湖北民族学院化环学院化工原理流体流动阻力测定.docVIP

实验一 流体流动阻力的测定 班级： 姓名： 学号： 室温 ：25.1℃ 大气压：959.4mmHg 一、实验目的 学习液压计及流量计的使用方法； 识别管路中的各个管件、阀门并了解其作用； 测定流体流动经直管时的摩擦系数与雷诺数的关系； 测定90°标准弯头的局部阻力系数。 二、实验原理 1、摩擦系数的测定方法 直管的摩擦系数是雷诺数和管的相对粗糙度（）的函数，即，因此，在相对粗糙度一定的情况下， 与Re存在一定的关系。根据流体力学的基本理论，摩擦系数与阻力损失之间存在以下关系： （1-1） 式中： ——阻力损失，J/N； L——管段长度，m; d——管径，m; u——流速，m/s; ——摩擦系数； g——重力加速度，。 流体在水平均匀直管中作稳态流动时，由截面1流动到截面2时的阻力损失体现在压强的降低，即： （1-2） 两截面之间的管段的压强（）可以用U形压差计测量，故可以计算出。 用涡轮流量计测定流体通过已知管段的流量，在已知管径的情况下流速可以通过体积流量来计算，由流体的密度、粘度，因此，对于每一组测得的数据可以分别计算出对印的和Re。 2、局部阻力系数的测定 根据局部阻力系数的定义： （1-3） 式中：——局部阻力系数。 实验时测定流体经过管件时的阻力损失及流体通过管路的流速u，其中阻力损失可以应用机械能衡算方程由压差计读数求出，再由式（1-3）即可计算出局部阻力系数。在测定阻力损失的时候，测压孔不能紧靠管件处，因为在紧靠管件处压强差难以测准。通常测压孔都开设在距管件一定距离的管子上，这样测出的阻力损失包括了管件和直管两部分，因此计算管件阻力损失时应扣除直管部分的阻力损失。 三．实验装置 实验装置主要由离心泵、流量计、各种阀门、不同管径、材质的管子以及突然扩大和突然缩小组合而成。水由离心泵从水槽中抽出后，经过流量计被送至几根并联的管道，水流经管道和管件后返回水槽。直管阻力损失用U形压差计测定其压差。管内水的流量用涡轮流量计测定。用调节阀调节流量的大小。 实验设备使用注意事项： 离心泵在启动前应灌泵排气。 离心泵要在出口阀关闭的情况下启动。 停车前要先关闭出口阀。 四、实验记录 1、直管阻力系数 直管材料：钢管； 管径：36.5mm 直管长度L 2000mm 试验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 压差（mm） 26.0 23.1 20.7 18.3 14.6 11.6 8.3 6.6 4.8 0.0 流量V（/s） 3.19 2.99 2.83 2.64 2.32 2.07 1.76 1.56 1.30 0.00 2、局部阻力系数 管件：90°弯管； 管径：36.5mm 试验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 压差（mm） 20.3 17.8 16.0 14.0 10.6 8.4 6.0 4.7 3.2 0.3 流量V（吗m/s） 3.19 2.99 2.83 2.64 2.32 2.07 1.76 1.56 1.30 0.00 五、数据处理 解：从十组数据中任意选取一组数据进行分析，例如取第8组数据 V=1.56m/s ，则 由， 同理得： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 × 9.32 9.43 9.45 9.58 9.94 9.88 9.78 9.93 10.40 9.32 Re× 1.1585 1.085 1.027 0.958 0.842 0.751 0.639 0.566 0.472 1.158 ㏑ 9.280 9.268 9.268 9.252 9.220 9.222 9.232 9.220 9.174 9.280 ㏑Re 11.295 11.535 11.579 11.865 12.666 12.532 12.309 12.644 13.710 11.2