化工原理实验-流体流动阻力系数的测定实验报告

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化工原理实验报告综合经典篇

化工原理实验报告综合经典篇

实验题目:流体流动阻力测定实验一、数据记录1、实验原始数据记录如下表:离心泵型号:MS60/0.55,额定流量:60L/min, 额定扬程:19.5mN,额定功率:0.55kw流体温度2、5 2.4 1.9258 0.00513 41149.8586 2.6487 0.024846 6 2.2 1.7653 0.0061 37720.7038 2.2759 0.029569 7 2 1.6048 0.00593 34291.5489 1.8149 0.028751 8 1.8 1.4443 0.00424 30862.3940 1.5304 0.020508 9 1.6 1.2838 0.00536 27433.2391 1.2164 0.025955 10 1.4 1.12340.005655 24004.08420.94180.0273820.00559绘制粗糙管路的双对数λ-Re 曲线如下图示:根据光滑管实验结果,对照柏拉修斯方程λ=0.3164/(Re0.25),计算其误差,计试验次数 阻力系数λ 雷诺数Re 柏拉修斯方程计算结果 误差1 0.016893 57609.8021 0.02042266 0.1728312 0.017215 54009.1895 0.02075485 0.1705553 0.017332 50408.5768 0.02111594 0.179198 4 0.017282 46807.9642 0.0215108 0.196595 0.018107 43207.3516 0.02194558 0.174914 6 0.017612 39606.7389 0.02242819 0.2147387 0.018552 36006.1263 0.02296902 0.1923038 0.019035 32405.5137 0.02358206 0.192819 9 0.019391 28804.901 0.02428678 0.201582 10 0.019954 25204.2884 0.02511122 0.205375 3 的流速2900d Vu π=(m/s ),雷诺数μρdu =Re ,流体阻力ρ1000⨯∆=P Hf,阻力系数22Lu d H f =λ,ξ=gu2f'Δ2ρP ,并以标准单位换算得光滑管数据处理结果如下表二、结果分析(1)光滑管结果分析:曲线表明,在湍流区内,光滑管阻力系数随雷诺数增大而减小,进入阻力平方区(也称完全湍流区)后,雷诺数对阻力系数的影响却越来越弱,阻力系数基本趋于不变。

化工原理实验~流体流动阻力系数的测定实验报告

化工原理实验~流体流动阻力系数的测定实验报告

流体流动阻力系数的测定实验报告一、实验目的: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、验证湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺系数Re和相对粗糙度的函数。

4、将所得光滑管的λ—Re方程与Blasius方程相比较。

二、实验器材:流体阻力实验装置一套三、实验原理:1、直管摩擦阻力不可压缩流体(如水),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有关,可表示为△P=f (d, l, u,ρ,μ,ε)引入下列无量纲数群。

雷诺数Re=duρ/μ相对粗糙度ε/ d管子长径比l / d从而得到△P/(ρu2)=ψ(duρ/μ,ε/ d, l / d)令λ=φ(Re,ε/ d)△P/ρ=(l / d)φ(Re,ε/ d)u2/2可得摩擦阻力系数与压头损失之间的关系,这种关系可=△P/ρ=λ(l / d)u2/2用试验方法直接测定。

hf——直管阻力,J/kg式中,hfl——被测管长,md——被测管内径,mu——平均流速,m/sλ——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。

改变流速可测出不同Re下的摩擦阻力系数,这样就可得出某一相对粗糙度下管子的λ—Re关系。

(1)、湍流区的摩擦阻力系数在湍流区内λ=f(Re,ε/ d)。

对于光滑管,大量实验证明,当Re在3×103~105范围内,λ和Re的关系遵循Blasius关系式,即λ=0.3163 / Re0.25对于粗糙管,λ和Re的关系均以图来表示。

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

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)

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实验报告

流体流动阻力的测定实验报告

银纳米粒子制备及光谱和电化学性能表征- 1 -流体流动阻力的测定王晓鸽一、实验目的1. 掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的实验方法。

