文档介绍：北 京 化 工 大 学
化 工 原 理 实 验 报 告
实验名称： 离心泵性能实验
目录
目录 2
摘要 2
实验目的 4
实验原理 4
实验流程和设备 5
实验步骤 6
实验数据记录及处理 7
实验结果作图与分析 10
思考题 11
摘要
流体阻力的大小关系到输送机械的动力消耗和输送机械的选择，测定流体流动阻力对化工及相关过程工业的设计、生产和科研具有重要意义。
本实验采用涡轮流量计与压力传感器直接读数，以水为工作流体，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l和管径d的光滑直管和粗糙直管间的压差，根据公式，以及雷诺数，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，验证了湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺数Re和相对粗糙度的函数。
关键词：
摩擦阻力系数λ 局部阻力系数ξ 雷诺数Re 相对粗糙度ε/d
实验目的
；
；
；
；
-Re方程与经验式Blasius方程相比较；
、阀门，并了解其作用。
实验原理
1、直管摩擦阻力
不可压缩流体（如水），在圆形直管中作稳定流动时，由于黏性和涡流的作用产生摩擦阻力；流体在流过突然扩大、弯头等管件时，由于流体流动的速度和方向突然变化，产生局部阻力。影响流体阻力的因素较多，在工程上通常采用量纲分析方法简化实验，得到在一定意义下具有普遍意义的结果，其方法如下。
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
△P=f(d,,u,ρ,μ,ε)
引入下列无量纲数群。
雷诺数 Re =
相对粗糙度ε/d
管子长径比 l/d
从而得到
令
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。
式中 hf——直管阻力，J/Kg；
l——被测管长，m；
d——被测管内径，m；
u——平均流速，m/s；
λ——摩擦阻力系数。
当流体在一管径为d的圆形管中流动时，选取两个截面，用U形压差计测出这两个截面间的静压强差，即为流体流过两截面间的流动阻力。根据伯努利方程找出静压强差和摩擦阻力系数的关系式，即可求出摩擦阻力系数。改变流速可测出不同Re下的摩擦阻力系数，这样就可得出某一相对粗糙度下管子的
λ-Re关系。
（1）湍流区的摩擦阻力系数
在湍流区内。对于光滑管，大量实验证明，当Re在3×103 ~ 105范围内，λ与Re的关系遵循Blasius关系式，即
λ=
对于粗糙管，λ与Re的关系均以图来表示。
（2）层流的摩擦阻力系数
2、局部阻力
只要确定管道局部阻力系数，平均流速u(突扩管对应细管流速u1),代即可确定局部阻力hf,其中局部结构）。
对于水平放置管件，根据式（1-4）和式（1-6）可测得局部阻力系数：
或
式中ΔP——管道压差，Pa;
u1,u2——平均流速，m/s2;
——液体密度，kg/m3
实验流程和设备
1、流程图
流体阻力实验带控制点工艺流程
1-水箱 2-水泵 3-涡轮流量计 4-主管路切换阀 5-层流管 6-截止阀 7-球阀 8-不锈钢管 9-镀锌管 10-突扩管 11-流量调节阀（闸板阀） 12-层流调节阀（针阀）
13-变频仪 T101-水温度,℃ Q102-水流量,m3·h-1 ΔP103-压降，KPa
实验介质：水（循环使用）
研究对象：不锈钢管——l=,d=,=;
镀 锌 管——l=,d=, =;
突 扩 管——l1=,d1=,
l2=, d2=, =
截 止 阀——d=
球 阀——d=
层 流 管