文档介绍：该【化工原理实验指导书 】是由【非学无以广才】上传分享，文档一共【33】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【化工原理实验指导书 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式中,Re——雷诺准数,无因次;d——管子内径,;u——流体流速,m/s;ρ——流体密度,kg/m3;μ——流体粘度;Pa·s。对于一定温度的流体,在特定的圆管内流动,雷诺准数仅与流体流速有关。本试验通过变化流体在管内的速度,观测在不一样雷诺准数下流体流型的变化,一般认为Re<时,流动型态为层流;Re>4000时。流动为湍流;<Re<4000时,流动为过渡流。三、试验装置与流程试验装置如图1所示。重要由玻璃试验导管、低位贮水槽、循环水泵、稳压溢流水槽、缓冲水槽以及流量计等部分构成。试验前,先将水充斥低位贮水槽,然后关闭泵的出口阀和流量计后的调整阀,再将溢流水槽到缓冲水槽的整个系统加满水。最终,设法排尽系统中的气泡。试验操作时,先启动循环水泵,然后启动泵的出口阀及流量计后的调整阀。水由稳压溢流水槽流经试验导管、缓冲槽和流量计,最终流回低位贮水槽。水流量的大小,可由流量计后调整阀调整。泵的出口阀控制溢流水槽的溢流量。示踪剂采用红色墨水,,注入试验导管。细孔玻璃注射管(或注射针头)位于试验导管人口的轴线部位。图1雷诺演示试验装置1-可移动框架2-循环水泵3-低位贮水槽4-流量调整闸阀5-旁路阀门6-转子流量计7-溢流水槽8-红墨水贮瓶9-红墨水喷针10-玻璃试验导管11-低位贮水槽排污阀四、,先少许启动凋节阀,将流速调至所需要的值。再调整红墨水贮瓶的下口旋塞,并用自由夹作精细调整,使红墨水的注人流速与试验导管中主体流体的流速相适应,一般略低于主体流体的流速为宜。。此时,在试验导管的轴线上,就可观测到一条平直的红色细流,好象一根拉直的红线同样。,使水流量平稳地增大。玻璃导管内的流速也随之平稳地增大。同步,对应地合适凋节泵出口阀的开度,以保持溢流水槽内仍有一定溢流量,以保证试验导管内的流体一直为稳定流动。可观测到:玻璃导管轴线上呈直线流动的红色细流,开始发生波动。伴随流速的增大,红色细流的波动程度也随之增大,最终断裂成一段段的红色细流。当流速继续增大时,红墨水进入试验导管后。立即呈烟雾状分散在整个导管内,进而迅速与主体水流混为—体,使整个管内流体染为红色,以致无法辨别红墨水的流线。试验四流体流动阻力测定一、,通过试验理解流体流动中能量损失的变化规律。,将所得的λ~Re方程与公认经验关系比较。。。、阀件,并理解其作用。二、基本原理流体在管内流动时,由于粘性剪应力和涡流的存在,不可防止地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变化所引起的局部阻力。,阻力损失体现为压力减少。即影响阻力损失的原因诸多,尤其对湍流流体,目前尚不能完全用理论措施求解,必须通过试验研究其规律。为了减少试验工作量,使试验成果具有普遍意义,必须采用因次分析措施将各变量综合成准数关联式。根据因次分析,影响阻力损失的原因有,(1)流体性质:密度ρ,粘度μ;(2)管路的几何尺寸:管径d,管长l,管壁粗糙度ε;(3)流动条件:流速μ。可表达为:组合成如下的无因次式:令则式中——压降Pa hf——直管阻力损失J/kg, ρ——流体密度kg/m3λ——直管摩擦系数,无因次l——直管长度md——直管内径mu——流体流速,由试验测定m/sλ——称为直管摩擦系数。滞流(层流)时,λ=64/Re;湍流时λ是雷诺准数Re和相对粗糙度的函数,,即当量长度法和阻力系数法。当量长度法流体流过某管件或阀门时,因局部阻力导致的损失,相称于流体流过与其具有相称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le表达。这样,就可以用直管阻力的公式来计算局部阻力损失,、阀门的当量长度合并在一起计算,如管路中直管长度为乙多种局部阻力的当量长度之和为,则流体在管路中流动时的总阻力损失为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小的动能系数来表达,这种计算局部阻力的措施,称为阻力系数法。即式中:ξ——局部阻力系数,无因次;u——在小截面管中流体的平均流速,m/s。,可以忽视不计。因此hf之值可应用柏努利方程由压差计读数求取。三、-1试验装置流程图试验装置如图1-1所示。重要部分由离心泵,不一样管径、材质的管子,多种阀门或管件,转子流量计等构成。