文档介绍：化工原理实验报告
实验名称：流体流动阻力测定
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实验日期：
流体阻力实验
一、摘要
通过测定不同阀门开度下的流体流量 qv，以及测定已知长度I和管径d的光滑直管
和粗糙直管间的压差 p，根据公式 2d P，其中为实验温度下流体的密度；流
I u2
体流速u 续，以及雷诺数Re 虹（为实验温度下流体粘度），得出湍流区光滑直
d
管和粗糙直管在不同 Re下的入值，通过作 Re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
2 2 p
入为雷诺数Re和相对粗糙度& /d的函数。由公式 1 U2 —可求出突然扩大管的局
2
Ui
部阻力系数，以及由色求出层流时的摩擦阻力系数，再和雷诺数 Re作图得出层
Re
流管 Re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& /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入及突然扩大管的局部阻力系数 Z
3、测定层流管的摩擦阻力系数入；
4、验证湍流区内摩擦阻力系数入为雷诺数 Re和相对粗糙度& /（的函数；
5、将所得光滑管的入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, p, 口， l, d，&, ） =0
应用量纲分析法寻找 hf （A P / p与各影响因素间的关系
）影响因素
物性：p, 口设备：I, d, e 操作：u （p,Z）
）量纲分析
p [ML-3],卩[ML-1 T-1], l[L] , d[L], e [L], u[LT1], hf [L2 T-2]
3）选基本变量（独立，含 M , L, T）
d, u, p （l, u, p等组合也可以）
4）无量纲化非基本变量
口： n1 =^p aubdc [M0L°T°] =[ML-1 T'1][ML-3]a[LT1]b[L]c? a=-1,b=-1,c=-1
变换形式后得：n 1 =p ud / 口
2 l: n 2=l/d e : n 3=e /d hf： n 4= hf /u
5 ）原函数无量纲化
6）实验
摩擦系数： Re, d
层流圆直管（Re<2000）:入=0 （Re）即入=64/Re
湍流水力学光滑管（Re>4000）:入=
湍流普通直管（4000<Re<临界点）：入=0 （Re, e /d即丄1 74 广. g d ReT
湍流普通直管（Re＞临界点）：入=0 （ & /d即丄1 74 2log £
"d
2、局部阻力损失函数
2 u ~2
局部阻力系数:
（局部结构）
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：d , l ；突然扩大管： * , I! 140mm ；粗糙
管：d , I ；光滑管：d , I 。
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 /m ?h，压降/kPa，温度/ C；
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:
P( kg/m3) =
a ()=
T=216C
T= C光滑管
l=
粗糙管1=
d=
d=
流量
qv/m3?h
压降
流量
压降
序号
-i
△ p/pa
qv/m3?h-1
△ p/pa
1

2

3

4

5
2