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. 学会流量计和压差计的使用方法。

5. 识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。

二、实验原理流体通过由直管、管件(如三通和弯头等)和阀门等组成的管路系统时,由于粘性剪应力和涡流应力的存在,要损失一定的机械能。

流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。

流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。

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:h f =∆p f ρ=p 1−p 2ρ=λl d u 22即,λ=2d∆p fρlu 2式中:λ—直管阻力摩擦系数,无因次; d —直管内径,m ;∆p f —流体流经l 米直管的压力降,Pa ;h f —单位质量流体流经l 米直管的机械能损失,J/kg ;ρ—流体密度,kg/m3;l—直管长度,m;u—流体在管内流动的平均流速,m/s。

层流流时,λ=64 Re湍流时λ是雷诺准数Re和相对粗糙度(ε/d)的函数,须由实验确定。

欲测定λ,需确定l、d,测定∆p f、u、ρ、μ等参数。

l、d为装置参数(装置参数表格中给出),ρ、μ通过测定流体温度,再查有关手册而得,u通过测定流体流量,再由管径计算得到。

∆p f可用U型管、倒置U型管、测压直管等液柱压差计测定,或采用差压变送器和二次仪表显示。

求取Re和λ后,再将Re和λ标绘在双对数坐标图上。

2.局部阻力系数ξ的测定局部阻力损失通常有两种表示方法,即当量长度法和阻力系数法。

本实验采用阻力系数法。

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,局部阻力的这种计算方法,称为阻力系数法。

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)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。

流动阻力的测定实验报告

流动阻力的测定实验报告

流动阻力的测定实验报告化学工程与工艺专业化工原理实验报告姓名学院专业班级学号指导教师实验日期评定成绩:评阅人:流体流动阻力的测定实验报告一、实验目的(1)学习直管摩擦阻力Ap、直管摩擦系数大的测量方法。

(2)测定不同直管摩擦系数人与雷诺数Re之间的关系。

(3)测定弯头等局部阻力系数C与雷诺数Re之间的关系。

(4)掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。

二、实验基本原理(一)流动阻力的测定流体在管内流动时,由于黏性剪应力和涡流的存在,必然引起能量损耗。

这种损耗包括流体流经管道的直管阻力和流经管件阀门等的局部阻力。

1.直管阻力摩擦系数的测定流体在圆形直管内流动的阻力损失hf为:-.2△pI匕hf=—= A —P d 2、2ApdA = yIpu乙由式(1)可知,欲测定入,需知道1、d,测定等。

与因实验装置而异,由现场实测。

1为两测压点的距离,欲测定,只需测量液体的温度,再查有关手册。

欲测定U,需先测定流量,再由管径计算流速。

2.局部阻力系数的测定流体流经管件的阻力损失为:.2C =Ap 9(2)pu£待测的阀门或弯头,由现场指定。

(二)流量计校正流量测量中,广泛采用孔板流量计和文丘里流量计。

这两种流量计由孔板与U型管压差计组成。

当流体以一定流速通过孔板时,由于流道截面缩小,流速增大,而使孔板前后产生一定压差。

流体的体积流量与压差的关系如下式所示:即竿(3)V=CoA [2流量系数Co与流量计的结构参数(do/D)有关,与流体的流动状况Re有关。

通过实验确定Co与Re的关系曲线,称为流量计校正。

本实验是以水为工作流体,测定在一定范围内的Co〜Re曲线。

三、实验装置与流程实验装置流程如图所示,由管子、管件、闸阀、孔板、控制器、流量计及泵等组成, 实际实验装置由多个支路构成,分别用于直管阻力测定、局部阻力测定和流量计的校核。

