化工原理实验报告材料(流体阻力)
化工原理实验报告-流体流动阻力的测定

实验一流体流动阻力的测定一、实验目的1、掌握测定流体流经直管、管件(阀门)时阻力损失的一般实验方法。
2、测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系,验证在一般湍流区内λ与Re的关系曲线。
3、测定流体流经管件(阀门)时的局部阻力系数ξ。
4、识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。
二、实验装置实验装置如下图所示:1、水箱2、离心泵3、压差传感器4、温度计5、涡轮流量计6、流量计7、转子流量计8、转子流量计9、压差传感器10、压差传感器11、压差传感器12、粗糙管实验段13、光滑管实验段14、层流管实验段15、压差传感器16、压差传感器17、阐阀18、截止阀图1 实验装置流程图装置参数:名称材质管内径/mm 测量段长度/mm三、实验原理1、直管阻力摩擦系数λ的测定流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:2122ff p p p l u h d λρρ∆-=== ⑴即 22fd p luλρ∆=⑵Re du ρμ=⑶采用涡轮流量计测流量V2900Vu dπ=⑷ 用压差传感器测量流体流经直管的压力降f p ∆。
根据实验装置结构参数l 、d ,流体温度T (查流体物性ρ、μ),及实验时测定的流量V 、压力降ΔPf ,求取Re 和λ,再将Re 和λ标绘在双对数坐标图上。
2、局部阻力系数ζ的测定流体通过某一管件或阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数,这种方法称为阻力倍数法。
即:'2'2ffp u h g gζρ∆== ⑸ 故 '22fp u ζρ∆=⑹根据连接管件或阀门两端管径中小管的直径d ,流体温度T (查流体物性ρ、μ),及实验时测定的流量V 、压力降ΔPf ’,通过式⑸或⑹,求取管件(阀门)的局部阻力系数ζ。
四、实验步骤1、开启仪表柜上的总电源、仪表电源开关。
2、首先对水泵进行灌水,然后关闭出口阀,启动水泵,待电机转动平稳后,把出口阀缓缓开到最大。
3、实验从做大流量开始做起,最小流量应控制在1.5m3/h。
化工原理实验报告流体流动阻力

化工原理实验报告流体流动阻力实验目的:通过测量不同条件下流体的流动阻力,并对结果进行分析,了解流体流动的基本特性及其影响因素。
实验原理:1. 流动阻力:当流体通过管道或孔隙时,会受到管道或孔隙壁面的阻力而产生阻碍,这种阻碍就被称为流动阻力。
流动阻力与管道长度、管道直径、流速和流体黏度有关。
2. 流量:单位时间内流体通过管道或孔隙的量称为流量,单位是立方米/秒。
3. 流速:流体通过管道或孔隙时,在单位时间内被运动到的体积与管道截面积的比值,称为流速,单位是米/秒。
4. 压力损失:流体流动时被阻碍形成的压差称为压力损失,即高压端压力减低压端压力差。
压力损失随着管道长度的增加而增加,随着管道内径的减小而增加,而随着粘度的增加而减小。
实验器材:1. 倾斜漏斗2. 液压流量表3. 钢尺4. 塑料软管实验步骤:1. 将倾斜漏斗放置在流量计上方,开启阀门,记录液位高度和流量计读数。
2. 改变管道长度(截面积不变),分别记录不同长度下的压力损失和流速。
3. 改变管道截面积(长度不变),分别记录不同截面积下的压力损失和流速。
4. 改变流体黏度(管道长度和截面积均恒定),分别记录不同粘度下的压力损失和流速。
实验结果:实验数据记录:试验条件管道长度(m)管道直径(mm)流量(L/min)流速(m/s)压力损失(Pa):: :: :: :: :-: ::1 2 8 12.81.28 2002 4 8 12.0 0.60 4003 6 8 10.5 0.35 6004 2 6 10.7 1.07 1755 2 4 9.5 1.58 1506 2 8 12.8 1.28 2007 2 8 10.4 1.04 1608 2 8 9.3 0.93 1209 2 8 12.8 1.28 20010 2 8 6.70.67 24011 2 8 12.8 1.28 20012 2 8 7.2 0.72 20013 2 8 12.8 1.28 20014 2 8 8.5 0.85 200根据数据可得,流量和流速随着管道长度、管道截面积和流体黏度的增大而减小,压力损失随着这三个因素的增大而增大。
化工原理含实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解并掌握化工原理中的基本概念和原理。
2. 通过实验验证理论知识,提高实验技能。
3. 熟悉化工原理实验装置的操作方法,培养动手能力。
4. 学会运用实验数据进行分析,提高数据处理能力。
二、实验内容本次实验共分为三个部分:流体流动阻力实验、精馏实验和流化床干燥实验。
1. 流体流动阻力实验实验目的:测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数与雷诺数Re的关系,将测得的~Re曲线与由经验公式描出的曲线比较;测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数。
实验原理:流体在管道内流动时,由于摩擦作用,会产生阻力损失。
阻力损失的大小与流体的雷诺数Re、管道的粗糙度、管道直径等因素有关。
实验中通过测量不同流量下的压差,计算出摩擦系数和局部阻力系数。
实验步骤:1. 将水从高位水槽引入光滑管,调节流量,记录压差。
2. 将水从高位水槽引入粗糙管,调节流量,记录压差。
3. 改变流量,重复步骤1和2,得到一系列数据。
4. 根据数据计算摩擦系数和局部阻力系数。
实验结果与分析:通过实验数据绘制~Re曲线和局部阻力系数曲线,与理论公式进行比较,验证了流体流动阻力实验原理的正确性。
2. 精馏实验实验目的:1. 熟悉精馏的工艺流程,掌握精馏实验的操作方法。
2. 了解板式塔的结构,观察塔板上汽-液接触状况。
3. 测定全回流时的全塔效率及单板效率。
4. 测定部分回流时的全塔效率。
5. 测定全塔的浓度分布。
6. 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。
实验原理:精馏是利用混合物中各组分沸点不同,通过加热使混合物汽化,然后冷凝分离各组分的方法。
精馏塔是精馏操作的核心设备,其结构对精馏效率有很大影响。
实验步骤:1. 将混合物加入精馏塔,开启加热器,调节回流比。
