文档介绍：化工原理实验
流体阻力
一、实验目的及任务
1、掌握测定流体流动阻力的一般实验方法,通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律。
2、测定直管摩擦阻力系数λ及突然扩大局部阻力系数ξ。
3、验证在流区内λ为雷诺数和管子相对粗糙度的函数。
4、将所得光滑管的λ‑Re方程与Blasius方程相比较。
5、观察流体流过突然扩大管时静压的分布,确定测定局部阻力的最佳测压口位置。
二、基本原理
1、不可压缩流体(如水),在圆形直管中作稳定流动时,粘性和涡流的影响产生摩擦阻力。
◆流体在流过突然扩大,弯头等管件时,由于运动的速度和方向突然变化,产生局部阻力,影响阻力的因素较多。
◆通常采用因次分析法,简化实验。
◆流体流动阻力与流体的性质,流体流经处的几何尺寸,以及流动状态有关,可表示为:
引入无因次数群
相对粗糙
管子长径比
从而得到
◆则可得摩擦阻力系数与压头损失之间的关系,这种关系可用实验方法直接测定
令
式中: —直管阻力
—被测管长
d —被测管内径
u—平均流速
—摩擦阻力系数
◆当流体在圆管中流动时,选两截面,测其间静压强差,即两截面流动阻力。找出静压差和的关系式,即可求出。改变流速得出不同Re数的,即得出一相对粗糙度时的关系。
◆在湍流区内与数及管子得相对粗糙度有关,即
对于光滑管,大量实验证明,当数在
范围内, 与的关系遵循Bjasius关系式,即
对于粗糙管,与的关系均以图来表示。

式中: 称为局部阻力系数,它与所流过的管件的几何形状及流体的数有关,当
数大到一定值后则与数无关,成为定值。
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