【正文】 (34) (35)式中：—泵的效率；N—泵的軸功率，kw Ne—泵的有效功率kw；H—泵的壓頭，m Q—泵的流量，m3/s；—水的密度，kg/m3三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程水泵2將水槽1內(nèi)的水輸送到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用流量調(diào)節(jié)閥8調(diào)節(jié)流量，流體經(jīng)渦輪流量計(jì)5計(jì)量后，流回儲水槽。即：泵的軸功率N=電動機(jī)的輸出功率，kw電動機(jī)的輸出功率=電動機(jī)的輸入功率電動機(jī)的效率。軸功率的測定功率表測得的功率為電動機(jī)的輸入功率。泵特性曲線的具體測定方法如下： 揚(yáng)程的測定在泵的吸入口和壓出口之間列柏努利方程： （31） （32）上式中是泵的吸入口和壓出口之間管路內(nèi)的流體流動阻力，與柏努力方程中其它項(xiàng)比較，值很小，故可忽略。揚(yáng)程與流量的特性曲線H=f（Q）、功率消耗與流量的特性曲線N=f（Q）、以及效率與流量的特性曲線=f（Q）是離心泵的三條特性曲線。離心泵的主要性能參數(shù)是揚(yáng)程H、流量Q、功率N、效率和轉(zhuǎn)速n。當(dāng)離心泵內(nèi)存在空氣，空氣的密度遠(yuǎn)比液體的小，使離心泵所產(chǎn)生的離心力不足以在泵的進(jìn)口處形成所需的真空度，無法吸入液體，該現(xiàn)象稱為“氣縛”。液體在離開葉輪進(jìn)入殼體時(shí)，由于流動截面積的增大，部分動能變成靜壓能，進(jìn)一步提高了靜壓能。表一 第一套文丘里流量計(jì)性能測定原始數(shù)據(jù)記錄及處理結(jié)果　文丘里流量計(jì)(kPa)文丘里流量計(jì)(Pa)流量Q(m3/h)流速u(m/s)Re　Co　18008570219001295033800179014610022947596002827961290032850718100380878224004189692680046085103260050179表二 第一套孔板流量計(jì)性能測定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理結(jié)果 　孔板流量計(jì)(kPa)孔板流量計(jì)(Pa)流量Q(m3/h)流速u(m/s)Re　Co　146400461802401004237233370038277427700343735229003113661720026661712600229478860019234951001447310220008950表三：第一套轉(zhuǎn)子流量計(jì)性能測定數(shù)據(jù)記錄：　轉(zhuǎn)子流量計(jì)(L/h)流量Q(m＾3/h)流速u(m/s)140002350033000425005200061500710008500 圖三 第一套文丘里流量計(jì)流量系數(shù)與Re關(guān)系圖 圖四 第一套文丘里流量計(jì)標(biāo)定曲線圖五 第一套孔板流量計(jì)流量系數(shù)與Re關(guān)系圖 圖六 第一套孔板流量計(jì)標(biāo)定曲線 圖七 第一套轉(zhuǎn)子流量計(jì)標(biāo)定曲線實(shí)驗(yàn)三 離心泵特性曲線的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c任務(wù)了解離心泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，熟悉并掌握離心泵的工作原理和操作方法；測定離心泵在一定轉(zhuǎn)速下的特性曲線。，以免影響渦輪流量計(jì)的正常運(yùn)行。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：、6，避免由于壓力過大將轉(zhuǎn)子流量計(jì)的玻璃管打碎。通過溫度計(jì)讀取并記錄溫度數(shù)據(jù)。，按照流量從小到大順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。，按照流量從小到大順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。，按照流量從小到大順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，通過上式整理數(shù)據(jù)，可進(jìn)一步得到流量系數(shù)C隨雷諾數(shù)Re的變化關(guān)系曲線。 