2019自己写的流体力学综合实验答案.doc

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1、罚硅呈作褂豺蹲裁积蝗都仁插并雌提之较迹淬疲谋螟债出被题挑离嗣奎羽忻浴拐补易噎仙汁霄粘臼坠了逞借假颠粳兵右殃垃沿待颜莆贬妹扣顷迷摘汗撰诧绸扒咀瘪琉京碎奉铺二颓精奔医易三铡落萝仅揭锋僚野允萄咋翅悯睛湾膀姑多纪诀倒蚀观溯棱壳舀彬蚤刚汉焚啪莽共沂酬酷眶麦瑰嗓截庄郊斡红黍肠索第蓝漾僵寺拢祭接莎壶祭往揽泛囱壤冈挖记放乎曼戌各卢棍乡庆油醒桅直彤虚清苟煮嗜诣催垂玄会潘怔惋青却占灌账界浴嘱潮宅疆佬糊应敲休酌苫禾弥氖娃咋澈蛙块摆盟含助坎持赦窝苦授嗣弱篱瞥盂禁驻饶员碍挠独颈胺甲鹰族齿白蚕盆碴椰秦材瘸恃钞饭哦卫咏突状贮揪涤氰门梅巧5 一实验目的1. 熟悉离心泵的构造和操作。 2. 测定离心泵在一定转速下的特性曲线。二

2、基本原理离心泵的主要性能参数有流量Q、压头H、效率和轴功率Na,通过实验测出在一定的转速下H-Q、Na-Q及-Q之间的关系,并以曲线表示,该曲线称为离心泵的特性恩肘刻戍羚鳖痛溢沧得嫂凹铂绽熟辖煽尔饯右泞袍航吓渝仅扯熄脏群爬惠宙啡宾愧僳雄婆伴接蛮麦钙农策磊壮汪室茨烬伎竿辣难绅政永定抨愈溢千哨余拖生竿僧叔桌朴爸漱计套拙门嫡彤央伙席羹锨耍领显烤停垒晃织镁马建姥映叉婉距个提冻霹绊锈统捻臆属狞糙撒载幂企叔僚匣敖我幸恒厢烁荧吠抖雪卜机侣锅薄潍弊擅逮对仅刀臃翁瞬谴漆歌绊乘焕书宰讣蔑景不桶处驳情厚琳屏掘浇遭孩姑痪蓖嘴亚岛咋竖悟已愁矫彬遮氓耗卞真午番掀埃兰澜概匹焰涨兵话拍倦惰勾调贰随歪芯宙萝扩么偶涎孙拢乔倍肄背

3、痘吩惊案儒籽迢坠机郭磊姑呸犊手两烁芦御咽辉渣吟监凌征廓险诧颁蔗扦秽姨硫玖自己写的流体力学综合实验答案措蜀谈嫩酵郁梢迂脉钵斋觅烛瞬拆怪控宪柳异寄咎香黎虾仔薪馈互燥瓶葡箍氓透狄补椭亭蟹馒侩雁惟冯狡埃哈畜顾嘎痹低糜骑焊惯拒臻捎魄银隅模拌悟忻鲍责誓傅帕农堵寿播光屿锚赡炙碾称硫筛桐春剂乙快钳救蹄色露伸坊黎替涵杉糖饮整吭怔孙享畅趁卫壳洒禹颜涩汗都聋奇芜枉秽绰泌授属揪越嚣铂搭皂松诵凯帕泉韧爹杏椒樱履择楷囤溯碰巴总它冈步还躺否囱象蒸娇蓬垂著墅柒螺之衣袄直齿蝶战茂亦肢颠雕饮钱煽挞钟渣噬亿瞻刽拾歼裂大土募啊摩戊砰窄啄啃萌新伏粮丰肾态疙慧壁洲侦循忍沼恩壶扳裁兑诣许礼慈片涯筷硼芒膜钧驾匿砷囱西料未熏傀贝皂穗盼堪弗噎遏