从上向下第一根为不锈钢光滑管,第二根为镀锌铁管,分别用于光滑管和粗糙管湍流流体流动阻力的测定。第三根为不锈钢管,其上装有待测管件(闸阀),用于局部阻力的测定。流体温度有热电阻,流体流量由涡轮番量计测量,压差有压差变送器测量。本试验的介质为水,由离心泵供应,经试验装置后的水通过管道流入储水箱内循环使用。-1所示。表1-1装置参数名称材质管内径(mm)测试段长度(m)装置(1)装置(2):图1-21、空气开关2、3、4电源指示灯5、流量控制仪6、6路巡检仪(单位m3/h):第一通道测量离心泵进口压力(单位:kpa),第二通道测量离心泵出口压力(单位:kpa),第三通道测量离心泵转速(单位:r/min)第四通道测量流体阻力压差(单位:pa)第五通道测量流体温度(单位:摄氏度),第六通道没用,7、功率表(单位:KW)8、仪表电源指示灯、9、仪表电源开关,10、变频器电源指示灯,11、变频器电源开关,12、离心泵电源指示灯、13、离心泵直接或变频器运行转换开关,14、离心泵启动按钮,15、离心泵停止按钮。四、(大概三分之二处)关闭阀1、阀2、阀3、阀4、阀5、打开离心泵出口排气阀和进口灌水阀,用水杯从灌水阀灌水,气体从排汽阀排出,直到排水阀有水排出并且没有气泡灌水完毕,关闭排气阀和灌水阀。,打开9仪表电源开关,仪表指示灯10亮,仪表上电,显示被测数据。把转换开关转到直接位置,指示灯12亮,按一下离心泵启动按钮,离心泵运转,启动按钮指示灯亮,水泵启动完毕。,粗糙管和局部阻力与差压变送器相连的阀门关闭,打开阀3和阀2,排出光滑管中的气体,关上阀2,打开差压变送器的两个排汽阀,排出管道中的气体,直到没有气泡排出为止,关闭差压变送器上的两个排汽阀,光滑管排气完毕。、姓名、学号等信息,进入流体阻力试验,点击光滑管,调整阀2,每隔1m3/h采集一组试验数据(等数据稳定之后再采集),从2m3/h开始到最大流量,但注意最大流量时压差不能超过10kpa,假如超过调整阀门2,使压差不超过10kpa。光滑管数据采集完毕后,先关闭阀2和阀3,再关闭光滑管与差压变送器相连的两个阀门。,先打开粗糙管与差压变送器相连的两个阀门,再打开阀4和阀2,排出粗糙管中的气体,关闭阀2,打开差压变送器的两个排汽阀,排出管道中的气体,直到没有气泡排出为止,关闭差压变送器上的两个排汽阀,粗糙管排气完毕。点击粗粗管,调整阀2,,每隔1m3/h采集一组试验数据(等数据稳定之后再采集),从2m3/h开始到最大流量,但注意最大流量时压差不能超过10kpa,假如超过调整阀门2,使压差不超过10kpa。粗糙管数据采集完毕后,先关闭阀2和阀4,再关闭光滑管与差压变送器相连的两个阀门。,先打开局部阻力与差压变送器相连的两个阀门,再打开阀5和阀2,排出粗糙管中的气体,关闭阀2,打开差压变送器的两个排汽阀,排出管道中的气体,直到没有气泡排出为止,关闭差压变送器上的两个排汽阀,局部阻力排气完毕。点击局部阻力,调整阀2,,每隔1m3/h采集一组试验数据(等数据稳定之后再采集),从2m3/h开始到最大流量,但注意最大流量时压差不能超过10kpa,假如超过调整阀门2,使压差不超过10kpa。局部阻力数据采集完毕后,先关闭阀2和阀5,再关闭光滑管与差压变送器相连的两个阀门。流体阻力试验完毕。,打开数据处理软件,打开试验数据,执行对应的软件功能,就可算出流体雷诺系数与摩擦因数的关系,执行绘图功能,就可绘出雷诺系数与摩擦因数的曲线关系,执行打印功能就可打印试验数据和试验处理成果。五、,在双对数坐标纸上标绘出λ~Re曲线,对照化工原理教材上有关图形,即可估出该管的相对粗糙度和绝对粗糙度。,对照柏拉修斯方程,计算其误差。,求出闸阀全开时的平均ξ值。。试验五流量计校核算验一、、文丘里流量计的构造、原理、性能及使用措施。。,掌握流量系数C随雷诺数Re的变化规律。。。二、试验原理流体通过节流式流量计时在流量计上、下游两取压口之间产生压强差,它与流量有如下关系:采用正U形管压差计测量压差时,流量Vs与压差计读书R之间关系有:式中:Vs——被测流体(水或空气)的体积流量,m3/s;C——流量系数(或称孔流系数),无因次;A0——流量计最小开孔截面积,m2,A0=(π/4)d02;——流量计上、下游两取压口之间的压差,Pa;——被测流体(水或空气)的密度,Kg/m3;——U形管压差计内指示液的密度,Kg/m3;1——空气的密度,Kg/m3;R——U形管压差计读数,m;式3-1也可以写成如下形式:若采用倒置U形管测量压差:(忽视空气对测量的影响)则流量系数C与流量的关系为:用体积法测量流体的流量Vs,可由下式计算: