实验一单相流体流动阻力实验

实验⼀单相流体流动阻⼒实验
实验⼀单相流体流动阻⼒实验
⼀、实验⽬的
1、学习了解直管摩擦阻⼒h f、直管摩擦阻⼒系数λ的测定⽅法。

2、掌握摩擦阻⼒系数λ与雷诺数Re之间的关系。

3、熟悉压差的测定⽅法。

⼆、实验内容
1、测定不同的流体流型状态下摩擦阻⼒系数λ与Re之间的关系。

2、在对数坐标纸上绘制λ— R e的关系曲线。

三、实验原理
直管的摩擦阻⼒是雷诺数和管壁相对粗糙度的函数，即λ=f（Re，ε/d），所以对⼀定的相对粗糙度⽽⾔（特定的直管）λ与Re 才有⼀定的关系。

但λ随Re的变化规律与流体流型有关。

流体以不同的流速在⼀定的长度等直径的⽔平圆型直管内流动时，其管路阻⼒引起的能量损失为：
h f=(P1 - P2 (/ρ=Δp/ρ（1—1）
⼜因为摩擦阻⼒系数与阻⼒损失之间有如下关系（范宁公式）
h f =λ×L/d ×u2/2 （1—2）
整理（1—1）、（1—2）两式得
λ=2d/ Lρ ×Δp/u2
Re=duρ/µ（1—4）
分析以上两式，对实验来说，直管的长度L和管径d是已知的，确定流体的温度，则流体的ρ和µ也是定值。

调节⼀系列的流量，通过压差测定，就可计算⼀系列的λ和Re，从⽽得出λ随Re的变化关系。

四、实验主要仪器及主要技术数据
直管的长度L=1.8m 管内径d=8.3mm.
五、实验⽅法
1、接通电源，打开数字式差压变送器开关，预热15min后，检察零点（⽅法：不带电的状态下检察电流表的零点，称为机械零点。

带电壮态下的零点是差压变送器的零点，称为电器零点）不为零时在⽼师的指导下调整。

2、向储⽔槽内注⽔，到⽔满为⽌。

关闭⽔泵出⼝阀（即各流量计调节阀），开动⽔泵，分别逐步打开⼤流量转⼦流量计和⼩流量转⼦流量计进⼝阀，可使流量各⾃达到最⼤时，排出流道和导压管内的空⽓。

此环节中，在逐步打开⼤流量计时，应⽤夹⼦夹住U型压差计的导压管，待数字式压差计和流道中⽓体排出后，关闭⼤流量计进⼝阀。

将U型压差计导压管夹⼦去掉，适当打开⼤流量计进⼝阀。

使流体在U型压差计的导压管内流动，关闭阀门，通过U型管顶部旋塞，排出U型压差计管内的空⽓并调节压差计两侧的液位，使其等⾼。

3、确定流道和导压管内的⽓体排完后，夹住U型压差计的导压管。

4、逐步打开⼤流量计进⼝阀，每对应⼀定的流量值，待数字式压差计的数值稳定后，读数（单位：KPa）。

如此，可得⼀系列流量和Δp。

5、待⼤流量计最⼤值测完后，可关闭其进⼝阀。

同时，打开U型压差计导压管夹⼦，调节U型管两端的液位，使之平齐。

打开⼩流量转⼦流量计进⼝阀，依次测出不同流量对应于U型管中的液柱差。

6、测试中，为保证数据准确，每组数据应重复测1-3次，且为整体重复。

7、在数据测量完毕，关闭流量调节阀，并切断电源。

注：⽔温的测定应在实验前后都测，取其平均值。

六、实验数据表
七、结果与分析
1、画出λ——Re的曲线
2、数据分析，结论。

⼋、思考题
1．在对装置做排⽓⼯作时，是否⼀定要关闭流程尾部的出⼝阀?为什么?
2．如何检测管路中的空⽓已经被排除⼲净?
3．以⽔做介质所测得的λ～Re关系能否适⽤于其它流体?如何应⽤?
4．在不同设备上(包括不同管径)，不同⽔温下测定的λ～Re数据能否关联在同⼀条曲线上? 5．如果测压⼝、孔边缘有⽑刺或安装不垂直，对静压的测量有何影响?。