(xiàn)象,更換乳膠管或者用尼絨扎帶捆緊乳膠管與測壓點(diǎn)和測壓管的接口。

流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置是由雷諾實(shí)驗(yàn)、柏努利實(shí)驗(yàn)、沿程阻力實(shí)驗(yàn)和局部阻力實(shí)驗(yàn)于一體的綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái),外形美觀,且節(jié)約實(shí)驗(yàn)投資與占地面積。在實(shí)際生產(chǎn)中,許多過程都涉及到流體流動(dòng)的內(nèi)部細(xì)節(jié),尤其是流體的流動(dòng)現(xiàn)象,故而了解流體的流動(dòng)形態(tài)極其重要。流體在流動(dòng)過程中為克服流動(dòng)阻力必定要消耗能量。流體流動(dòng)阻力產(chǎn)生根本的原因是流體具有粘性,流動(dòng)時(shí)存在著內(nèi)磨擦,而固定的管壁或其它形狀固體壁面,促使流動(dòng)流體的內(nèi)部發(fā)生相對運(yùn)動(dòng),為流體流動(dòng)阻力的產(chǎn)生提供了條件,因此液體阻力的大小與流體的物性、流動(dòng)狀況及壁面等因素有關(guān)。流體在流動(dòng)系統(tǒng)中作定態(tài)流動(dòng)時(shí),流體在各截面上的流速、密度、壓強(qiáng)等物理參數(shù)僅隨位置而改變而不隨時(shí)間而變。根據(jù)能量守恒定律,對任一段管路內(nèi)流體流動(dòng)做能量衡算,即可得到表示流體的能量關(guān)系和流動(dòng)規(guī)律的柏努利方程。
 設(shè)備性能與主要技術(shù)參數(shù)
1. 該實(shí)驗(yàn)裝置主要由:雷諾實(shí)驗(yàn)管、柏努利實(shí)驗(yàn)管、沿程阻力管、局部阻力管、閥門阻力、文丘里流量計(jì)、測壓計(jì)、實(shí)驗(yàn)水箱、計(jì)量水箱、蓄水箱和水泵等組成。
2. 雷諾實(shí)驗(yàn)管為長1100mm,內(nèi)徑φ15mm的有機(jī)玻璃管,位于實(shí)驗(yàn)桌上的第二根實(shí)驗(yàn)管道,方便觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
3. 柏努利實(shí)驗(yàn)管由內(nèi)徑20mm和內(nèi)徑15mm的有機(jī)玻璃管組成,總長為1100mm,以及按兩點(diǎn)法求出各變化點(diǎn)的動(dòng)靜壓頭。
4. 沿程阻力管為長1100mm,內(nèi)徑15mm的有機(jī)玻璃管,兩測壓點(diǎn)間的距離為800mm。
5. 局部阻力管為內(nèi)徑分別為15mm變24m,15mm變24mm,管長1100mm
流量校核管為長1100mm內(nèi)徑15mm的有機(jī)玻璃管,文丘里流量計(jì)的喉徑為6.2mm。
6. 其上裝有閥門阻力管、文丘里流量計(jì)?捎脕頊y量閥門阻力和對文丘里流量計(jì)進(jìn)行流量校核。
7. 測壓計(jì)由20根長600mm,內(nèi)徑φ8mm的有機(jī)玻璃管固定在測壓架上。
8.實(shí)驗(yàn)水箱由有機(jī)玻璃制成,其上有指示液盒,指示液入口支撐架。
9.計(jì)量水箱為10L有機(jī)玻璃水箱,在水箱外壁面有一不干膠標(biāo)尺。
10.蓄水箱由PVC板焊制而成的容積100L水箱。
11.水泵:輸入功率90W,最高揚(yáng)程5m,最大流量:15L/min,轉(zhuǎn)速2800r/min,。
 可開實(shí)驗(yàn)
1. 雷諾實(shí)驗(yàn)
2. 沿程阻力實(shí)驗(yàn)
3. 局部阻力實(shí)驗(yàn)
4. 柏努利方程實(shí)驗(yàn)
5. 文丘里流量的校核實(shí)驗(yàn)。