2. 记录塔顶、塔釜及各层塔板的液相和气相温度、压力、流量等数据。
3. 根据数据计算理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标。
4. 绘制浓度分布曲线。
实验结果与分析:通过实验数据,计算出了理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标,并与理论值进行了比较。
流体流动阻力的测定(化工原理实验报告)

北 京 化 工 大 学实 验 报 告课程名称: 化工原理实验 实验日期: 2008.10.29 班 级: 化工0602 姓 名:许兵兵学 号: 200611048 同 组 人 :汤全鑫 阮大江 阳笑天流体流动阻力的测定摘要● 测定层流状态下直管段的摩擦阻力系数(光滑管、粗糙管和层流管)。
● 测定湍流状态不同(ε/d)条件下直管段的摩擦阻力系数(突然扩大管)。
● 测定湍流状态下管道局部的阻力系数的局部阻力损失。
● 本次实验数据的处理与图形的拟合利用Matlab 完成。
关键词流体流动阻力 雷诺数 阻力系数 实验数据 Matlab一、实验目的1、掌握直管摩擦阻力系数的测量的一般方法;2、测定直管的摩擦阻力系数λ以及突扩管的局部阻力系数ζ;3、测定层流管的摩擦阻力4、验证湍流区内λ、Re 和相对粗糙度的函数关系5、将所得光滑管的Re -λ方程与Blasius 方程相比较。
二、实验原理不可压缩流体(如水),在圆形直管中作稳定流动时,由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力;流体在流过突然扩大和弯头等管件时,由于流体运动的速度和方向突然发生变化,产生局部阻力。
影响流体流动阻力的因素较多,在工程研究中,利用因次分析法简化实验,引入无因此数群雷 诺 数:μρdu =Re相对粗糙度: d ε管路长径比: d l可导出:2)(Re,2u d d l p⋅⋅=∆εφρ这样,可通过实验方法直接测定直管摩擦阻力系数与压头损失之间的关系:22u d l pH f ⋅⋅=∆=λρ因此,通过改变流体的流速可测定出不同Re 下的摩擦阻力系数,即可得出一定相对粗糙度的管子的λ—Re 关系。
在湍流区内,λ = f(Re ,ε/ d ),对于光滑管大量实验证明,当Re 在3×103至105的范围内,λ与Re 的关系遵循Blasius 关系式,即:25.0Re 3163.0=λ对于层流时的摩擦阻力系数,由哈根—泊谡叶公式和范宁公式,对比可得:Re 64=λ局部阻力:f H =22u ⋅ξ [J/kg]三、装置和流程四、操作步骤1、启动水泵,打开光滑管路的开关阀及压降的切换阀,关闭其它管路的开关阀和切换阀;2、排尽体系空气,使流体在管中连续流动。
流体流动阻力的测定(化工原理实验报告)

流体流动阻力的测定(化工原理实验报告)流体流动阻力的测定(化工原理实验报告)摘要:本实验研究了流体流动阻力的测定方法,以了解流阻比数据和参数对流体流动特性的影响。
实验中采用了空心管实验装置,在一定的压差试验条件下,通过压力表和熨斗流量计测量压力和流量,计算出流阻比系数。
通过实验,研究了流阻比系数随着实验参数(流量、温度、压力)变化的规律,从而获得一定规律性的微观流动特性数据。
关键词:流阻比;熨斗流量计;实验;流动阻力1 前言流体流动阻力是研究流体流动特性的一项重要参数。
它决定了流体在管道内流动时会受到什么样的阻力,直接影响着流体在设备内的流动性能和传热特性。
因此,准确测量流体流动阻力是研究管道流动的关键问题。
本实验旨在研究空心管装置测量的流阻比数据对流体流动特性的影响,以便获得微观流动特性数据,并用于管道设计、传热学的研究中。
2 实验目的1)研究在空心管实验装置内测量流阻比系数的变化规律:2)利用测量的流阻比系数,得出瞬态流体流动特性曲线,即流量与压力的变化规律; 3)通过实验有规律地分析,获得实验流体的微观流动特性参数。
3 实验装置本实验主要采用空心管实验装置(见图1),由电磁阀控制罐内的液体,带动空心管内的流体循环,保持流量一定,从而实现实验的要求。
该装置由如下几个部分组成:(1)空心管;(2)球阀;(3)高低压罐;(4)汽缸和气缸;(5)液体泵;(6)电磁阀;(7)水箱;(8)熨斗流量计;(9)压力表;(10)温度计。
4 实验方法1)确定实验条件:根据实验任务,确定温度、压力、流量等参数,以及电磁阀的控制时间;2)进行实验:根据实验条件,控制电磁阀的开启和关闭,实现空心管内的液体流动,同时调节实验参数,测量压力及流量;3)根据压力和流量,绘出流量-压力曲线,计算出对应的流阻比系数;4)根据实验数据,进行实验数据分析,探究实验参数变化时,流阻比系数变化规律,得出流体的微观流动特性参数。
5 实验数据在实验中,调节不同的参数,实现不同的实验条件,测量得到流量和压力的数据,根据测量的实验数据,画出Flow-Pressure曲线,结果如下表1所示:实验条件实测压力(MPa) 实测流量(M3/h)流阻比(MPa/m3/h)条件1 0.39 0.159 0.80条件2 0.51 0.159 1.06条件3 0.62 0.159 1.29条件4 0.68 0.159 1.41条件5 0.80 0.159 1.64表1 实验结果图2 Flow-Pressure曲线图6 结论1)根据上述的实验结果,可以发现,随着压力和流量的增加,流阻比也相应地增大;2)通过分析实验数据,可以获得一定的规律性的微观流动特性数据,即通过把不同的实验参数变量并入方程式中,可以根据需要精确地预测不同条件下,流体流动时的压力和流量变化规律;3)该测试结果可以作为设计管路时流体传热特性和流动特性的参考,更好地掌握管路中流体的流动特性。
实验报告(流体阻力)
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34.6
23.5
5
100
25.3
36.5
23.5
6
200
-0.6
23.4
7
240
-0.3
23.8
8
300
0.3
23.8
9
360
0.9
23.8
10
400
1.5
23.8
11
460
2.2
23.8
12
500
2.8
24.0
13
580
4.1
24.0
14
620
4.9
24.0
15
700
6.4
24.0
16
800
教师签字
日期
LZB—10 10~100(L/h)
精度: 1.5
2.5
实验操作方法和注意事项:
实验方法及步骤
1、向储水槽内注水,直到水满为止。
2、按下电源的绿色按钮,通电预热10—15分钟,记录数字表的初始值。
3、检查阀门。
4、按下离心泵的启动按钮,启动离心泵。开启流量调节阀24,将流量慢慢调至最大,向管路中注水,赶尽管路中气体。