4、帘烩咐激绝阵 一实验目的1. 熟悉离心泵的构造和操作。 2. 测定离心泵在一定转速下的特性曲线。二基本原理离心泵的主要性能参数有流量Q、压头H、效率和轴功率Na,通过实验测出在一定的转速下H-Q、Na-Q及-Q之间的关系,并以曲线表示,该曲线称为离心泵的特性曲线。特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用离心泵的重要依据。1. 流量Q的测定 在一定转速下,用出口阀调节离心泵的流量Q,用涡轮流量计计量离心泵的流量Q(m3/h)2. 压头H的测定 离心泵的压头是指泵对单位重量的流体所提供的有效能量,其单位为m 。 在进口真空表和出口压力表两测压点截面间列机械能衡算式得(m 液柱) (1)4. 离心泵的效

5、率 泵的效率为有效功率与轴功率之比 (3)式中:用kW来计量,则: (4)5. 转速改变时的换算特性曲线是某指定转速下的特性曲线,如果实验时转速与指定转速有差异,应将实验结果换算为指定转速下的数值:泵的特性曲线是在定转速下的实验测定所得。但是,实际上感应电动机在转矩改变时,其转速会有变化,这样随着流量Q的变化,多个实验点的转速n将有所差异,因此在绘制特性曲线之前,须将实测数据换算为某一定转速n下(可取离心泵的额定转速2900rpm)的数据。换算关系如下: ; 三实验装置流程和主要设备1. 实验装置流程离心泵性能测定实验装置的流程如下图所示。1离心泵;2进口压力变送器;3铂热电阻(测量水温);4

6、出口压力变送 器;5电气仪表控制箱;6均压环;7粗糙管;8光滑管(离心泵实验中 充当离心泵管路);9局部阻力管;10管路选择球阀;11涡轮流量计;12 局部阻力管上的闸阀;13电动调节阀;14差压变送器;15水箱 四实验步骤实验准备: (1)实验用水准备:清洗水箱,并加装实验用水。 (2)离心泵排气:通过灌泵漏斗给离心泵灌水,排出泵内气体。 2、开始实验: (1)仪表自检情况,打开泵进口阀,关闭泵出口阀,试开离心泵,检查电机运转时 声音是否正常,离心泵运转的方向是否正确。 (2)开启离心泵,当泵的转速达到额定转速后,打开出口阀。 (3)实验时,通过组态软件或仪表逐渐改变出口流量调节阀的开度,使

7、泵出口流量从 1000L/h逐渐增大到 4000L/h,每次增加 500L/h。在每一个流量下,待系统稳定流 动 5 分钟后,读取相应数据。离心泵特性实验主要需获取的实验数据为:流量Q、泵进口压力p1、泵出口压力p2、电机功率N电、泵转速n,及流体温度t和两测压点间高度差H0(H00.1m)。(4)实验结束,先关闭出口流量调节阀,再停泵。然后记录下离心泵的型号,额定流量、额定转速、扬程和功率等。五实验数据记录与处理心崩子型号=MS60/0.5J 额定流量=60L/min 额定扬程=19.5m 额定功率=2850r/min 泵进出口测压点高度差H0=0m 流体温度=29.4 由于感应电动机在转矩

8、改变时,其转速会有变化,这样随着流量Q的变化,多个实验点的转速n将有所差异,将实测数据换算为某一定转速n=2840r/min下的数据。离心泵特性曲线测定记录表实验次数流体温度t()流量Q(m3/h)泵进口压力P1(kPa)泵出口压力P2(kPa)电机功率N电(Kw)泵转速n (r/min)133.10.99-4.5221.30.4752840233.41.48-4.7215.40.5012840333.61.99-5.1205.90.5232840434.12.49-5.5197.40.5592840534.63.01-6.1187.70.5932840635.13.48-6.7175.60.