四、实验内容(1)看懂阻力实验原理图。

熟悉现场指定的待测直管和管阀件,开启该支线进口阀,关闭其他支线进口阀。

流体阻力实验报告

流体阻力实验报告
4.1、关闭阀门,启动水泵。 4.2、 确定实验管路, 打开主管切换阀门 V3 以及不锈钢管路的引压管切换阀门和压力传感器 两侧的阀门。进行主管路、侧压管路排气,大约 2 分钟的时间,关闭阀门以及压力传感器两 侧阀门,观察检查传感器是否回零(绝对值小于 0.001kPa) 。如果没有达到排气要求,继续 上述操作。如果达到要求,记录此时初始温度 t1,从大到小改变流量,读数流量 qv 从 4m3/h 到 0.6m3/h 共 10 组, 按要求记录数据压降Δp 和流量 qv。压力表波动较大时,取中间数值以 减小实验误差。读数完毕记录此时终止温度 t2。将流量 qv 调节至 0,读此时压力表值,读数 为 0.00kPa,证明以上实验数据有效。实验完毕,关闭主管切换阀门 V3 以及不锈钢管路的引 压管切换阀门。 4.3 确定实验管路,打开主管切换阀门 V2 以及镀锌钢管路的引压管切换阀门和压力传感器 两侧的阀门。进行主管路、侧压管路排气,大约 2 分钟的时间,关闭阀门以及压力传感器两 侧阀门,观察检查传感器是否回零(绝对值小于 0.001kPa) 。其余操作同上 2 步骤中的安排。 qv 从 4~0.6m3/h,由大到小读取数据 10 组,记录此时温度 t2。最后将流量调节至 0,读此时压 力表值,读数为 0.00kPa,证明以上实验数据有效。实验完毕,关闭主管切换阀门 V3 以及镀 锌钢管路的引压管切换阀门。 4.4 同理操作进行突扩管的操作步骤。测 3 组实验数据,流量变化从 3~2.5m3/h(实验前要 进行排气操作) 。 4.5 确定实验管路,打开主管切换阀门 V5 以及不锈钢管路的引压管切换阀门和压力传感器 两侧的阀门。 然后进行排气操作, 调节层流管流量调节阀, 是流量不致过大使保持层流状态,
对于粗糙管,以第一组数据为例计算,ρ=9976.64m3/kg,μ=0.8775mPa*s

化工原理试验报告-流体流动阻力的测定

化工原理试验报告-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、测定直管摩擦系数大与雷诺准数Re的关系,验证在一般湍流区内为与Re的关系曲线。

3、测定流体流经管件(阀门)时的局部阻力系数季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:11+J1、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:三、实验原理1、直管阻力摩擦系数大的测定流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:. 2 d Ap九二- -fP lu 2du pRe = 一N采用涡轮流量计测流量VV u =900冗d 2用压差传感器测量流体流经直管的压力降A P f o根据实验装置结构参数1、d,流体温度T (查流体物性p、四),及实验时测定的流量V、压力降APf,求取Re和大,再将Re和大标绘在双对数坐标图上。

2、局部阻力系数Z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:故0= 2A L ⑹P U 2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p、四),及实验时测定的流量V、压力降APf,,通过式⑸或⑹,求取管件(阀门)的局部阻力系数Z。

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。

由于实验数据处理时使用的是双对数坐标,所以实验时每次流量变化取一递减的等比数列这样得到的数据点就会均匀分布,时实验结果更具准确性。

实验一 流体力学实验

实验一 流体力学实验

5
实验 流量/ 次数 (m3/h) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 4 5 6 6.6 7 7.5 8 5.5 4.5
Re 光滑管 3.30×10
4
λ光滑管 exp 0.0252 0.0240 0.0220 0.0207 0.0194 0.0200 0.0192 0.0194 0.0210 0.0217
六、 实验结果讨论
(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? 答:是,这样可使管中有较大压力使得气体排出。 (2)如何检测管路中的空气已经被排除干净? 答:先检查连接软管以及传感器的出口管中有没有气泡。如果没有了,关闭 流量调节阀,看压差计的读数是否为零,如果为零,则说明气体已经排空。 (3)以水作介质所测得的λ~Re 关系能否适用于其他流体?如何应用? 答:能适用于其他流体。通过密度和黏度换算。 (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? 答:能关联在同一曲线上。 (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? 答:没有影响,静压是由流体内部分子运动造成的,静压一定反应到压差计 高度差一定,所以对测量无影响。
计算示例:
0.0322 Re光滑管 duρ μ 7.5 1000 π 2 3600 0.0322 4 8.24 ×10 4 0.001
光滑管exp
P 2d 3910 2 0.0322 0.0207 2 7.5 lu 2 1000 2 ( ) π 2 3600 0.0322 4
2
南京工业大学化工原理实验报告
④关闭阀 2, 打开阀 1 并调节流量使转子流量计的示值分别为 3m3/h、 4m3/h、 3 4.5m /h……9m /h,测得每个流量下对应光滑管和粗糙管的压差,分别记下倒 U 形管压差计的读数; ⑤关闭阀 1,打开阀 2,重复步骤④,测得闸阀全开时的局部阻力;

