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中s地质大学武（汉）

化工原理实验报告

流体流动阻力的测定实验

一.实验内容

1.测定液体在定材质和三的直管中流动时的阻力摩擦系数3

d

并确定义与Re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

力的实验组织方法。

2.测定流体流经直管的摩擦阻力和流经管件或阀门的局部阻力，

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.实验原理

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

削=包上=包

PP①

又柴/3e,沁雷诺数展学

引入2=OR（C,£）②

所以比=叫嗫③

上式即为通常计算直管阻力的公式，其中％称为直管阻力摩擦系数。

直管段两端的压差若用水银U型压差计测定，则

△〃二R夕（为一//°）g

其中R为U型压差计两侧的液柱高度差。

由式②可知，不管何种流体，直管摩擦系数4仅与Re和£有关。

d

因此，只要在实验室规模的小装置上，用水作实验物系，进行有限量

的试验，确定见与型和土的关系，即可由式③计算任意一流体在管路

d

中的流动最损失。

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

过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。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Z/一则流体在管路中流动的总阻力损失

妁E4”2

为Z儿二义——［1—J—

jd2

局部阻力系数法：流体通过某一管件或阀门的阻力损失用流体在

管路中的动能系数来表示，即

一般情况下，由于管件和阀门的材料及加工精度不完全相同，每

一制造厂及每一批产品的阻力系数是不尽相同的O

四.实验装置流程及说明

4*•洋片图

1—水泵；2—温度计；3—涡轮流量计；4—控制阀；5—排气瓶；

6—测压导管；7—平衡阀；8—U型压差计；9一排气阀；10—水槽

实验装置流程图如图所示，由管子、管件、间阀（用于局部阻

力测定）、控制阀、流量计及离心泵等组成一个测定系统。测试系统

的前半部分为局部阻力测试段，后半部分为直管阻力测试段。

为节约用水，配置水箱供水，循环使用。为了防止脏物进入系统

造成堵塞，在泵的入口加装过滤器。为了保证系统满灌，装置的出口

端应高于测试段或将控阀安装在出口端。为了排除管路的残留气

体，在装置的最高处设排气阀。

五.实验的主要操作步骤

1.实验正式开始前，关闭流体出口控