流體阻力實(shí)驗(yàn)仿真軟件說明

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1、流體阻力實(shí)驗(yàn)仿真軟件說明1目的及特點(diǎn)本仿真軟件以最新設(shè)備為模擬對(duì)象，充分展現(xiàn)了新設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，力求在界面友好的基礎(chǔ)上做到全面、系統(tǒng)、規(guī)范的展示新設(shè)備的流程與操作方法，力求增強(qiáng)操作者在與軟件本身的互動(dòng)性。2模塊介紹軟件結(jié)構(gòu)框圖：3操作界面用戶界面是應(yīng)用程序的臉面，是整個(gè)程序給操作者的最直觀的第一印象，所以對(duì)于一個(gè)操作程序而言，界面設(shè)計(jì)的好壞與否十分重要，直接關(guān)系到軟件的功能和應(yīng)用。(i)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)此菜單主要為軟件的使用者在對(duì)實(shí)驗(yàn)不很了解的情況下提供實(shí)驗(yàn)中最基本的介紹，包括實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容、儀器和方法等等內(nèi)容，使操作者可以在很短的時(shí)間內(nèi)了解實(shí)驗(yàn)。而

2、且由于采用了滾動(dòng)式的表現(xiàn)形式，使得指導(dǎo)部分生動(dòng)具體，也更直觀。(ii)實(shí)驗(yàn)操作此菜單主要是用于將實(shí)驗(yàn)方法和操作的步驟具體化，使學(xué)生在初步了解實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟進(jìn)一步的理解，從而保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。本部分除了采用的滾動(dòng)字幕描述外，還配以整個(gè)實(shí)驗(yàn)的流程簡(jiǎn)圖，方便使用。(iii)數(shù)據(jù)記錄此菜單主要是用來(lái)顯示在實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)據(jù)組，使數(shù)據(jù)直接顯示在準(zhǔn)備好的表格中，使數(shù)據(jù)更加直觀清晰，方便進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測(cè)和校正。同時(shí)統(tǒng)一各個(gè)儀器的流量和讀數(shù)的單位，以免發(fā)生不必要的麻煩。在記錄的同時(shí)，根據(jù)已知的計(jì)算公式，將數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)化為曲線，不但簡(jiǎn)

3、化實(shí)驗(yàn)，也使整個(gè)過程簡(jiǎn)便和直觀化，便于使用者掌握實(shí)驗(yàn)。(iv)實(shí)驗(yàn)成績(jī)此菜單主要是用來(lái)顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，操作者的總體得分，以便給整個(gè)操作過程一個(gè)直觀的，具體的評(píng)價(jià)。做到心中有數(shù)。：各窗口和菜單的具體功能說明如下：只要是在主界面下就可以查看實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)操作。當(dāng)完成實(shí)驗(yàn)后才可以查看實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并且只有在完成實(shí)驗(yàn)并且清理完實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)后才可以查看實(shí)驗(yàn)成績(jī)。但無(wú)論到那一級(jí)子窗體都可以返回主界面。1其它窗體2數(shù)學(xué)模型本實(shí)驗(yàn)涉及到的公式比較復(fù)雜，不能直接的出公式，只有通過迭代才能的出相關(guān)的公式和數(shù)據(jù)。下面先定義幾個(gè)函數(shù)：對(duì)于密度上面已經(jīng)用了內(nèi)差法，在不同溫度

4、下的相關(guān)公式，即溫度與密度有一定的關(guān)系，這里把他們定義成：（2—2）密度與溫度也有一定的關(guān)系，可用內(nèi)差法求得。在不同的溫度下有不同的公式：當(dāng)20oC>=t>=10oC時(shí)μ=[1.3077-（1.3077-1.005）×（t-10）/10]×10-3當(dāng)30oC>=t>=20oC時(shí)μ=[1.005-（1.005-0.8007）×（t-20）/10]×10-3當(dāng)40oC>=t>=30oC時(shí)μ=[0.8007-（0.8007-0.656）×（t-30）/10]×10-3上面幾個(gè)公式可以用一個(gè)公式來(lái)代替，即為：(2—3)在測(cè)光滑直管時(shí)，由于流體的粘性

5、作用和渦流的存在，不可避免地消耗一定機(jī)械能，其在直管內(nèi)消耗的機(jī)械能稱為直管阻力。直管阻力的大小與管長(zhǎng)、管徑、流體流速和管道摩擦系數(shù)有數(shù)。相關(guān)公式為：（2—10）（2—4）當(dāng)Re<=3000時(shí)，層流：（2—5）當(dāng)Re>3000時(shí)，湍流有以下幾種：在湍流情況下，計(jì)算摩擦系數(shù)的公式有很多。（一）光滑管1．柏拉修斯（Blasius）公式上式適用范圍為Re=3×103～1×1052.顧毓珍等公式上式適用范圍為Re=3×103～3×106(二)粗糙管1．柯爾布魯克（Colebrook）公式(2—6)上式適用于2．則（Nikuradse）與卡門（Karm

6、an）公式上式適用于式中：d—管徑，m；ΔPf—直管阻力引起的壓強(qiáng)降，Pa;l—管長(zhǎng)，m;u—流速，m/s;ρ—流體的密度，kg/m3μ—流體的粘度，N.s/m2。其中d,l,t,v,ε/d,為以知。測(cè)局部阻力時(shí)，通過管件、閥門、彎頭、管道突然擴(kuò)大或縮小時(shí)產(chǎn)生的阻力稱為局部阻力。局部阻力通常有兩種方法表示，即當(dāng)量長(zhǎng)度法和阻力系數(shù)法。阻力系數(shù)法：式中：ξ—局部阻力，無(wú)因次；ΔPˊf—局部阻力引起的壓強(qiáng)降，pa;hˊf—局部阻力引起的能量損失，J/kg;