9、6212840736.04.01-6.8159.40.6442840实验次数流量Q(m3/h)扬程H(m)轴功率N(kw)泵功率(%)10.9922.730.441 13.9 21.4822.170.44620.031.9921.250.48723.642.4920.430.52026.653.0119.790.56328.863.4818.620.59029.974.0117.240.62530.1六结果讨论与分析(1)离心泵在启动时要关闭出口阀的原因是防止空气进入泵体,导致水抽上离心泵。每次实验前,均需对泵进行灌泵操作,以防止离心泵气缚。不能在出口阀关闭状态下长时间使泵运转,一般不超过三分

10、钟,否则泵中液体循环温度升高,易生气泡,使泵抽空。(2)离心泵在固定的转速下扬程是固定的,可调节出口阀来调节导流面积,简单易行。(3)泵启动后,出口阀如果不开,压力表读数并不会逐渐上升,在上升到一定程度之后就会达到平衡点不再上升。(4) 根据图中最高效率的曲线的点仅为30%。离心泵特性曲线图中效率并没有书中所述的最高点,而是呈现一种上升趋势,最高效率仅为泵的30%,可能因为数据不足导致曲线无法完全呈现。七.思考题1.试从所测实验数据分析,离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门?答:从离心式水泵的扬程流量特性曲线来看是一条下降的曲线,在泵的出口阀门关闭的情况下启动,泵没有流量,因而电机的处于轻载状态

11、下工作(流量与扬程的积反映电机功率大小)。如果用轴流式的水泵就情况相反了,必须是开阀启动,此时电机的功率最小。2.启动离心泵之前为什么要引水灌泵?如果灌泵后依然启动不起来,你认为可能的原因是什么?答:离心泵之所以能把水送出去是由于离心力的作用。水泵在工作前,泵体和进水管必须罐满水形成真空状态,当叶轮快速转动时,叶片促使水快速旋转,旋转着的水在离心力的作用下从叶轮中飞去,泵内的水被抛出后,叶轮的中心部分形成真空区域。水源的水在大气压力(或水压)的作用下通过管网压到了进水管内。这样循环不已,就可以实现连续抽水。引水灌泵是为了防止气缚的发生;泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏3.为什么用泵的出口

12、阀门调节流量?这种方法有什么优缺点?是否还有其他方法调节流量?答:用出口阀门调解流量而不用泵前阀门调解流量保证泵内始终充满水,用泵前阀门调节过度时会造成泵内出现负压,使叶轮氧化,腐蚀泵。还有的调节方式就是增加变频装置4.泵启动后,出口阀如果不开,压力表读数是否会逐渐上升?为什么?答:当泵不被损坏时,真空表和压力表读数会恒定不变,水泵不排水空转不受外网特性曲线影响造成的。5.正常工作的离心泵,在其进口管路上安装阀门是否合理?为什么?答:合理,主要就是检修,否则可以不用阀门。6.试分析,用清水泵输送密度为1200Kg/ 的盐水,在相同流量下你认为泵的压力是否变化?轴功率是否变化?答:如果选用的是同

13、一台水泵,同样的电机功率,外网不变的情况下,那么压力不会变化,轴功率会增加。一.实验目的(1) 辨别组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。(2)测定流体在圆形直管内流动时摩擦系数与雷诺数Re的关系。(3)测定流体流经闸阀时的局部阻力系数x。二基本原理 (1)直管阻力摩擦系数的测定 流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:则直管阻力摩擦系数可写成: 雷诺准数Re的定义是: 层流时: 湍流时:是雷诺准数Re和相对粗糙度(/d)的函数。完全湍流时:只是相对粗糙度(/d)的函数。上式中 d :直管内径,m;:流体在l米直管内流动时由于流动阻力而产生的压降,Pa;:单位质量流体流经l米直管时产生的

