文档介绍：北京化工大学化工原理实验报告实验名称:流体流动阻力测定班级:化工10学号:2010姓名:同组人:实验日期:、摘要通过测定不同阀门开度下的流体流量,以及测定已知长度和管径d的光滑直管和粗糙直管间的压差,根据公式,其中为实验温度下流体的密度;流体流速,以及雷诺数(为实验温度下流体粘度),得出湍流区光滑直管和粗糙直管在不同Re下的λ值,通过作双对数坐标图,可以得出两者的关系曲线,以及和光滑管遵循的Blasius关系式比较关系,并验证了湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺数Re和相对粗糙度ε/d的函数。由公式可求出突然扩大管的局部阻力系数,以及由求出层流时的摩擦阻力系数,再和雷诺数Re作图得出层流管关系曲线。关键词:摩擦阻力系数局部阻力系数雷诺数Re相对粗糙度ε/d二、实验目的1、掌握测定流体流动阻力实验的一般试验方法;2、测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管的局部阻力系数ζ;3、测定层流管的摩擦阻力系数λ;4、验证湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺数Re和相对粗糙度ε/d的函数;5、将所得光滑管的λ-Re方程与Blasius方程相比较。三、实验原理1、直管阻力损失函数:f(hf,ρ,μ,l,d,ε,u)=0应用量纲分析法寻找hf(ΔP/ρ)与各影响因素间的关系1)影响因素物性:ρ,μ设备:l,d,ε操作:u(p,Z)2)量纲分析ρ[ML-3],μ[ML-1T-1],l[L],d[L],ε[L],u[LT-1],hf[L2T-2]3)选基本变量(独立,含M,L,T)d,u,ρ(l,u,ρ等组合也可以)4)无量纲化非基本变量μ:π1=μρaubdc[M0L0T0]=[ML-1T-1][ML-3]a[LT-1]b[L]c⇒a=-1,b=-1,c=-1变换形式后得:π1=ρud/μl:π2=l/dε:π3=ε/dhf:π4=hf/u25)原函数无量纲化6)实验摩擦系数:层流圆直管(Re<2000):λ=φ(Re)即λ=64/Re湍流水力学光滑管(Re>4000):λ=(4000<Re<临界点):λ=φ(Re,ε/d)即湍流普通直管(Re>临界点):λ=φ(ε/d)即2、局部阻力损失函数局部阻力系数:考虑流体阻力等因素,通常管道设计液速值取1~3m/s,气速值取10~30m/s。大多数阀门:顺时针旋转是关闭,逆时针旋转是打开。四、实验流程层流管:;突然扩大管:;粗糙管:;光滑管:。操作装置图如下:五、实验操作1、关闭流量调节阀门,启动水泵;2、调整阀门V1~V5开关,确定测量管路;3、打开对应引压管切换阀门和压差传感器阀门,进行主管路、测压管路排气;4、排气结束,关闭传感器阀门,检查其数值回零,否则继续排气;5、确定量程,布点,改变水流量测多组数据;6、所有参数在仪表柜集中显示,水流量/m3•h-1,压降/kPa,温度/℃;7、层流实验水流量由量筒和秒表测出;8、测完所有数据,停泵,开传感器排气阀,关闭切换阀门;9、检查数据,整理好仪器设备,实验结束。六、实验数据处理原始数据如下表:ρ(kg/m3)=()==℃光滑管l===℃粗糙管l==•h-1压降Δp/pa流量qv/m3•h-1压降Δp/=℃d==42mml=140mmL=280mm序号流量qv/m3•h-1Δp/==1mT=℃序号V/mlt/sΔp/:光滑管:近似取T=℃时水的密度,粘度以光滑管第一组数据为例:粗糙管:以粗糙管第一组数据为例:,,,,突然扩大管:以第一组数据为例:,,同理求出三组数据所对应的值,再求其平均值层流管:以第一组数据为例:,,,,按照以上方法将实验数据处理如下表所示:光滑管:l=,d=,压降零点修正ΔP0=0kPa,水温度=℃