机械能转化演示实验

五、数据记录与分析 温度：25℃ 管路内经d1=30mm 节流件变截面管内径d2=15mm h4和h5之间管径长L=61cm 表1 原始数据记录 V（L/h) 400 520 640 760 880 1000 1120 1240 h1(cm) 105.5 105.3 104.8 104.5 104.1 103.4 103.3 102.7 h2(cm) 102.4 101.9 99.7 98.2 96.1 92.6 90.5 87.6 h3(cm) 104.1 103.9 102.5 102.2 101.2 100.1 99.4 97.8 h4(cm) 36.9 36.4 35.1 34.4 33.2 31.3 30.2 28.7 h5(cm) 36.5 35.9 34.4 33.5 32.6 30.5 29.8 28.0 h6(cm) 37.3 36.6 35.4 34.5 33.6 31.6 30.6 29.1 1．h1和h2分析 表2 h1、h2变截面连续性方程 序号 V(L/h) h1(cm) h2(cm) 流速u1(m/s) 流速u2(m/s) u1d12x10-4 u2d22x10-4 1 2 3 4 5 6 7 8 400 520 640 760 880 1000 1120 1240 105.5 105.3 104.8 104.5 104.1 103.4 103.3 102.7 102.4 101.9 99.7 98.2 96.1 92.6 90.5 87.6 0.16 0.20 0.25 0.30 0.35 0.39 0.44 0.49 0.80 0.84 1.03 1.15 1.30 1.51 1.64 1.79 1.41 1.84 2.26 2.69 3.11 3.54 3.96 4.39 1.79 1.89 2.32 2.59 2.92 3.39 3.70 4.02 分析：流体为均质、不可压缩流体，连续性方程成立 数据处理实例：以第一组数据为例 验 报 告 纸

pupu由1122g2gg2g22u22g（h1h2）u1229.8（105.5102.4）1020.1620.80据式（5）知： 2．h1和h3的分析 表3 h1、h3流体经节流件后压头损失关系 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 V(L/h) 流速u1(m/s) 400 0.16 520 0.20 640 0.25 760 0.30 880 0.35 1000 0.39 1120 0.44 1240 0.49 h1(cm) 105.5 105.3 104.8 104.5 104.1 103.4 103.3 102.7 h3(cm) 104.1 103.9 102.5 102.2 101.2 100.1 99.4 97.8 压头损失hf（cm） 1.4 1.4 2.3 2.3 2.9 3.3 3.9 4.9 分析：流速增大，压头损失增大，压头损失和速度的平方成正比 数据处理实例：以第一组数据为例 流速计算同1中的相同 验 报 告 纸

3．h3和h4的分析 表4 h3、h4流体经弯头和流量计件后压头损失和位能变化关系 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 V(L/h) 流速u1(m/s) 400 0.16 520 0.20 640 0.25 760 0.30 880 0.35 1000 0.39 1120 0.44 1240 0.49 h3(cm) 104.1 103.9 102.5 102.2 101.2 100.1 99.4 97.8 h4(cm) 36.9 36.4 35.1 34.4 33.2 31.3 30.2 28.7 位能差（cm） 67.2 67.5 67.4 67.8 68.0 68.8 69.2 69.1 分析：流体经3到4处，受弯头和转子流量计及位能的影响且随流量的增大，单管压力计3和4的读数差变大，流体局部阻力导致的能头损失增大。 数据处理实例：以第一组数据为例 流速计算同1中的相同 4．h4和h5的分析 表5 h4、h5直管段雷诺数和流体阻力系数关系 序号 V(L/h) 1 400 2 520 3 640 4 760 5 880 6 1000 7 1120 8 1240 流速u1(m/s) 0.16 0.20 0.25 0.30 0.35 0.39 0.44 0.49 h4(cm) h5(cm) 阻力系数λ 36.9 36.5 0.16 36.4 35.9 0.12 35.1 34.4 0.11 34.4 33.5 0.10 33.5 32.6 0.07 31.3 30.5 0.05 30.2 29.8 0.02 28.7 28.0 0.03 Re 5267.11 6847.24 8427.37 10007.50 11587.64 13167.77 14747.90 16328.03 hf 0.4 0.5 0.7 0.9 0.9 0.8 0.5 0.7 验 报 告 纸

分析：Re足够大时，λ与Re无关，只与流体流速平方成正比 数据处理实例：以第一组数据为例（25℃，水的粘度μ=0.8937x10-3pa·s） 流速计算同1中的相同 5．h5和h6的分析 表6 h5、h6单管压力计h5处中心点速度 序号 V(L/h) 流速u1(m/s) h5(cm) h6(cm) 1 400 0.16 36.5 37.3 2 520 0.20 35.9 36.6 3 640 0.25 34.4 35.4 4 760 0.30 33.5 34.5 5 880 0.35 32.6 33.6 6 1000 0.39 30.5 31.6 7 1120 0.44 29.8 30.6 8 1240 0.49 28.0 29.1 h 0.8 0.7 1.0 1.0 1.0 1.1 0.8 1.1 u（m/s） 平均u（m/s） 0.40 0.37 0.44 0.44 0.44 0.46 0.40 0.46 0.43 数据处理实例：以第一组数据为例 流速计算同1中的相同