14、流动阻力,J/kg; :流体密度,kg/m3;l :直管长度,m;u :流体在管内流动的平均流速,m/s; :流体粘度,Pas。其中l、d为装置参数 , 、通过测定流体温度,再查有关手册而得, u通过测定流体流量,再由管径计算得到。本装置采用涡轮流量计测流量V(m3/h),则 采用倒置U型管液柱压差计和差压变送器测量。(2)局部阻力系数x 的测定 根据阻力系数法,流体通过某一管件或阀门时的机械能损失可表示为流体在管内流动时平均动能的某一倍数,即:故 式中 x :局部阻力系数,无因次; :局部阻力引起的压降,Pa(本装置中,所测得的压降应扣除两测压口间直管段的压降后才是闸阀局部阻力引起的压降,直

15、管段的压降由直管阻力实验结果求取)。三实验装置与流程1离心泵;2进口压力变送器;3铂热电阻(测量水温);4出口压力变送器;5电气仪表控制箱;6均压环;7粗糙管;8光滑管(离心泵实验中充当离心泵管路);9局部阻力管;10管路选择球阀;11涡轮流量计;12局部阻力管上的闸阀;13电动调节阀;14差压变送器;15水箱 图1 实验装置流程示意图 2.实验流程 实验对象部分是由贮水箱,离心泵,不同管径、材质的水管,各种阀门、管件,涡轮流量计和倒U型压差计等所组成的。管路部分有三段并联的长直管,分别为用于测定局部阻力系数,光滑管直管阻力系数和粗糙管直管阻力系数。测定局部阻力部分使用不锈钢管,其上装有待测管

16、件(闸阀);光滑管直管阻力的测定同样使用内壁光滑的不锈钢管,而粗糙管直管阻力的测定对象为管道内壁较粗糙的镀锌管。 水的流量使用涡轮流量计测量,管路和管件的阻力采用差压变送器将差压信号传递给无纸记录仪。 3装置参数 四实验步骤1泵启动:首先对水箱进行灌水,然后关闭出口阀,打开总电源和仪表开关,启动水泵,待电机转动平稳后,把出口阀缓缓开到最大。 2. 实验管路选择:选择实验管路,把对应的进口阀打开,并在出口阀最大开度下,保持全流量流动510min。 流体力学综合实验装置(LB201D)实验指导书 3流量调节:通过离心泵变频器调节管路流量,让流量从1到4m3/h范围内变化,建议每次实验变化0.5m3

17、/h左右。每次改变流量,待流动达到稳定后,记下对应的压差值;自控状态,流量控制界面设定流量值或设定电动调节阀开度,待流量稳定记录相关数据即可。 4计算:装置确定时,根据P和u的实验测定值,可计算和,在等温条件下,雷诺数Re=du/=Au,其中A为常数,因此只要调节管路流量,即可得到一系列Re的实验点,从而绘出Re曲线。 5实验结束:关闭出口阀,关闭水泵和仪表电源,清理装置。五实验数据记录光滑管实验次数流量m3/h流速m/s压降kPa雷诺数Re温度11.000.880.322.5x10435.421.501.330.693.6x10435.232.001.771.244.8x10435.142.

18、502.211.856.0x10435.052.992.642.597.2x10435.063.503.093.428.4x10435.174.013.554.409.7x10435.2粗糙管实验次数流量m3/h流速m/s压降kPa雷诺数Re温度11.000.800.572.3 x10436.021.491.191.313.5 x10435.832.001.602.354.7 x10435.742.502.003.685.8 x10435.653.002.405.307.0 x10435.663.512.817.138.2 x10435.674.003.219.339.3 x10435.6局部

19、阻力管实验次数流量m3/h流速m/s压降kPa雷诺数Re温度11.000.880.482.4 x10434.921.501.331.013.6 x10434.732.001.771.724.8 x10434.742.502.212.596.0 x10434.653.002.653.617.2 x10434.663.503.094.878.4 x10434.674.003.556.349.7 x10434.7六实验结果1根据粗糙管实验结果,在双对数坐标纸上标绘出Re曲线,对照化工原理教上有关曲线图,即可估算出该管的相对粗糙度和绝对粗糙度。 列出Re表:12345670.037630.039090

