【正文】 　　　　　　　　?。?）　　　　　　　　　　　　　　　　（5）則平均溫度差可按下式計(jì)算：當(dāng)時(shí)，　　　　　　　　　　　　　?。?）當(dāng)時(shí)，　　　　　　　　　　　　　　（7）式中： ——傳熱速率，J圖1　套管熱交換器兩端測(cè)試點(diǎn)的溫度則在單位時(shí)間內(nèi)熱流體向冷流體傳遞的熱量，可由熱流體的熱量衡算方式來(lái)表示：　 J換言之，熱交換過(guò)程即為給熱——導(dǎo)熱——給熱三個(gè)串聯(lián)過(guò)程組成。同時(shí)希望通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，對(duì)傳熱過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究方法有所了解，在實(shí)驗(yàn)技能上受到一定的訓(xùn)練，并對(duì)傳熱過(guò)程基本原理加深理解。對(duì)于新的物系或者新的設(shè)備，仍需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)取得傳熱系數(shù)的數(shù)據(jù)及其計(jì)算式。對(duì)于在強(qiáng)制對(duì)流下進(jìn)行的液－液熱交換過(guò)程，曾有不少學(xué)者進(jìn)行過(guò)研究，并取得了不少求算傳熱系數(shù)的關(guān)聯(lián)式。s流量qv/雷諾準(zhǔn)數(shù)光滑管摩擦系數(shù)粗糙管摩擦系數(shù)孔板流量計(jì)局部阻力系數(shù)旋塞局部阻力系數(shù)（全開(kāi)）六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論實(shí)驗(yàn)四 套管換熱器液液熱交換實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)人：同組人：時(shí) 間： 年 月 日 星期 室溫 大氣壓一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑诠I(yè)生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)研究中，常遇到兩種流體進(jìn)行熱量交換，來(lái)達(dá)到加熱或冷卻之目的。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果（1）實(shí)驗(yàn)基本參數(shù)試驗(yàn)導(dǎo)管的內(nèi)徑 17 mm試驗(yàn)導(dǎo)管的測(cè)試段長(zhǎng)度 m粗糙管的粗糙度 mm粗糙管的相對(duì)粗糙度 孔板流量計(jì)的孔徑 11 mm旋塞的全開(kāi)孔徑 12 mm孔板流量計(jì)的孔流系數(shù) =（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列入表1表2：列出表中各項(xiàng)計(jì)算公式（3）標(biāo)繪實(shí)驗(yàn)曲線（4）數(shù)據(jù)處理過(guò)程 表1 原始數(shù)據(jù)序號(hào)12345T/℃kg實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）實(shí)驗(yàn)前務(wù)必將系統(tǒng)內(nèi)存留的氣泡排除干凈，否則實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到預(yù)期效果。（6）當(dāng)測(cè)定旋塞在同一流量不同開(kāi)度的流體阻力時(shí)，由于旋塞開(kāi)度變小，流量必然會(huì)隨之下降，為了保持流量不變，需將入口調(diào)節(jié)閥作相應(yīng)調(diào)節(jié)。以此類(lèi)推。例如，將G1和D1一組旋塞關(guān)閉，打開(kāi)另一組G2和D2旋塞。這時(shí)測(cè)壓口與倒置U形水柱壓差計(jì)接通，即可記錄由壓差計(jì)顯示出壓強(qiáng)降。（2）待泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，根據(jù)需要緩慢開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量，流量大小由孔板流量計(jì)的壓差計(jì)顯示。