实 验 报 告
课程名称:化工原理
实验题目:流体流动阻力的测定
班级学号:1508060209
姓名:潘慧莹
成 绩:
沈 阳 理 工 大 学
实验目的:
1、学习流体通过水平直管(包括光滑管和粗糙管)的摩擦阻力△Pf的测定方法,确定光滑直管和一定粗糙度下直管的摩擦系数和雷诺准数Re的关系;
2、掌握流体通过阀门的局部阻力的测定方法;
8.0
24.0
初值:△P=-1.7(kPa)
化工原理流体阻力实验报告北京化工大学

化工原理-流体阻力实验报告(北京化工大学)————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:ﻩ北京化工大学化工原理实验报告实验名称: 流体阻力实验班级:化工1305班姓名:张玮航学号: 2013011132 序号: 11同组人:宋雅楠、陈一帆、陈骏设备型号:流体阻力-泵联合实验装置UPRSⅢ型-第4套实验日期:2015-11-27一、实验摘要首先,本实验使用U PRS Ⅲ型第4套实验设备,通过测量不同流速下水流经不锈钢管、镀锌管、层流管、突扩管、阀门的压头损失来测定不同管路、局部件的雷诺数与摩擦系数曲线。
确定了摩擦系数和局部阻力系数的变化规律和影响因素,验证在湍流区内λ与雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。
该实验结果可为管路实际应用和工艺设计提供重要的参考。
结果,从实验数据分析可知,光滑管、粗糙管的摩擦阻力系数随Re 增大而减小,并且光滑管的摩擦阻力系数较好地满足Bl asui s关系式:0.250.3163Re λ= 。
突然扩大管的局部阻力系数随Re 的变化而变化。
关键词:摩擦系数,局部阻力系数,雷诺数,相对粗糙度二、实验目的1、掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法:①测量湍流直管的阻力,确定摩擦阻力系数。
②测量湍流局部管道的阻力,确定摩擦阻力系数。
③测量层流直管的阻力,确定摩擦阻力系数。
2、验证在湍流区内摩擦阻力系数λ与雷诺数Re 以及相对粗糙度的关系。
3、将实验所得光滑管的λ-Re 曲线关系与B lasiu s方程相比较。
三、实验原理1、 直管阻力不可压缩流体在圆形直管中做稳定流动时,由于黏性和涡流的作用会产生摩擦阻力(即直管阻力);流体在流过突然扩大、弯头等管件时,由于流体运动的速度和方向突然变化,会产生局部阻力。
由于分子的流动过程的运动机理十分复杂,目前不能用理论方法来解决流体阻力的运算问题,必须通过实验研究来掌握其规律。
化工原理实验报告一流体阻力

实验一、管路阻力的测定一、实验目的1.学习直管阻力与局部阻力的测定方法。
2.学习计算并绘制直管摩擦系数λ与R e 的关系曲线的方法。
3.学习确定局部阻力系数ζ的方法。
二、实验原理流体在管路中的流动阻力分为直管阻力和局部阻力两种。
直管阻力也称为表皮阻力,是流体流经一定管径的直管时,由于流体内摩擦而产生的阻力, (m ) (1)gu d L g p H f 22⋅⋅=∆-=λρ局部阻力也称为形体阻力,是由于流体流经管路中的管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小等局部地方,由于边界层分离而产生旋涡所引起的能量损失, (m)(2) gu g p H f22'⋅=∆-=ζρ管路的总能量损失等于管路中所有以上两种阻力的加和∑∑+=∑'ff f H H H 本实验所用的装置流程图如图1所示,实验装置由并联的两个支路组成,一个支路用于测定直管阻力,另一个用于测定局部阻力。
图1. 管路阻力测定实验装置流程图1-底阀2-入口真空表3-离心泵4-出口压力表5-充水阀6-差压变送器7-涡轮流量计8-差压变送器9-水箱测定直管阻力所用管子的规格:1#~2#实验装置:直管内径为27.1mm,直管管长1m。
3#~8#实验装置:直管内径为35.75mm,直管管长1m局部阻力的测定对象是两个阀门,一个闸阀,一个截止阀。
三、实验步骤1.打开充水阀向离心泵泵壳内充水。
2.关闭充水阀、出口流量调节阀,启动总电源开关,启动电机电源开关。
3.打开出口调节阀至最大,记录下管路流量最大值,即控制柜上的涡轮流量计的读数。
4.调节出口阀,流量从大到小测取8次,再由小到大测取8次,记录各次实验数据,包括涡轮流量计的读数、直管压差指示值。
5.关闭直管阻力直路的球阀,打开局部阻力的球阀,测定在三个流量下的局部压差指示值。
6.测取实验用水的温度。
7.关闭出口流量调节阀,关闭电机开关,关闭总电源开关。
注意事项:离心泵禁止在未冲满水的情况下空转。
化工原理-流体阻力实验报告(北京化工大学)

北京化工大学化工原理实验报告实验名称:流体阻力实验班级:化工1305班*名:***学号:********** 序号:11同组人:宋雅楠、陈一帆、陈骏设备型号:流体阻力-泵联合实验装置UPRSⅢ型-第4套实验日期:2015-11-27一、实验摘要首先,本实验使用UPRS Ⅲ型第4套实验设备,通过测量不同流速下水流经不锈钢管、镀锌管、层流管、突扩管、阀门的压头损失来测定不同管路、局部件的雷诺数与摩擦系数曲线。
确定了摩擦系数和局部阻力系数的变化规律和影响因素,验证在湍流区内λ与雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。
该实验结果可为管路实际应用和工艺设计提供重要的参考。
结果,从实验数据分析可知,光滑管、粗糙管的摩擦阻力系数随Re 增大而减小,并且光滑管的摩擦阻力系数较好地满足Blasuis 关系式:0.250.3163Re λ= 。
突然扩大管的局部阻力系数随Re 的变化而变化。
关键词:摩擦系数,局部阻力系数,雷诺数,相对粗糙度二、实验目的1、掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法:①测量湍流直管的阻力,确定摩擦阻力系数。
②测量湍流局部管道的阻力,确定摩擦阻力系数。
③测量层流直管的阻力,确定摩擦阻力系数。
2、验证在湍流区内摩擦阻力系数λ与雷诺数Re 以及相对粗糙度的关系。
3、将实验所得光滑管的λ-Re 曲线关系与Blasius 方程相比较。
三、实验原理1、 直管阻力不可压缩流体在圆形直管中做稳定流动时,由于黏性和涡流的作用会产生摩擦阻力(即直管阻力);流体在流过突然扩大、弯头等管件时,由于流体运动的速度和方向突然变化,会产生局部阻力。
由于分子的流动过程的运动机理十分复杂,目前不能用理论方法来解决流体阻力的运算问题,必须通过实验研究来掌握其规律。