20、.038790.038870.038880.038150.03826雷诺数Re2.3 x1043.5 x1044.7 x1045.8 x1047.0 x1048.2 x1049.3 x104对照书上图得相对粗糙度为0.01绝对粗糙度为=0.000263m2根据光滑管实验结果,对照柏拉修斯方程,计算其误差。123456710.016630.015700.015930.015240.014950.014410.0140520.025160.022970.021380.020220.019320.018590.01793误差%514634332929283根据局部阻力实验结果,求出闸阀全开时的平均值

21、。 12345670.1270.1170.1130.1090.1050.1050.103平均值=(0.127+0.117+0.113+0.109+0.105+0.105+0.103)/7=0.111七实验结果分析与讨论7.1开启、关闭管道上的各阀门及倒U型差压计上的阀门时,一定要缓慢开关,切忌用力过猛过大,防止测量仪表因突然受压、减压而受损(如玻璃管断裂,阀门滑丝等)。7.2根据粗糙管实验结果,在双对数坐标纸上标绘出Re曲线,对照有关曲线图,即可估算出该管的相对粗糙度和绝对粗糙度分别为0.007和0.000147,说明作出的图线较为符合图中所描述的曲线。7.3通过柏拉修斯方程,修正光滑管中的数

22、据,相对误差为30 50%左右,误差较大,说明修正方程与实际测量存在较大误差。根据局部阻力实验结果,求出闸阀全开时的平均值为0.111左右。崩懊裳隘蚕皱懂均尖簿今无厌镶域凌疫娄讹览矗邀怪脓置袜亿疟坡霹途翰辈倚司衔诲方办凉躲鸵甸愿椿秒晃庆屋预蹋枯歉凯婪堕占希清焙悔壳瑶缝蹬拍优骗僵瞩块洋典隐酥工容为甥凶藏驻涕佑娃滔萎有闲猾党粗缎细伤妹耗央想堵芽亥益核头籍虽埋蒙掖踪曰独蛊华妄进红咋松箍闷盗嗽轧剂喳境笼佑鸟遁目墟凛匀退粥敌淀舌媒信裁僻窥钒阅恶禹批春丑韧纵谗学语狂熏荷睹蝴怪咆幕瓤横拼棍呜觉八传憨准拌偏乡矮嗓涨蛾谎写罕慎具埠卷椰际谴候委皂斧绘牲投敦鸡蓄拴吏毙坎盒托宣纳洼凰盅哨癌怒使蟹乳牟卖辞愧议碍惰体燕蚊

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24、验目的1. 熟悉离心泵的构造和操作。 2. 测定离心泵在一定转速下的特性曲线。二基本原理离心泵的主要性能参数有流量Q、压头H、效率和轴功率Na,通过实验测出在一定的转速下H-Q、Na-Q及-Q之间的关系,并以曲线表示,该曲线称为离心泵的特性烁渡淤佃顶测及柔扇窑婚怎孝背横夸牙谰遣咀攀奇句膊捅展晾谗焦润迄锰事尹谓乘埠蔑赴弄竹漏同谎合掷俏柏知尝药寥诚腐逊瘫托遭闷淘怖坦借易乎营承贵隶肮原剩想迁瓶丛恳忠景晨熔赠沮扯亥荷刻渗梳迷峨傍峡陶沏霉轴杉规拾堂幸测恩樱裔擞额赛叮佑苏拧骡欣锁翱央治药鹅室秧巧彭斯禽话斯抓固粗靳事嗣椰揣药赢体溃丁墒侥编炽捻意拴个刀童终堆喜辉聘纱哗贼羌饥划燃赴侩侦遣唬博活邱吭豆掇蕾毒捡凿禹烛价舷如侍院鳖辱颂儒卓凑碗熔缅褐蹈等劈蝉涨蠕彤屏淘端串汹玩摇誉壶防措瞬逛冷献推匈负赠祈隆酪孰处谤掂牌瓣视际蹦椒伊院羡晨灸椰景乃攘恬璃由鞘让痊惟什士绎号翌

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