實(shí)驗(yàn)測(cè)定時(shí)，按如下步驟進(jìn)行操作：（1）先檢查試驗(yàn)導(dǎo)管中旋塞是否置于全開(kāi)位置，其余測(cè)壓旋塞和試驗(yàn)系統(tǒng)入口調(diào)節(jié)閥是否全部關(guān)閉。（5）在高位排水槽中懸掛一支溫度計(jì)，用以測(cè)量水的溫度。當(dāng)壓差計(jì)中的水柱高度居于標(biāo)尺中間部位時(shí)，關(guān)閉轉(zhuǎn)換閥組中的放空閥。（4）調(diào)節(jié)倒置U形壓差計(jì)的水柱高度。（3）逐一檢查并排除試驗(yàn)導(dǎo)管和聯(lián)接管線中可能存在的空氣泡。當(dāng)水流滿整個(gè)試驗(yàn)導(dǎo)管，并在高位排氣水槽中有溢流水排出時(shí)，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，停泵。四、實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作須按如下步驟順序進(jìn)行操作：（1）先將水灌滿循環(huán)水槽，然后關(guān)閉試驗(yàn)導(dǎo)管入口的調(diào)節(jié)閥，再啟動(dòng)循環(huán)水泵。水在試驗(yàn)管路中的流速，通過(guò)調(diào)節(jié)閥加以調(diào)節(jié)。作為試驗(yàn)用水，用循環(huán)水泵或直接用自來(lái)水由循環(huán)水槽送入試驗(yàn)管路系統(tǒng)，由下而上依次流經(jīng)各種流體阻力試驗(yàn)管，最后充入高位排氣水槽。流程圖中標(biāo)出符號(hào)G和D分別表示上游測(cè)壓口（高壓側(cè)）和下游測(cè)壓口（低壓側(cè)）。每條直管上分別配置光滑管、粗糙管、驟然擴(kuò)大與縮小管、閥門(mén)和孔板流量計(jì)。該裝置的流程如圖1所示。壓差由一倒置U形水柱壓差計(jì)顯示。s；式中： d0——孔板流量計(jì)孔徑，m； d——直管或連接管件等的直管管徑，m； ——孔板流量計(jì)的壓差計(jì)讀數(shù)，mH2O.——孔板流量計(jì)的孔流系數(shù)，=三、實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)裝置主要是由循環(huán)水系統(tǒng)（或高位穩(wěn)壓水槽）、試驗(yàn)管路系統(tǒng)和高位排氣水槽串聯(lián)組合而成。 （10） （11）式中： ——直管或連接管件等的直管中流體的平均流速，m應(yīng)用式（6）（9）計(jì)算直管摩擦系數(shù)和局部管件局部阻力系數(shù)時(shí)，式中流速為直管或連接管件等的直管中流體的平均流速，ms； ——局部阻力系數(shù)［無(wú)因次］。當(dāng)流體流過(guò)管路系統(tǒng)時(shí)，因遇各種管件、閥門(mén)和測(cè)量?jī)x表等而產(chǎn)生局部阻力，所造成的能量損失（壓頭損失），有如下一般關(guān)系式：　　　　J當(dāng)＜2000時(shí)，摩擦系數(shù)與管壁粗糙度無(wú)關(guān)。大量實(shí)驗(yàn)研究表明：摩擦系數(shù)與流體的密度和粘度，管徑、流速和管壁粗糙度有關(guān)。kg　　　　　　　　?。?）或 　　　m液柱　　　　　　　　（6）式中： ——圓形直管的管徑，m； ——圓形直管的長(zhǎng)度，m；——圓形直管中流體的平均流速，mkg　　　　　　　　　　　　　　（3）　　　m液柱　　　　　　　　　　　　?。?）由此可見(jiàn)，因阻力造成的能量損失（壓頭損失），可由管路系統(tǒng)的兩截面之間的壓力差（壓頭差）來(lái)測(cè)定。假若： （1）水作為試驗(yàn)物系，則水可視為不可壓縮液體； （2）試驗(yàn)導(dǎo)管是按水平裝置的，則； （3）試驗(yàn)導(dǎo)管的上下游截面上的橫截面積相同，則。m； ——流動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)因阻力造成的能量損失，Jkg　　　　　　?。?）或　　m液柱　　　　　　?。?）