流体流动阻力的测定实验报告

流体流动阻力的测定实验报告

流体流动阻力的测定实验报告实验报告:流体流动阻力的测定摘要:本实验通过测量流体在管道中的压降,来确定流体流动阻力的大小。

采用了排水法和泄水法分别测量不同直径的导管中水的流速和压降,并通过处理实验数据得到了流体的流动阻力,并与理论值进行了比较。

引言:液体或气体在管道中流动时会遇到一定的阻碍力,即流动阻力。

流动阻力的大小与管道直径、流速、流体性质等因素有关,因此需要进行实验测定。

实验仪器和材料:1. 导管:直径分别为2cm、4cm、6cm的塑料导管。

2.水泵:用于提供水流。

3.节流装置:用于调节水流量。

4.U型水银压力计:用于测量压降。

5.超声波流速仪:用于测量流速。

6.计时器:用于计时。

7.温度计:用于测量流体温度。

实验步骤:1. 将2cm直径的导管连接至水泵和节流装置,并调节节流装置使水流量适中。

2.打开水泵,使水开始流动,打开计时器记录时间。

3.使用超声波流速仪测量水在导管中的流速,并记录测量值。

4.同时使用U型水银压力计测量水在导管两端的压降,并记录测量值。

5.根据实验数据计算流体的流动阻力,并记录结果。

6. 重复以上步骤,分别对4cm、6cm直径的导管进行实验测量。

实验数据与结果:对于2cm直径的导管,测得的流速为0.032m/s,压降为2cm水柱。

通过计算得出流动阻力为0.053Pa·s/m^3对于4cm直径的导管,测得的流速为0.024m/s,压降为4cm水柱。

通过计算得出流动阻力为0.083Pa·s/m^3对于6cm直径的导管,测得的流速为0.018m/s,压降为6cm水柱。

通过计算得出流动阻力为0.093Pa·s/m^3讨论与分析:通过实验测量得到的流动阻力与导管直径成反比,与流体流速成正比。

这与理论预期是一致的。

由于实验条件的限制,实验中可能存在误差,例如流速和压降的测量误差、流体温度的变化等。

同时,水的物理性质也可能受实验环境的影响而发生变化,因此计算得到的流动阻力也可能不完全准确。

化工原理流体流动阻力测定试验

化工原理流体流动阻力测定试验

流体流动阻力测定的实验一、实验目的及任务1 .学习直管摩擦阻力AP 八直管摩擦系数人的测定方法。

2 .掌握直管摩擦系数人与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。

3 .掌握局部摩擦阻力APr 局部阻力系数Z 的测定方法。

4 .学习压强差的几种测量方法和提高其测量精确度的一些技巧。

二、基本原理流体在管路中流动时,由于黏性剪应力和涡流的存在,不可避免地会引起流体压力损耗。

这种 损耗包括流体在流动时所产生的直管阻力损失和局部阻力损失。

1 .直管阻力损失流体流过直管时的摩擦系数与阻力损失之间的关系可用下式表示, l u 2h =九 x 一 x 一 f d 2式中 d 一管径,m ;1 一管长,m ; u —流速,m / s ; 九一摩擦系数。

在一定的流速下,测出阻力损失,按下式即可求出摩擦系数九7 d 2九=h x_x —f 1 u 2阻力损失h f 可通过对两截面间作机械能衡算求出(1-3)P -流体的密度,kg/m 3A f -两截面的压强差,Pa 。

由式(1-4)可知,对于水平等径直管只要测出两截面上静压强的差即可算出h f 。

两截面上静压 强的差可用压差计测出。

流速由流量计测得,在已知管径d 和平均流速u 的情况下,只需测出流体 的温度K 查出该流体的密度p 和黏度〃,则可求出雷诺数Re ,从而得出流体流过直管的摩擦系数人与雷诺数Re 的关系。

2.局部阻力损失阀门、突然扩大、突然缩小、弯头、三通等管件的局部阻力系数可用下式计算对于水平等径直管,z 1=z 2 u 1=u 2, 上式可简化为p 「P 2PA p―f P(1-4)式中p 1-p 2一两截面的压强差, Pa ;(1-1)(1-2)1 2)(1-5)三、实验装置流程和主要设备1.实验装置流程流体流动阻力实验流程如图1-1所示。

