化工原理实验讲义(应化09)..docVIP

实验一 雷诺实验 一、目的与要求 1、通过实验了解圆管内流体流动情况，建立流型概念。 2、通过流量的测定、雷诺数的计算和圆管内流线的特征，判断流体的流动型态，并测定临界雷诺数。 3、测定流体在圆形直管中层流、湍流的速度分布图。 二、实验原理 流体作稳态流动时，其流动型态基本分为滞流（层流）、湍流两种，这两种流型的过渡状态称为过渡流。流体流动的型态与流体的密度、粘度及流道的直径有关。这可用雷诺准数来判断，一般为： Re≤2000为滞流 Re≥4000为湍流 2000Re4000为过渡流 三、实验主要仪器及主要技术数据 实验主要仪器：雷诺仪、秒表、量筒 实验主要数据：实验管道有效长度 L=600mm 外径 d =30mm 内径 di=26mm 四、实验方法 1、准备工作 （1）向墨水储瓶中加入适量的用水稀释过的墨水。 （2）调整墨水细管出口的位置，使它位于实验管道的中心线上。 （3）轻轻打开墨水流量调节夹，使墨水从墨水咀流出，排出墨水管内空气，关闭调节夹。 2、雷诺实验过程 （1）关闭流量出口调节阀，打开储水槽进水阀，使自来水充满水槽，并使槽内溢流堰具有一定的溢流量。 （2）轻轻打开管道出水阀门，使流体缓慢流过实验管道，排出管内气体。 （3）调节储水槽下部的出水阀开度，调节储水槽液位，使其保持恒定。 （4）缓慢地适当打开墨水流量调节夹，墨水自墨水咀流出，待墨线稳定后，即可看出当前水流量下实验管道中墨水的流线。根据流线判断流型，并用秒表、量筒测定流体流量。 （5）适当的增大管道出水阀开度，通过调节储水槽下部的出水阀和进水阀控制储水槽液位，并维持一定的水槽溢流板溢流量。适当调整墨水流量，使墨线清晰，稳定后，测定较大流量下实验管内的流动状况。如此反复，可测得一系列不同流量下的流型，并判断临界流型。 3、速度分布图的测定 与上述雷诺数测定相似，通过流量调节及墨线线形的判断，分别判定流型为层流、湍流时对应的管道出水阀的开度范围。首先使储水槽液位恒定（此时，可通过调节储水槽的进口阀和出口阀使液位稳定），瞬时开关墨水流量调节夹，在墨水咀出口处形成一个墨团，观察墨团端面特征，打开管道出水阀（使出水阀开度在所测定流型的开度范围），观察墨团端面随流体流动时的变化，记下管道末端墨团端面的形态后，通过调节储水槽的进口阀和出口阀调节储槽液位，使其恒定。测定流量，计算雷诺准数，判断流型，即可测得对应流型的径向速度分布图。如此反复，通过调节管道出水阀开度，即可测得不同流型的速度分布图。 五、实验数据及记录 1、实验用水： 温度= 黏度= 密度= 序号 线型 容积 时间 流量 Re 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2、速度分布图的测定 层流：Re= 流量： 速度图： 湍流：Re= 流量： 速度图： 六、实验结果与讨论 1、实验结果：层流时 Re≤ 湍流时 Re≥ 临界值 Re= 2、讨论 （1）临界值与理论值有何出入，为什么？ （2）如因进水、溢流、外界震动等因素，使实验管中墨水流线偏离中心线或左右摆动，对实验结果有影响吗？如何消除？ 实验二 单相流体流动阻力实验 实验目的 学习了解直管摩擦阻力hf、直管摩擦阻力系数λ的测定方法。 掌握摩擦阻力系数λ与雷诺数Re之间的关系。 熟悉压差的测定方法。 实验