用渦輪流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)來測量流量VS。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．測定并繪制節(jié)流式流量計(jì)的流量標(biāo)定曲線，確定節(jié)流式流量計(jì)流量系數(shù)C2．分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出節(jié)流式流量計(jì)流量系數(shù)C隨雷諾數(shù)Re的變化規(guī)律。六、思考及討論在測量前為什么要將設(shè)備中的空氣排盡？怎樣才能迅速地排盡？以水為介質(zhì)做出的λ～Re關(guān)系曲線，能否適用于其他流體？為什么？在不同設(shè)備上（包括相對粗糙度相同而管徑不同）、不同溫度下測定的數(shù)據(jù)是否能關(guān)聯(lián)在一條曲線上？為什么？ 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)及渦輪流量計(jì)的構(gòu)造、工作原理和主要特點(diǎn)。在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪出λ～Re關(guān)系曲線并與莫迪圖進(jìn)行比較。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理結(jié)果列在表格中。5）利用壓力傳感器測量大流量下△P時(shí)，應(yīng)切斷空氣—水倒置∪型玻璃管的閥門120否則影響測量數(shù)值。3）啟動離心泵之前，以及從光滑管阻力測量過渡到其它測量之前，都必須檢查所有流量調(diào)節(jié)閥是否關(guān)閉。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1）直流數(shù)字表操作方法請仔細(xì)閱讀說明書后，方可使用。4) 測取水箱內(nèi)水的溫度。遠(yuǎn)點(diǎn)、近點(diǎn)壓差的測量使用同一差壓變送器。光滑管和粗糙管直管阻力的測定使用同一差壓變送器，當(dāng)測量光滑管直管阻力時(shí)，要把通向粗糙管直管阻力的閥門關(guān)閉；同樣當(dāng)測量粗糙管直管阻力時(shí)，要把通向光滑管直管阻力的閥門關(guān)閉。② 從小流量到最大流量，一般測取15~20組數(shù)據(jù)。建議當(dāng)流量小于100L／h時(shí)，只用倒置∪型管來測量壓差。④ 差壓變送器與倒置U型管也是并聯(lián)連接，用于測量直管段的壓差，小流量時(shí)用倒置∪型管壓差計(jì)測量，大流量時(shí)用差壓變送器測量。然后關(guān)閉放空閥21。導(dǎo)壓系統(tǒng)如圖13所示。②在流量為零條件下，打開光滑管測壓進(jìn)水閥19和回水閥9，旋開倒置U型管進(jìn)水閥11，檢查導(dǎo)壓管內(nèi)是否有氣泡存在。全關(guān)出口閥門14，啟動離心泵。被測直管段流體流動阻力△p可根據(jù)其數(shù)值大小分別采用變送器12或空氣水倒置∪型管22來測量。三、實(shí)驗(yàn)裝置及流程實(shí)驗(yàn)流程示意圖見圖12。圖11 局部阻力測量取壓口布置圖局部阻力引起的壓強(qiáng)降 可用下面的方法測量：在一條各處直徑相等的直管段上，安裝待測局部阻力的閥門，在其上、下游開兩對測壓口aa’和bb＇，見圖11，使 ab＝bc ； a＇b＇＝b＇c＇則 △Pf，a b ＝△Pf，bc ； △Pf，a＇b＇= △Pf，b＇c＇ 在a~a＇之間列柏努利方程式： Pa－Pa＇ =2△Pf，a b+2△Pf，a＇b＇+△P＇f （17） 在b~b＇之間列柏努利方程式： Pb－Pb＇ = △Pf，bc+△Pf，b＇c＇+△P＇f = △Pf，a b+△Pf，a＇b＇+△P＇f （18） 聯(lián)立式（17）和（18），則： ＝2（Pb－Pb＇）－（Pa－Pa＇）為了實(shí)驗(yàn)方便，稱（Pb－Pb＇）為近點(diǎn)壓差，稱（Pa－Pa＇）為遠(yuǎn)點(diǎn)壓差。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和式（13）可計(jì)算出不同流速下的直管摩擦系數(shù)λ，用式（14）計(jì)算對應(yīng)的Re，從而整理出直管摩擦系數(shù)和雷諾數(shù)的關(guān)系，繪出λ與Re的關(guān)系曲線。若水溫一定，則水的密度ρ和粘度μ也是定值。s / m2。直管摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)Re的測定直管的摩擦阻力系數(shù)是雷諾數(shù)和相對粗糙度的函數(shù)，即，對一定的相對粗糙度而言。其大小與管子的長度、直徑、流體流速和管道摩擦阻力系數(shù)有關(guān)。實(shí)驗(yàn)一 流體摩擦阻力系數(shù)測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)學(xué)習(xí)流體在管道內(nèi)摩擦阻力及摩擦阻力系數(shù)λ的測定方法；確定摩擦阻力系數(shù)λ與雷諾數(shù)Re和相對粗糙度之間的關(guān)系；在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪出λ～Re曲線并與莫迪圖進(jìn)行比較；測定局部（閥門）阻力系數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)基本原理由于有粘性和渦流的影響，流體流動時(shí)會產(chǎn)生流動阻力。本實(shí)驗(yàn)分為直管摩擦系數(shù)l和局部（閥門）阻力系數(shù)兩種情況。流體在一定長度等直徑的水平圓管內(nèi)流動時(shí)，其管路阻力引起的能量損失為： （11）又因?yàn)槟Σ磷枇ο禂?shù)與阻力損失之間有如下關(guān)系（范寧公式） （12）整理（11）（12）兩式得 （13） （14）式中：管徑，m ； 直管阻力引起的壓強(qiáng)降，Pa； 管長，m； 流速，m / s； 流體的密度，kg / m3； 流體的粘度，N 在實(shí)驗(yàn)裝置中，直管段管長l和管徑d都已固定。所以本實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)上是測定直管段流體阻力引起的壓強(qiáng)降與流速（流量V）之間的關(guān)系。局部（閥門）阻力系數(shù)的測定 （15） （16）式中：局部阻力系數(shù)，無因次； 局部阻力引起的壓強(qiáng)降，Pa；局部阻力引起的能量損失，J／kg。用差壓傳感器來測量。水泵2將儲水槽1中的水抽出，送入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，首先經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥1玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)116測量流量，然后送入被測直管段測量流體在光滑管或粗糙管的流動阻力；或經(jīng)閥門10測量局部阻力后回到儲水槽，水循環(huán)使用。圖12 流動阻力實(shí)驗(yàn)流程示意圖1水箱；2離心泵；4放水閥；13緩沖罐；6局部阻力近端測壓閥；15局部阻力遠(yuǎn)端測壓閥；20粗糙管測壓閥；19光滑管測壓閥；10局部阻力管閥；11U型管進(jìn)水閥；12壓力傳感器；14流量調(diào)節(jié)閥； 116水轉(zhuǎn)子流量計(jì)；17光滑管閥；18粗糙管閥；21倒置U型管放空閥；22倒置U型管；23水箱放水閥；24管線放水閥；25壓差表；26溫度表；27泵開關(guān)；28總電源開關(guān)本實(shí)驗(yàn)共有8套實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下: 被測光滑直管段：設(shè)備編號管徑d/ m管長L/ m材料10Cr18Ni920Cr18Ni930Cr18Ni940Cr18Ni950Cr18Ni960Cr18Ni970Cr18Ni980Cr18Ni92. 被測粗糙直管段： 管徑 d—； 管長L—； 材料—不銹鋼管3．被測局部阻力直管段： 管徑 d—； 管長 L—； 材料—不銹鋼管4．壓力傳感器： 型號：LXWY 測量范圍： 200 KPa5 .直流數(shù)字電壓表： 型號：PZ139 測量范圍：0 ～ 200 KPa6．離心泵： 型號： WB70/055 流量： 8 m3／h 揚(yáng)程： 12 m 電機(jī)功率：550 W 7. 玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)：型 號