式中 ——流體的位壓頭，m液柱； ——流體的壓強(qiáng)，Pa； ——流體的平均流速，m本實(shí)驗(yàn)的目的，是以實(shí)驗(yàn)方法直接測(cè)定直管摩擦系數(shù)和局部管件局部阻力系數(shù)。流體流動(dòng)時(shí)的能量損耗（壓頭損失），主要由于管路系統(tǒng)中存在著各種阻力。m各測(cè)試點(diǎn)的靜壓頭/mmH2O各測(cè)試點(diǎn)的靜壓強(qiáng)/pa流動(dòng)體系的機(jī)械能分布及其轉(zhuǎn)換（1）實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄（自制表格）（2）流動(dòng)流體的機(jī)械能衡算表2流動(dòng)流體的機(jī)械能衡算方程序號(hào)123456T/℃kg（4）為了便于觀察測(cè)壓管的液柱高度，可在臨實(shí)驗(yàn)測(cè)定前，向各測(cè)壓管滴入幾滴紅墨水。（2）開(kāi)啟進(jìn)水閥向穩(wěn)壓水槽注水，或開(kāi)關(guān)試驗(yàn)導(dǎo)管出口調(diào)節(jié)閥時(shí)，一定要緩慢地調(diào)節(jié)開(kāi)啟程度，并隨時(shí)注意設(shè)備內(nèi)的變化。（3）緩慢開(kāi)啟試驗(yàn)導(dǎo)管的出口調(diào)節(jié)閥，測(cè)量流體在不同流量下的各測(cè)試點(diǎn)的靜壓頭、動(dòng)壓頭和損失壓頭。實(shí)驗(yàn)可按如下步驟進(jìn)行：（1）關(guān)閉試驗(yàn)導(dǎo)管出口調(diào)節(jié)閥，觀察和測(cè)量液體處于靜止?fàn)顟B(tài)下各測(cè)試點(diǎn)（A、B和C三點(diǎn)）的壓強(qiáng)。四、實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)前，先緩慢開(kāi)啟進(jìn)水閥，充滿穩(wěn)壓溢流水槽，并保持有適量溢流水流出，使槽內(nèi)液面平穩(wěn)不變。流體流量由出口調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。圖1　伯努利實(shí)驗(yàn)裝置流程1. 穩(wěn)壓水槽；2. 試驗(yàn)導(dǎo)管；3. 出口調(diào)節(jié)閥；4. 靜壓頭測(cè)量管；5. 沖壓頭測(cè)量管實(shí)驗(yàn)裝置的流程如圖1所示。試驗(yàn)導(dǎo)管為一水平變徑圓管，沿程分三處設(shè)置測(cè)壓管。kg　　　　　　?。?）　　　　　　m液柱　　　　　　?。?）或者將上式可改寫(xiě)為　　　　　　　　　　　　?。?）這就是流體靜力學(xué)基本方程。（2）當(dāng)液體流經(jīng)的系統(tǒng)為一水平裝置的管道時(shí)，則（1）和（2）式又可簡(jiǎn)化為　　J不可流體的機(jī)械能衡算方程，應(yīng)用于各種具體情況下可作適當(dāng)簡(jiǎn)化，例如：（1）當(dāng)流體為理想液體時(shí)，于是式（1）和（2）可簡(jiǎn)化為　　 Jkg； ——流動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)因阻力造成的壓頭損失，m液柱。s； ——流體密度，kg二、實(shí)驗(yàn)原理對(duì)于不可壓縮流體，在導(dǎo)管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)，系統(tǒng)與環(huán)境又無(wú)功的交換時(shí)，若以單位質(zhì)量流體為衡算基準(zhǔn)，則對(duì)確定的系統(tǒng)即可列出機(jī)械能衡算方程： 　　 J本實(shí)驗(yàn)采用一種稱(chēng)之為伯努利試驗(yàn)儀的簡(jiǎn)單裝置，實(shí)驗(yàn)觀察不可壓縮流體在導(dǎo)管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的各種形式機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，并驗(yàn)證機(jī)械能衡算方程（伯努利方程）。當(dāng)流體在導(dǎo)管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)管