文档介绍：浙江大学
化学实验报告
课程名称:过程工程原理实验甲
实验名称: 流体力学综合实验
指导教师:
专业班级:
姓名:
学号:
同组学生:
实验日期:
实验地点:
Ⅰ流体流动阻力的测定
实验目的
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。
测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系,验证在一般湍流区内λ与Re的关系曲线。
测定流体流经管件(阀门)时的局部阻力系数ξ。
识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。
试验流程与装置
图 1 流体力学综合实验流程示意图
装置结构说明及参数如下:
名称
类型
直管规格
管内径/mm
直管段长度/mm
光滑管
不锈钢管
光滑直管
22
1000
粗糙管
镀锌铁管
粗糙直管
21
1000
局部阻力
截止阀
截止阀两端直管(光滑管)
22
680
闸阀
闸阀两端直管(粗糙管)
21
660
基本原理
流量计校核
通过计时称重对涡轮流量计读数进行校核。
雷诺数求解
Re=ρudμ………………………………(1)
u=V900πd2………………………………(2)
式中:V----流体流量,m3h
直管阻力摩擦系数λ的测定
流体水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:
hf=Δpfρ=λldu22……………………(3)
即
λ=2dΔpfρlu2……………………………………(4)
式中:Δpf----直管长度为l的压降,Pa
局部阻力系数ξ的测定
阻力系数法:流体通过某一管件(阀门)时的机械能损失可表示为流体在管径内流动时平均动能的某一倍数,即:
hf'=Δpf'ρg=ξu22g………………………………(5)
即
ξ=2Δpf'ρu2………………………………………………(6)
式中:Δpf'----局部阻力压力降,Pa
局部阻力压力降的测量方法:测量管件及管件两端直管(总长度为l')总的压降为Δp,减去其直管段的压降,该直管段的压降可由直管阻力Δpf(长度为l)实验结果求取,即
Δpf'=Δp-l'lΔpf……………………………………(7)
实验步骤
离心泵灌水,关闭出口阀(23),打开电源,启动水泵电机,待电机转动平稳后,把泵的出口阀(23)缓缓开到最大;
对压差传感器进行排气,完成后关闭排气口阀,使压差传感器处于测量状态;
开启旁路阀(24),选定自最小到最大若干流量,对流量计做流量校核试验;
开启流量调节阀(21),先调至最大流量,然后在最小流量1m3h之间再连续取8组等比数据,每次改变流量,待流量稳定后,,记录压差、流量、温度等数据;
实验结束,关闭出口阀(23),停止水泵电机,清理装置。
实验数据处理与结果
原始数据
实验组号
温度/℃
流量/m3h
直管压差/ Pa
直管和管件压差/ Pa
粗糙管
1
36960
35860
2
26300
25260
3
19020
17480
4
13970
12660
5
10330
8950
6
7660
6240
7
5730
4250
8
4733
3180
9
3800
2310
10
3180
1700
光滑管
1’
9990
70700
2’
7710
50300
3’
6030
35300
4’
4760
24400
5’
3920
17100
6’
3290
11700
7’
2870
8500
8’
2540
6000
9’
2330
4200
10’
2220
3300
数据计算
流量校正
流量/m3h
时间/s
桶质量/kg
桶+水质量/kg
计算流量m3h
相对误差/%
30
30
由此可见当流量小于1m3h时,流量计显示的数据与实际测得的流量相对误差很大,故而在整个实验过程中,流量不能小于1m3h,当流