为了减少实验的工作量、化简工作难度、同时使实验的结果具有普遍的应用意义,应采用基于实验基础的量纲分析法来对直管阻力进行测量。
利用量纲分析的方法,结合实际工作经验,流体流动阻力与流体的性质、流体流经处的几何尺寸、流体的运动状态有关。
流体阻力实验

中南大学化工原理实验报告化学化工院院系制药工程专业班级姓名学号同组者实验日期2012年6月9日指导教师实验一、流体阻力实验一、实验目的1、学习直管摩擦阻力△Pf 、直管摩擦系数λ的测定方法。
2. 测定、对比光滑Dg40(φ45×2.5mm )、Dg32、Dg20直管、φ18粗糙直管和 Dg8光滑管的阻力系数与雷诺数的关系。
3.测定弯头、阀门等局部阻力系数ξ与雷诺数Re 之间关系。
4.测量流量计校正系数与雷诺数Re 之间关系以及流速的几种测量方法。
5.掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。
二、实验装置实验装置:JK-LDZ 流体流动阻力实验装置 ,湘潭金凯化工装备技术有限公司1、光滑管有Dg40、Dg25、Dg20、Dg8,φ18 Dg15 粗糙管、管长2000mm,测压点 距离1500mm 。
2、水泵型号为50SGR10-15 型管道式离心泵,流量:10m3/h 、扬程:12m ,,转速 2800 r/min ,功率0.75KW 。
3、弯头阻力管Dg25。
突扩、突缩,内径分别为25mm 变32mm ,32mm 变22mm 。
4、差压测量:采用ZQ501 差压传感器采集信号,电控箱仪表显示,精度:0.3﹪ FS ,共六套传感器。
5、流量测量:涡轮流量计(单位m3/h )、文丘里流量计喉径¢27mm 、孔板流量 计孔径¢18.5mm 。
6、显示仪表;差压显示采用智能数字显示报警仪,温度显示采用XMZA 数显仪表。
三、实验原理1.直管阻力与局部阻力实验流体阻力产生的根源是流体具有粘性,流动时存在内摩擦。
而壁的形状则促使流动的流体内部发生相对运动,为流动阻力的产生提供了条件,流动阻力的大小与流体本身的物理性质、流动状况及壁面的形状等因素有关。
流动阻力可分为直管阻力和局部阻力。
流体在流动过程中要消耗能量以克服流动阻力。
因此,流动阻力的测定颇为重要。
从流程图可知水从贮槽由泵输入恒位水槽,再流经管道,经计量槽计量后回到水槽,循环利用。
化工原理实验—流体流动阻力测定实验

化工原理实验报告—流体流动阻力测定实验班级: 031112班小组:第六组指导老师:刘慧仙组长:陈名组员:魏建武曹然实验时间: 2013年10月18日目录一、实验内容 (1)二、实验目的 (1)三、实验基本原理 (1)1.直管阻力 (1)2.局部阻力 (3)四、实验设计 (3)1.实验方案 (3)2.测试点及测试方法 (3)原始数据 (3)测试点 (4)测试方法 (4)3.控制点及调节方法 (4)4.实验装置和流程设计 (4)主要设备和部件 (4)实验装置流程图 (4)五、实验操作要点 (5)六、实验数据处理和结果讨论分析 (6)实验数据处理 (6)1.实验数据记录表 (6)2.流体直管阻力测定实验数据整理表 (7)3.流体局部阻力测定实验数据整理表 (8)4.计算示例。
(9)结果讨论分析 (10)七、思考题 (11)实验一流体流动阻力的测定实验一、实验内容1.测定流体在特定材质和的直管中流动时的阻力摩擦系数,并确定和之间的关系。
2.测定流体通过阀门时的局部阻力系数。
二、实验目的1.了解测定流体流动阻力摩擦系数的工程定义,掌握测定流体阻力的实验方法。
2.测定流体流径直管的摩擦阻力和流经管件或局部阻力,确定直管阻力摩擦系数与雷诺数之间的关系。
3.熟悉压差计和流量计的使用方法。
4.认识组成管路系统的各部件、阀门并了解其作用。
三、实验基本原理流体管路是由直管、管件(如三通、肘管、弯头)、阀门等部件组成。
流体在管路中流动时,由于黏性剪应力和涡流的作用,不可避免地要消耗一定的机械能,流体在直管中流动的机械能损失为直管阻力;而流体通过阀门、管件等部件时,因流动方向或流动截面的突然改变导致的机械能损失称为局部阻力。
在化工过程设计中,流体流动阻力的测定或计算,对于确定流体输送所需推动力的大小,例如泵的功率、液位或压差,选择适当的输送条件都有不可或缺的作用。
1.直管阻力流体在水平的均匀管道中稳定流动时,由截面1流动至截面2的阻力损失表现为压力的降低,即①由于流体分子在流动过程中的运动机理十分复杂,影响阻力损失的因素众多,目前尚不能完全用理论方法来解决流体阻力的计算问题,必须通过实验研究掌握其规律。
化工原理实验报告(流体流动阻力测定)

化工原理实验报告实验名称:流体流动阻力测定班级:化实1101学号:2011011499*****同组人:陈文汉,黄凤磊,杨波实验日期:2013.10.24一、报告摘要通过测定阀门在不同的开度下的流体流量v q ,以及测定已知长度l 和管径d 的光滑直管和粗糙直管间的压差p ∆,根据公式22u l p d ρλ∆=,(其中ρ为实验温度下流体的密度);流体流速24d q u v π=,以及雷诺数μρdu =Re (μ为实验温度下流体粘度),得出湍流区光滑直管和粗糙直管在不同Re 下的λ值,并通过作Re -λ双对数坐标图,以得出两者的关系示意曲线,以及和光滑管遵循的Blasius 关系式比较关系,并验证了湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度ε/d 的函数。
由公式222121pu uρζ∆+=-可求出突然扩大管的局部阻力系数,以及由Re 64=λ求出层流时的摩擦阻力系数λ,再和雷诺数Re 作图得出层流管Re -λ关系曲线。
二、实验目的及任务1、掌握测定流体流动阻力实验的一般试验方法;2、测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管的局部阻力系数ζ;3、测定层流管的摩擦阻力系数λ;4、验证湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度ε/d 的函数;5、将所得光滑管的λ-Re 方程与Blas ius 方程相比较。
三、实验原理1、不可压缩液体在圆形直管中做稳定流动时,由于粘性和旋流作用产生摩擦阻力,流体在流过突然扩大,弯头等管件时,由于流体运动的速度和方向突然变化,产生局部阻力。
影响流体的阻力因素较多,在工程上通常采用量纲分析方法简化实验,得到在一定条件下具有普遍意义的结果。
直管阻力损失函数:f (hf ,ρ,μ, l ,d ,ε, u )=0 应用量纲分析法寻找h f (ΔP /ρ)与各影响因素间的关系 1)影响因素物性:ρ,μ 设备:l ,d ,ε 操作:u (p,Z ) 2)量纲分析ρ[ML -3],μ[ML -1 T -1], l [L] ,d [L],ε[L],u [LT -1], h f [L 2 T -2]3)选基本变量(独立,含M ,L ,T ) d ,u ,ρ(l ,u ,ρ等组合也可以) 4)无量纲化非基本变量μ:π1=μρa u b d c [M 0L 0T 0] =[ML -1 T -1][ML -3]a [LT -1]b [L]c ⇒ a=-1,b=-1,c=-1 变换形式后得:π1=ρud /μl: π2=l/d ε: π3=ε/d h f : π4=h f /u 2 5)原函数无量纲化0,,,2=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛d l d du u h F f εμρ 6)实验22,22u d l u dl d du h f ⋅=⋅⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=λεμρϕ 摩擦系数:()d εϕλRe,= 层流圆直管(Re<2000):λ=φ(Re )即λ=64/Re 湍流水力学光滑管(Re>4000):λ=0.3163/Re0.25湍流普通直管(4000<Re<临界点):λ=φ(Re,ε/d )即⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=λελRe 7.182log 274.11d湍流普通直管(Re>临界点):λ=φ(ε/d )即⎪⎭⎫ ⎝⎛-=d ελ2log 274.11对于粗糙管,λ与Re 的关系均以图来表示2、局部阻力损失函数22u h f ζ= 局部阻力系数:(局部结构)ϕζ=考虑流体阻力等因素,通常管道设计液速值取1~3m/s ,气速值取10~30m/s 。
流体阻力实验报告材料
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流体阻力实验报告材料一、实验目的1.学习基本流体力学概念,了解流体阻力的原理;2.掌握测量流体阻力的实验方法和步骤;3.分析实验数据,得出流体阻力与流体速度和物体表面积的关系。
二、实验原理物体在流体中移动时,会受到流体的阻碍,这个阻碍力称为流体阻力。
流体阻力要根据流体的粘性、物体的形状、物体移动的速度和物体表面积等因素来计算。
实验中使用流体为水,可将流体阻力分为粘滞阻力和压力阻力两个部分。
当物体在流体中以一定速度移动时,流体分子与物体表面发生相对运动,形成粘滞阻力。
而在流体的高速区域附近,由于流体速度增加,流体分子之间的压力差也会增加,形成压力阻力。
三、实验装置和器材1.实验装置:流动水槽、水泵、电子天平、直尺、千分尺等;2.实验器材:流体阻力测量模型、液晶显示器。
四、实验步骤1.将流动水槽水泵接通,并调节水流量,保持稳定;2.在水槽上方固定流体阻力测量模型;3.打开液晶显示器,使用电子天平测量流体阻力测量模型的质量,记录下质量值;4.测量流体阻力测量模型的升力面积,使用直尺和千分尺分别测量长度和宽度,计算出表面积;5.打开水槽的水流,并逐渐调整流速,当水流稳定后,记录下流体的速度;6.再次使用电子天平测量流体阻力测量模型的质量,并记录下质量值;7.重复5和6的步骤,分别调整流体速度,记录下不同流速下的质量值。
五、数据处理和分析实验数据可以通过以下公式计算流体阻力:流体阻力=测量模型质量×g-测量模型浸没的重量其中,测量模型质量即为步骤3中测得的质量值,g为重力加速度。
而测量模型浸没的重量可通过使用电子天平在空气中测量后再在流体中测量,两者之差即为其浸没的重量。
通过整理和分析实验数据,可以得出流体阻力与流体速度和物体表面积的关系,并绘制出流体阻力与流体速度和物体表面积的曲线。
通过实验结果,可以验证流体阻力的计算公式,并进一步了解流体阻力的规律。
六、结论通过实验,我们成功测量了流体阻力,并得出了流体阻力与流体速度和物体表面积的关系。
化工原理_流体实验报告
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一、实验目的1. 理解流体力学的基本原理,掌握流体流动的基本规律。
2. 学习流体阻力计算方法,了解流体流动中的能量损失。
3. 掌握实验装置的操作方法,提高实验技能。
4. 分析实验数据,验证流体力学理论。
二、实验原理流体阻力是流体在流动过程中受到的阻碍作用,主要分为直管沿程阻力和局部阻力。
直管沿程阻力主要与流体的粘度、流速、管径和管长有关;局部阻力主要与流体的流速、管件形状和尺寸有关。
三、实验装置与流程1. 实验装置:流体阻力实验装置包括进水阀、光滑管、粗糙管、阀门、流量计、压力计等。
2. 实验流程:(1)打开进水阀,调节流量,使流体在光滑管中流动。
(2)测量光滑管上下游的压力差,计算直管沿程阻力。
(3)关闭进水阀,打开阀门,使流体流经粗糙管。
(4)测量粗糙管上下游的压力差,计算局部阻力。
(5)改变流量,重复上述步骤,得到不同流量下的阻力数据。
四、实验步骤1. 准备实验装置,连接好各部分管道。
2. 调节进水阀,使流体在光滑管中流动,测量光滑管上下游的压力差。
3. 记录实验数据,包括流量、压力差、温度等。
4. 关闭进水阀,打开阀门,使流体流经粗糙管。
5. 测量粗糙管上下游的压力差,记录实验数据。
6. 改变流量,重复步骤2-5,得到不同流量下的阻力数据。
五、实验数据与分析1. 光滑管沿程阻力计算:根据实验数据,计算不同流量下的摩擦系数和雷诺数,绘制摩擦系数与雷诺数的关系曲线。
通过对比实验数据与理论公式,验证流体力学理论。
2. 局部阻力计算:根据实验数据,计算不同流量下的局部阻力系数,分析局部阻力系数与流量的关系。
通过对比实验数据与理论公式,验证流体力学理论。
六、实验结果与讨论1. 光滑管沿程阻力实验结果:实验结果表明,摩擦系数与雷诺数呈线性关系,验证了流体力学理论。
随着雷诺数的增加,摩擦系数逐渐减小,符合流体力学理论。
2. 局部阻力实验结果:实验结果表明,局部阻力系数与流量呈非线性关系,随着流量的增加,局部阻力系数逐渐减小。
流体阻力测定实验报告
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流体阻力测定实验报告实验目的,通过实验,掌握流体阻力的测定方法,了解流体阻力与流速、管道直径、流体密度和黏度等因素的关系。
实验仪器,流体阻力测定装置、水泵、流量计、压力表、流速计、管道直径测量仪等。
实验原理,流体在管道中流动时,会受到管壁的摩擦力和流体内部分子之间的黏滞力的阻碍,这种阻碍力就是流体阻力。
流体阻力与流速、管道直径、流体密度和黏度等因素有关,可以通过实验测定来进行研究。
实验步骤:1. 确定实验装置,将流体阻力测定装置连接好。
2. 调节水泵流量,使得流速计读数在一定范围内。
3. 记录流速计读数和压力表读数。
4. 改变流速,重复步骤2-3。
5. 测量管道直径。
6. 根据实验数据,计算流体阻力与流速、管道直径、流体密度和黏度的关系。
实验数据:流速(m/s)压力(Pa)流体阻力(N)。
0.5 100 20。
1.0 200 40。
1.5 300 60。
2.0 400 80。
实验结果分析:通过实验数据的分析,可以得出以下结论:1. 流速越大,流体阻力越大。
2. 管道直径越大,流体阻力越小。
3. 流体密度越大,流体阻力越大。
4. 流体黏度越大,流体阻力越大。
结论,流体阻力与流速、管道直径、流体密度和黏度等因素密切相关,可以通过实验测定来进行研究。
掌握流体阻力的测定方法对于工程领域具有重要意义,可以为管道设计和流体输送系统的优化提供参考依据。
实验总结,通过本次实验,我对流体阻力的测定方法有了更深入的了解,掌握了实验操作技能,对流体力学有了更深入的认识。
参考文献:1. 张三,流体力学基础,北京大学出版社,2008。
2. 李四,流体力学实验指南,清华大学出版社,2010。
以上就是本次流体阻力测定实验的报告内容,希望能对大家的学习和研究有所帮助。
化工原理流体阻力实验
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化工原理流体阻力实验
实验目的:
研究流体在管道中的阻力特性,分析流体在不同流速下的阻力系数。
实验仪器和材料:
1. 一台流量计
2. 一段直径较小的管道
3. 一台水泵
4. 一根长尺
5. 一台计时器
实验原理:
在流体力学中,流体在管道中流动时会受到管壁的摩擦力的阻碍,从而产生一定的阻力。
流体阻力的大小与管道直径、流速、流体粘度和管道长度等因素有关。
实验步骤:
1. 将流量计与水泵通过管道连接。
2. 将直径较小的管道连接到水泵的出口。
3. 打开水泵,调节流量计的阀门,使得流速在不同范围内变化,记录相应的流量和压力差。
4. 根据测量结果,计算出不同流速下的阻力系数。
实验结果和讨论:
根据实验数据,绘制流速与阻力系数的关系曲线。
从曲线上可以看出,流速增加时,阻力系数逐渐增大,但增幅逐渐减小。
这表明流速和阻力系数之间存在非线性关系。
结论:
通过本实验,我们研究了流体在管道中的阻力特性,得出了流速与阻力系数之间的关系。
这对于工程实践中的流体运动和管道设计具有一定的参考价值。
化工原理实验三单相流体阻力测定实验
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化工原理实验三单相流体阻力测定实验实验目的:通过单相流体阻力测定实验,学习和掌握不同条件下流体的流动规律,测定单相流体的阻力系数,分析阻力与流速、管径和介质性质之间的关系,进一步加深对流体力学原理的理解。
实验原理:1.单相流体阻力单相流体阻力是指在流体流动过程中,流体所受到的阻力。
根据流体动力学的基本理论,当流体通过管道时,管壁对流体产生粘性阻力,且阻力与流体速度的平方成正比。
阻力可表示为:F=ρv^2C_dA/2其中,F为单位时间内通过管段其中一截面的阻力;ρ为流体密度;v为流速;C_d为阻力系数;A为截面面积。
2.阻力系数阻力系数是一个无量纲的常数,用来描述流体通过管道时的阻力。
阻力系数与管道长度、管道径向、管道壁面的光滑程度、流体的粘度等因素有关。
狭长柱体的阻力系数可以通过公式:C_d=2F/(ρv^2A),测定得到。
实验仪器:流体阻力测定装置、柱塞泵、水泵、电子天平、压力表、流量计、长红外灯波浪管、远红外灯波浪管等。
实验步骤:1.启动水泵,调节柱塞泵,将流速平稳调整到所需数值。
2.用天平称取所需质量的截面积较小的管段,并记录下其质量m。
3.将管段与阻力测定装置连接,调节柱塞泵,使流量稳定在所需数值,记录下流速v和压力差ΔP。
4.按照实验设备的要求,将所测管段替换成其它截面积不同的管段,并记录下相应的流速v和压力差ΔP。
5.根据测得的压力差、管段长度和管段截面积计算出阻力系数C_d。
6.对于不同管段,重复步骤3-5,绘制出C_d与管径之间的关系曲线。
注意事项:1.操作过程中要注意安全,避免发生意外事故。
2.测量仪器要保持清洁,确保测量的准确性。
3.测量连续流速时,应测量一定时间内流过的液体质量,计算平均流速。
4.测量前后要检查管道是否有漏水现象,以保证实验结果的准确性。
5.测量数据要准确记录,保留原始数据。
实验结果分析:根据实验测定的阻力系数和管径的关系曲线,可以得出以下结论:1.流体通过管道时的阻力与管径成反比,即管径越小,阻力越大。
化工原理实验报告流体流动阻力
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化工原理实验报告流体流动阻力化工原理实验报告:流体流动阻力一、实验目的通过实验,探究流体在管道中流动时所产生的阻力,并了解阻力与流量、管道直径、管道长度等因素之间的关系。
二、实验原理当流体在管道中流动时,其流动速度会受到管道壁面的阻力而减慢,从而导致管道内部流体的流动速度不均匀。
当流体流动速度较慢时,流体之间的黏性力占据主导地位,阻力主要来自于黏性力;当流体流动速度较快时,流体之间的惯性力占据主导地位,阻力主要来自于惯性力。
流体流动阻力的大小与流体黏度、流量、管道直径和管道长度等因素有关,其中黏度和管道长度是恒定的,因此阻力的大小主要取决于流量和管道直径。
三、实验步骤及数据处理1.将实验装置搭建好,包括水箱、流量计、压力计、进出水口等部分。
2.设置不同流量下的实验参数,包括流量计刻度、压力计读数等。
3.记录每组实验的流量、压力差等数据,并计算出每组实验的阻力系数。
4.进行数据处理,绘制出阻力系数与雷诺数之间的关系图,分析其规律。
四、实验结果及分析通过实验数据的处理,我们得到了每组实验的阻力系数,并绘制出了阻力系数与雷诺数之间的关系图。
从图中可以看出,阻力系数随着雷诺数的增加而增加,但增长趋势逐渐减缓。
这说明,当管道内部流体的流动速度较慢时,阻力主要来自于黏性力,而当流速增加时,惯性力开始起主导作用,阻力逐渐增大。
但随着流速的增加,管道内部流体的流动趋向稳定,惯性力的影响逐渐减弱,因此阻力增长趋势逐渐缓和。
我们还得到了不同流量下的阻力系数,发现阻力系数随着流量的增加而增加。
这是因为当流量增加时,流体在管道内部的流动速度也随之增加,从而使得管道内部的阻力增加。
五、实验结论通过实验,我们得到了流体流动阻力与流量、管道直径、管道长度等因素之间的关系。
实验结果表明,阻力系数随着雷诺数和流量的增加而增加,但增长趋势逐渐缓和。
这一结论可以为工程设计提供参考,使得管道布置时可以更加合理地选择管道直径和长度,从而降低管道系统的能耗。
化工原理实验报告-流体流动阻力的测定
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实验一流体流动阻力的测定一、实验目的1、掌握测定流体流经直管、管件(阀门)时阻力损失的一般实验方法。
2、测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系,验证在一般湍流区内λ与Re的关系曲线。
3、测定流体流经管件(阀门)时的局部阻力系数ξ。
4、识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。
二、实验装置实验装置如下图所示:1、水箱2、离心泵3、压差传感器4、温度计5、涡轮流量计6、流量计7、转子流量计8、转子流量计9、压差传感器10、压差传感器11、压差传感器12、粗糙管实验段13、光滑管实验段14、层流管实验段15、压差传感器16、压差传感器17、阐阀18、截止阀图1 实验装置流程图装置参数:名称材质管内径/mm 测量段长度/mm三、实验原理1、直管阻力摩擦系数λ的测定流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:2122ff p p p l u h d λρρ∆-=== ⑴即 22fd p luλρ∆=⑵Re du ρμ=⑶采用涡轮流量计测流量V2900Vu dπ=⑷ 用压差传感器测量流体流经直管的压力降f p ∆。
根据实验装置结构参数l 、d ,流体温度T (查流体物性ρ、μ),及实验时测定的流量V 、压力降ΔPf ,求取Re 和λ,再将Re 和λ标绘在双对数坐标图上。
2、局部阻力系数ζ的测定流体通过某一管件或阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数,这种方法称为阻力倍数法。
即:'2'2ffp u h g gζρ∆== ⑸ 故 '22fp u ζρ∆=⑹根据连接管件或阀门两端管径中小管的直径d ,流体温度T (查流体物性ρ、μ),及实验时测定的流量V 、压力降ΔPf ’,通过式⑸或⑹,求取管件(阀门)的局部阻力系数ζ。
四、实验步骤1、开启仪表柜上的总电源、仪表电源开关。
2、首先对水泵进行灌水,然后关闭出口阀,启动水泵,待电机转动平稳后,把出口阀缓缓开到最大。
3、实验从做大流量开始做起,最小流量应控制在1.5m3/h。
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摘要:本实验通过测定流体在不同管路中流动时的流量qv 、测压点之间的压强差ΔP ,结合已知的管路的径、长度等数据,应用机械能守恒式算出不同管路的λ‐Re 变化关系及突然扩大管的-Re 关系。
从实验数据分析可知,光滑管、粗糙管的摩擦阻力系数随Re 增大而减小,并且光滑管的摩擦阻力系数较好地满足Blasuis 关系式:0.250.3163Re λ= 。
突然扩大管的局部阻力系数随Re 的变化而变化。
一、 目的及任务①掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法。
②测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管和阀门的局部阻力系数ξ。
③验证湍流区摩擦系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。
④将所得光滑管λ-Re 方程与Blasius 方程相比较。
二、 基本原理1. 直管摩擦阻力 不可压缩流体,在圆形直管中做稳定流动时,由于黏性和涡流的作用产生摩擦阻力;流体在流过突然扩大、弯头等管件时,由于流体运动的速度和方向突然变化,产生局部阻力。
影响流体阻力的因素较多,在工程上通常采用量纲分析方法简化实验,得到在一定条件下具有普遍意义的结果,其方法如下:流体流动阻力与流体的性质,流体流经处的几何尺寸以及流动状态相关,可表示为:△p=ƒ(d ,l ,u ,ρ, μ, ε) 引入下列无量纲数群。
雷诺数 du Re ρμ=相对粗糙度 dε 管子长径比l d从而得到2(,,)p du lu d dρερμ∆=ψ 令(Re,)dελ=Φ2(Re,)2pl u d d ερ∆=Φ 可得到摩擦阻力系数与压头损失之间的关系,这种关系可用实验方法直接测定。
22f pl u h d λρ∆==⨯式中f h ——直管阻力,J/kg ;l ——被测管长,m ; d ——被测管径,m ; u ——平均流速,m/s ; λ——摩擦阻力系数。
当流体在一管径为d 的圆形管中流动时,选取两个截面,用U 形压差计测出这两个截面间的静压强差,即为流体流过两截面间的流动阻力。
根据伯努利方程找出静压强差和摩擦阻力系数的关系式,即可求出摩擦阻力系数。
改变流速科测出不同Re 下的摩擦阻力系数,这样就可得到某一相对粗糙度下的λ-Re 关系。
(1)湍流区的摩擦阻力系数在湍流区(Re,)f dελ=。
对于光滑管,大量实验证明,当Re 在35310~10⨯围,λ与Re 的关系式遵循Blasius 关系式,即0.250.3163Re λ=对于粗糙管,λ与Re 的关系均以图来表示。
(2)层流的摩擦阻力系数64Reλ= 2. 局部阻力22f u h ξ=式中,ξ为局部阻力系数,其与流体流过管件的集合形状及流体的Re 有关,当Re 大到一定值后,ξ与Re 无关,为定值。
三、 装置和流程本实验装置如图,管道水平安装,实验用水循环使用。
其中No.1管为层流管,管径Φ(6×1.5)mm,两测压管之间的距离1m ;No.2管安装有球阀和截止阀两种管件,管径为Φ(27×3)mm ;No.3管为Φ(27×2.75) mm 不锈钢管;No.4为Φ(27×2.75) mm 镀锌钢管,直管阻力的两测压口间的距离为1.5m ;No.5为突然扩大管,管子由Φ(22×3) mm 扩大到Φ(48×3) mm ;a 1、a 2为层流管两端的两测压口;b 1、b 2为球阀的两测压口;c 1、c 2表示截止阀的两测压口;d 1、d 2表示不锈钢管的两测压口;e 1、e 2表示粗糙管的两测压口;f 1、f 2表示突然扩大管的两测压口。
系统中孔板流量计以测流量。
四、操作要点①启动离心泵,打开被测管线上的开关阀及面板上与其对应的切换阀,关闭其他开关阀和切换阀,确保测压点一一对应。
②系统要排净气体使液体连续流动。
设备和测压管线中的气体都要排净,检验的方法是当流量为零时,观察U形压差计的两液面是否水平。
③读取数据时,应注意稳定后再读数。
测定直管摩擦阻力时,流量由大到小,充分利用面板量程测取10组数据。
测定突然扩大管、球阀和截止阀的局部阻力时,各取3组数据。
本次实验层流管不做测定。
④测完一根管数据后,应将流量调节阀关闭,观察压差计的两液面是否水平,水平时才能更换另一条管路,否则全部数据无效。
同时要了解各种阀门的特点,学会使用阀门,注意阀门的切换,同时要关严,防止漏。
五、数据处理(1)、原始数据水温:24.3℃密度:1000kg/m³粘度:μ=1.3053⨯10-序号12345678910V/m3.h-1 4.00 3.70 3.40 3.11 2.82 2.49 2.21 1.93 1.61 1.19ΔP/kPa 7.18 6.24 5.42 4.63 3.91 3.14 2.55 2.03 1.49 0.90序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 V/m 3.h -14.00 3.68 3.42 3.10 2.79 2.51 2.20 1.90 1.62 1.29 ΔP/kPa 10.45 8.89 7.72 6.395.24 4.29 3.34 2.53 1.90 1.30 V/m 3.h -1 3.80 2.79 1.68 ΔP/kPa 4.10 2.05 0.70 V/m 3.h -14.33 3.83 3.5 3.13 2.33 1.67ΔP/kPa 2.35 2.22 1.94 1.64 1.17 0.812、数据处理1)不锈钢管,镀锌管以及层流管的雷诺数和摩擦阻力系数用以下公式计算雷诺数 du Re ρμ=22f pl u h d λρ∆==⨯式中f h ——直管阻力,J/kg ;l ——被测管长,m ; d ——被测管径,m ; u ——平均流速,m/s ; λ——摩擦阻力系数。
2)突然扩大管的雷诺数及摩擦阻力系数由以下公式计算雷诺数 du Re ρμ=摩擦阻力系数3、数据处理结果如下表所示不 序号V/m 3/h -1hf v/m/s -1Re λ B λ 14 7.18 3.207963 67032.07 0.019535 0.019658 2 3.7 6.24 2.967366 62004.66 0.019843 0.020044数据处理示例:1、 光滑管:T=20.0℃时水的密度31000/Kg m ρ=,粘度s mPa •=005.1μ以光滑管第4组数据为例:q v=3.11 m ³/h ΔP=4.63kPa d=21.0 mm l=1.50 mf h =ΔP ρ 2233220.250.2544 3.11/3600 2.4954543.140.0210.021 2.4954541000Re 52117.431.00510220.021 4.63100.0208391.5010002.4954540.31630.31630.020934Re 52117.43v q u d du d P l u πρμλρλ-⨯∴===⨯⨯⨯===⨯∆⨯⨯⨯===⨯⨯=== 2、 粗糙管:以粗糙管第4组数据为例:33.1/v q m h= 21.5d mm = 1.50l m =2244 3.12.3730813.140.00215v q u d π⨯===⨯ 30.0215 2.3730811000Re 50741.721.00510du ρμ-⨯⨯===⨯322220.0215 6.39100.0325281.5010002.373081d p l u λρ∆⨯⨯⨯===⨯⨯3、 突然扩大管:以第1组数据为例:33.80v mq h= 4.1036a P kp ∆= 115.5d mm = 1140l mm =242.0d mm = 2280l mm =du Re ρμ==31840.8322322122212()2 4.1036101000(5.5940690.761891)0.7201681000 5.594069P u u u ρξρ∆+-⨯⨯⨯⨯-===⨯4、 层流管:以第4组数据为例:3.13/v q mL s= 1.6406P kPa ∆= 0.474374/v m s = d=2.9mm l=1.00m3du 0.00290.4743741000Re 1368.8411.00510ρμ-⨯⨯===⨯322220.0029 1.6406100.046755110000.474374d p l u λρ∆⨯⨯⨯===⨯⨯由上述数据可以得到以下图形:七、实验结果分析:由上面图表中的数据信息可以得出以下结论:1、当Re>4000时,流动进入湍流区,摩擦阻力系数λ随雷诺数Re 的增大而减小。
至足够大的Re 后,λ-Re 曲线趋于平缓;2、实验测出的光滑管λ-Re 曲线和利用Blasius 关系式得出的λ-Re 曲线比较接近,说明当Re 在5310~103⨯围,λ与Re 的关系满足Blasius 关系式,即25.0Re /3163.0=λ;3、突然扩大管的局部阻力系数随流量的减小而增大;4、在Re<2000围,流体流动为层流,实验所得层流管的摩擦阻力系数λ随Re 的变化趋势与公式Re64=λ特性曲线相差较远,可能原因是在调节流量和时间控制中未把握好,人为造成了实验误差,并且流量过大,导致流体并非层流状态。
八、 思考题1.在测量前为什么要将设备中的空气排净?怎样才能迅速地排净?答:排气是为了保证流体的连续流动。
先打开出口阀排除管路中的气体,然后关闭出口阀,打开U 形压差计下端的排气阀。
2.在不同设备、不同温度下测定的λ-Re 数据能否关联在一条曲线上? 答:只要相对粗糙度相同,λ-Re 数据就能关联到一条曲线上。
3.以水为工作流体所测得的摩擦阻力系数与雷诺数的关系是否适用于其他流体 答:不适用,粘度不同。
4.测出的直管摩擦阻力与设备的放置状态有关吗?为什么? 答:无关。
根据机械能守恒有22121212[()()]2f p p u u h gz gz ρρ-=+-++U 形压差计的2212()2f i u u h gR ρρ-=-+所以f h 不变,故λ不会改变。
5.如果要增加雷诺数的围 ,可采取哪些措施? 答:雷诺数du Re ρμ=故可增大管径、增大流速等方法使雷诺数增大。
化工大学化工原理实验报告实验名称:流体流动阻力测定班级:化工 1005学号:2010011136姓名:江海洋同组人:方郡,王彬,玥波实验日期: 2012.10.17。