一、实验装置概况:
流体流动过程是化工生产或其他行业的一个重要过程,这台实验装置可供学习流体流动课程的学生对不可压缩流体流经管道系统的规律性进行比较详细的实验研究。 利用这台装置可以进行的主要实验项目如下:
1、滞流区和过渡区摩擦系数的测定——利用2号管进行2、不同直径的管子湍流区磨擦系数的测定——利用1,3号管子。
3、螺旋槽管(相似于粗糙管)摩擦系数的测定。
4、认识文丘利流量计,测定它的孔流系数。
5、验证孔板流量计的孔流系数。
6、对比孔板和文丘利两种流量计的阻力损失。
7、认识毕托管流速计,利用毕托管测量管内流速。
8、测量90°标准弯头的局部阻力系数。
9、测量截止阀局部阻力系数。
二、主要设备的技术说明:
a、2号测管:
2号测管主要用于测量滞流区摩擦系数。因为滞流时流体阻力很少,因此,采用小直径的管子,以增大相对长度,获得较大阻力,使测量准确度提高。小直径管子虽然相对粗糙度较大,但滞流的摩擦系数与粗糙度无关。此外还采用了水位计式直接测压装置,避免压差值很少时其他型式测压计信号传输管可能带来的误差。
2号测管标称内径为6mm,实际内径请用体积法测量,测压孔间距1800mm。
b、1.3号测管:
这两支测管都是不锈钢管。实验上采用这种管子可免生锈,使数据较稳定。
1号测管标称直径40,测压孔距为2000毫米。
3号测管标称直径25,测压孔距2000毫米。
c、4号测管:
这测管是螺旋槽管,是将薄壁管加以轧制使管壁上形成螺旋槽,它是传热设备新发展的管型。由于螺旋槽的作用,流经流体的滞流内层产生扰动,从而提高传热效果。流体流动性能方面,这种管子当螺旋角较大时(本装置的管螺旋角较大,接近900)。类似于粗糙管,可以利用来进行粗糙管的摩擦系数测量。
d、孔板流量计:
孔板流量计按我国标准孔板流量计的规范设计和加工[注],因此,它的孔流系数符合规范的误差范围。特性尺寸见图3。
[注]:见流量测量节流装置设计手册,上海工业自动化仪表研究所编,机械工业出版社。
e、文丘利流量计:
为了增加直观性,文丘利流量计用有机玻璃制造,它的相对尺寸按标准文丘利流量计规定(图4)。由于前后段直管管长充足,所以可用单孔取压。
D=40+0.34 d=24.33±0.02
图3 孔板流量计相对尺寸
D=25.5+0.2 d=14±0.014 Q=100±10 Y1≤1.3D 3.5d≤Y2≤3.75d
图4 文丘利流量计相对尺寸
f、毕托管流速计:
采用重庆水文仪器厂的标准产品。为了加强直观性,外套管用有机玻璃制造,以便看清楚毕托管的形状。
g、压差计:
所有压差计均采用我厂自行设计的液柱压差计,它具有一段液柱压差计所具有的精确,可靠的优点,在具体结构上具有密封性较好,检修方便的特点。其中形压差计采用空气作指标介质,不污染玻璃管,也不存在其他液柱压差计因冲跑指示液而带来的麻烦,使用方便。
h、测压装置:
大部分的测量点都设有小球阀咀,这样就能够方便地按实验要求将测压仪表换接到所需的测量点,阀咀还能起阻尼作用,如果测量点压力波动太大,可以适当关小阀咀,以削减波动。
各测压小孔加工时有一定的工艺条件,以保证测孔不凹入管道和没有毛刺突出,使测压准确。