图1-1流动阻力实验流程示意图1-水箱;2-离心泵;3、4-放水阀;5、13-缓冲罐;6-局部阻力近端测压阀;7、15-局部阻力远端测压阀;8、20-粗糙管测压回水阀;9、19-光滑管测压阀;10-局部阻力管阀;11-U型管进水阀;12- 压力传感器;14-流量调节阀;15、16-水转子流量计;17-光滑管阀;18-粗糙管阀;21-倒置U型管放空阀;22-倒置U型管;23-水箱放水阀;24-放水阀;2.被测光滑直管段:管径d—0.008m;管长L—1.69m;材料一不锈钢管被测粗糙直管段:管径d—0.010m;管长L—1.69m;材料一不锈钢管被测局部阻力直管段:管径d—0.015m;管长L—1.2m;材料一不锈钢管3.压力传感器:型号:LXWY 测量范围:200 KPa4.直流数字电压表:型号:PZ139 测量范围:0〜200 KPa5.离心泵:型号:WB70/055 流量:8(m3/h) 扬程:12(m) 电机功率:550(W)6.玻璃转子流量计:型号测量范围精度LZB—40 100〜1000(L / h) 1.5LZB—10 10〜100(L/h) 2.5四、实验方法及步骤1.向储水槽内注水,直到水满为止。

化工原理实验报告(流体流动阻力测定)

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 。

北京化工大学流体流动阻力测定实验报告

北京化工大学流体流动阻力测定实验报告

-4-
北京化工大学 化工原理实验 流体流动阻力测定实验
11
4.47
以第 1 组数据为例
10.10
21.4
3.4201 74041
t =21.9℃,查得ρ =995.82 kg⋅ m-3,µ =9.779 ×10−4 Pa⋅ s
=u π4= dqv2 0.7805.548×306.0020= 152 0.4438m ⋅ s−1
λBlasuis
=
0.3164 Re0.25
(1-12)
当 δ≈ε 时,λ 与 Re 和 ε/d 都有关,称为过渡区管
1 λ
= 1.74

2
lg

2ε d
+
18.7 Re λ

当 δ<ε 时,λ 仅与 ε/d 有关,称为完全湍流粗糙管
= 1 λ
1.74

2
lg

2ε d

(1-13) (1-14)
10 5.97
26.2
23.1
4.5678 102707 0.0362 0.0177
11 6.96
35.36
23.3
5.3252 120273 0.0359 0.0170
数据处理方法同表 1
表 3、突扩管数据:d1=0.0160m,d2=0.0420m,ΔPqv=0=0kPa
序 水流量 局部压降 水温度 细管流速 粗管流速 雷诺数 局部阻力
2 0.71
0.50
22.0
0.5432 11919 0.0488 0.0303
3 0.84
0.67
22.0
0.6427 14103 0.0467 0.0290

流体流动阻力实验报告

流体流动阻力实验报告

西南民族大学学生实验报告课程名称:化工原理实验教师:实验室名称:BS-305教学单位:化环学院专业:中药学班级:1101班姓名:学号:实验日期:10.31实验成绩:批阅教师:日期:一.实验名称:实验一流体流动阻力的测定二.实验目的:① 握测定流体流动阻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测定层流管的摩擦阻力。

④验证湍流区内摩擦系数λ为雷诺数Re和相对粗糙度的函数。

⑤识别组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。

三.基本原理:1.直管摩擦阻力系数λ测定流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:22fp l uhdλρ∆==⨯即,22lupdρλ∆=式中fh——直管阻力,J/kg;l——被测管长,m;d——被测管内径,m;u——平均流速,m/s;λ——摩擦阻力系数。

滞流(层流)时,64Reλ=湍流时,雷诺数duReρμ=Aqu v=2.局部阻力系数ξ的测定:22fuhξ=,即22upρξ'∆=四.实验装置与流程:1、装置组成部分本实验装置如图1;装置相关参数在化工原理实验指导书上p21的表2-1所示。

由于管子的材质存在批次的差异,所以可能会产生管径的不同,所以表2-1中管内径只能做参考。

图1:流体阻力实验装置图1—水箱;2—离心泵;3—压力表;4—孔板流量计;5—上水阀;6—高位水槽7—曾流光流量调节阀;8—阀门管线开关阀;9—球阀;10—截止阀;11—光滑管开关阀12—粗糙管开关阀;13—突然扩大管开关阀;14—流量调节阀2、开车前准备3、流体流动阻力实验步骤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7组数据。

流体流动阻力测定

流体流动阻力测定

化工原理实验报告实验名称:干燥速率曲线的测定实验学院:化学工程学院专业:化学工程与工艺班级:姓名:学号同组者姓名:指导教师:日期:一、 实验目的1、掌握流体经直管和管阀件时阻力损失的测定方法。

通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律。

2、测定直管摩擦系数λ于雷诺准数Re 的关系。

3、测定流体流经闸阀等管件时的局部阻力系数ξ。

4、学会压差计和流量计的适用方法。

5、观察组成管路的各种管件、阀件,并了解其作用。

二、 实验原理流体在管内流动时,犹豫粘性剪应力和涡流的存在,不可避免得要消耗一定的机械能,这种机械能的消耗包括流体流经直管的沿程阻力和因流体运动方向改变所引起局部阻力 1、沿程阻力流体在水平均匀管道中稳定流动时,阻力损失表现为压力降低。

即影响阻力损失的因素很多,尤其对湍流流体,目前尚不能完全用理论方法求解,必须通过实验研究其规律。

为了减少实验工作量,使实验结果具有普遍意义,必须采用因次分析方法将各变量组合成准数关联式。

根据因次分析,影响阻力损失的因素有, (a)流体性质:密度ρ、粘度μ;(b)管路的几何尺寸:管径d 、管长l 、管壁粗糙度ε; (c)流动条件:流速μ。

可表示为:引入下列无量纲数群: 雷诺数 du Re ρμ=相对粗糙度d ε 管子长径比l d从而得到2(,,)p du l u d dρερμ∆=ψ 令(Re,)d ελ=Φ , 得2(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∆==⨯2、局部阻力ρρpp p h f ∆=-=21),,,,,(ερμu l d f p =∆局部阻力通常有两种表示方法,即当量长度法和阻力系数法。

(1)当量长度法流体流过某管件或阀门时,因局部阻力造成的损失,相当于流体流过与其具有相当管径长度的直管阻力损失,这个直管长度称为当量长度,用符号 表示。

则流体在管路中流动时的总阻力损失∑f h 为(2)阻力系数法流体通过某一管件或阀门时的阻力损失用流体在管路中的动能系数来表示,这种计算局部阻力的方法,称为阻力系数法。

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)

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。

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

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—流体流动阻力测定实验

化工原理实验—流体流动阻力测定实验

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 ℎ������ =
������1 −������2 ������
=
������ ������

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。为了减少实验工作量,简化实验工作难度,并使实验结果具有普遍应用
2
������ ������

中国地质大学(武汉)
031112 班
化工原理实验报告
理论指导下的实验方法具有“由小见大,由此及彼”的功效。
2.局部阻力
局部阻力通常用当量长度法或局部阻力系数法来表示。 当量长度法: 流体通过管件或阀门的局部阻力损失,若与流体流这一定长度 的相同管径的直管阻力相当, 则称这一直管长度为管件或阀门的当量长度,用符 号������������表示。 这样, 就可用直管阻力的公式来计算局部阻力的损失。 在管路计算时, 可将管路中的直管长度与管件阀门的当量长度合并在一起计算, 如管路系统中直 管长度为������ ,各种局部阻力的当量长度之和为∑������ ������������������ ,则流体在管路中流动的总阻 力损失为 ∑ h������ = ������ [

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)

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。

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流体流动阻力系数的测定实验报告
一、实验目的:
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、验证湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺系数Re和相对粗糙度的函数。

4、将所得光滑管的λ—Re方程与Blasius方程相比较。

二、实验器材:
流体阻力实验装置一套
三、实验原理:
1、直管摩擦阻力
不可压缩流体(如水),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有关,可表示为
△P=f (d, l, u,ρ,μ,ε)
引入下列无量纲数群。

雷诺数Re=duρ/μ
相对粗糙度ε/ d
管子长径比l / d
从而得到
△P/(ρu2)=ψ(duρ/μ,ε/ d,l / d)
令λ=φ(Re,ε/ d)
△P/ρ=(l / d)φ(Re,ε/ d)u2/2
可得摩擦阻力系数与压头损失之间的关系,这种关系可用试验方法直接测定。

h f=△P/ρ=λ(l / d)u2/2
——直管阻力,J/kg
式中,h
f
l——被测管长,m
d——被测管内径,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。

改变流速可测出不同Re下
的摩擦阻力系数,这样就可得出某一相对粗糙度下管子的λ—Re关系。

(1)、湍流区的摩擦阻力系数
在湍流区内λ=f(Re,ε/ d)。

对于光滑管,大量实验证明,当Re在3×10~10 范围内,λ和Re的关系遵循Blasius关系式,即λ= / Re
对于粗糙管,λ和Re的关系均以图来表示。

2、局部阻力
h f=ξu2/2
式中,ξ为局部阻力系数,其与流体流过的管件的几何形状及流体的Re有关,当Re达到一定值后,ξ与Re无关,成为定值。

四、实验步骤:
1、启动离心泵,打开被测管线上的开关阀及面板上与其相应的切换阀,关闭其他的开关
阀和切换阀,保证测压点一一对应。

2、排净系统中的气体以便使液体能连续流动。

设备和测压管线中的气体都要排净,观察
U形压差计中两液面是否水平,如果水平说明系统中气体已经排净。

3、测定光滑管和粗糙管摩擦阻力,先将流量从小到大慢慢增加,并观察U形压差计中两
液面差,当液面差达到最大并等数据稳定后记录第一组数据,即此时的液体流量和压
差。

接着将流量由大到小,每相差h左右侧一组数据。

充分利用面板量程测取10组
数据,然后再由小到大测取几组数据,以检查数据的重复性(不记录数据)。

测定突
然扩大管、球阀和截止阀的局部阻力时,各测取3组数据,具体步骤与侧量光滑管和
粗糙管相同。

注意在记录整个实验的第一组数据时记录一次液体温度,记录最后一组
数据时记录一次温度。

4、测完一根管的数据后,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,防止内漏。

五、实验数据处理:
在整个实验过程中,液体温度可由始末温度值之和的平均值代替,则有
t=(t+t)/2= +/2=24℃
此温度对应水的密度可由相关表查得,
ρ=m
μ=·S
1、求光滑管、粗糙管摩擦阻力系数λ和雷诺系数Re
由公式u=Q/A=×10 Q/d得到流速,由公式Re=duρ/μ可求得雷诺数,由式
h f=△P/ρ=λ(l / d)u2/2可求得真实的λ,由Blasius关系式λ’= / Re可求得理论λ’。

光滑管几何尺寸为d=21mm,l=,相对粗糙度ε/ d=21=
所求光滑管在不同流量下的u、Re、λ、λ’如下表:
光滑管的相关数据如下表:
粗糙管几何尺寸为d=22mm,l=,相对粗糙度ε/ d=22=
所求粗糙管在不同流量下的u、Re、λ、λ’如下表:
粗糙管的相关数据表如下:
2、求局部阻力系数ξ
由公式u=Q/A=×10 Q/d得到流速,由式h f=△P/ρ=ξu2/2可得到ξ。

其中,扩大管的管径取d=16mm,球阀和截止阀的管径取d=20mm。

所求得各数据如下表:
扩大管、球阀管、截止阀管的相关数据表如下:
3、所得湍流时λ—Re—ε/ d关系图如下:
六、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
设备中要是还有空气未排净将使设备中液体不能连续地流动,势必影响实验结果。

在接通水泵电源以后,再打开流量调节阀门,使之大流量输出便可迅速有效地排净设备中的空气。

(2)、在不同设备(包括相对粗糙度相同而管径不同)、不同温度下测定的λ—Re数据能否关联在一条曲线上
不能关联到一条曲线上。

(3)、测出的直管摩擦阻力与设备的放置状态有关吗为什么
有关系。

由h f=(P/ρ+zg)-( P/ρ+ zg) =△P/ρ可知,阻力损失均主要表现为流体势能的降低,即△P/ρ,只有当管道水平放置时,才能用△P代替△P。

当不是水平管时△P还包含了高度差所产生的势能差,所以如果不是水平管,则所求的摩擦阻力值要比实际的摩擦阻力要大。

(4)、如果要增加雷诺数的范围,可采取哪些措施
可以同时增大管径和管内水的流量,或者用密度大、黏度小的液体进行试验。

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