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： 20１２。
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,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－1 Ｔ—1]， l［L］ ，ｄ［Ｌ］,ε[L］,ｕ［LT—1］, hｆ ［Ｌ2 T—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—1 T－1］［MＬ－3］ａ［ＬT－1］b[Ｌ]ｃ ⇒ a=－1,ｂ=—1,c＝-1
变换形式后得：π1＝ρud /μ
l: π２＝l/d ε： π3=ε/d hｆ： π4＝hｆ /u2
５）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=。２5
湍流普通直管（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）=9９8。２ μ（mPａ。ｓ）=1。0０5
T＝２0．6℃ 光滑管 l=1。５m d=
T＝21。６℃
粗糙管 ｌ＝1。５ ｄ＝
序号
流量
qv/ｍ3•h—１
压降
Δp/pa
流量
qｖ/m3•h-1
压降
Δp/pa
1
731４。5
1０46８。0
2
3。55
5580．0
3．55
７748。7
３
３．05
4225．５
3。0５
5739。5
4
2．58
3０58。7
2。55
５
2265。８
6
1．