文档介绍：四川大学
化工原理实验报告
学院化学工程学院专业化学工程与工艺班号姓名
学号实验日期年月日指导老师
一．实验名称
流体力学综合实验
二．实验目的
测定流体在管道内流动时的直管阻力损失，作出λ与Re的关系曲线。
观察水在管道内的流动类型。
测定在一定转速下离心泵的特性曲线。
标定孔板流量计，绘制Co与Re的关系曲线。
熟悉流量、压差、温度等化够不够仪表的使用。
三．实验原理
1求 λ 与Re的关系曲线
流体在管道内流动时，由于实际流体有粘性，其在管内流动时存在摩擦阻力，必然会引起流体能量损耗，此损耗能量分为直管阻力损失和局部阻力损失。流体在水平直管内作稳态流动（如图1所示）时的阻力损失可根据伯努利方程求得。
以管中心线为基准面，在1、2截面间列伯努利方程:
p1ρ+u122+gz1=p2ρ+u222+gz2+hf
因u1=u2，z1=z2，故流体在等直径管的1、2两截面间的阻力损失为
hf=p1-p2ρ=∆pρ
流体以流速u通过管内径d、长度为l的一段管道时，其直管阻力为
hf=λ·ld·u22
由上面两式得： λ=∆pρ·dl·2u2
而 Re=duρμ
由此可见，摩擦系数与流体流动类型、管壁粗糙度等因素有关。由因次分析法整理可形象地表示为
λ=φ(Re,εd)

式中：-----------直管阻力损失，J/kg；
------------摩擦阻力系数；
----------直管长度和管内径，m；
---------流体流经直管的压降，Pa；
-----------流体的密度，kg/m3；
-----------流体黏度，Pa·s；
-----------流体在管内的流速，m/s；
流体在一段水平等管径管内流动时，测出一定流量下流体流经这段管路所产生的压降，即可算得hf。两截面压差由差压传感器测得；流量由涡轮流量计测得，其值除以管道截面积即可求得流体平均流速u。在已知管径d和平均流速u的情况下，测定流体温度，确定流体的密度ρ和黏度μ，则可求出雷诺数Re，从而关联出流体流过水平直管的摩擦系数λ与雷诺数Re的关系曲线图。
2求离心泵的特性曲线
离心泵的特性，可用该泵在一定转速下，扬程与流量 H=f1(qv), 轴功率与流量 N=f2(qv)，效率与流量η=f3(qv)三条曲线形式表示。若将扬程
H、轴功率N和效率η对流量qv之间的关系分别绘制在同一直角坐标上所得的三条曲线，即为离心泵的特性曲线，如图二所示。
①流量qv：离心泵输送的流量qv由涡轮流量计测定。
②扬程H：扬程是指离心泵对单位重量的液体所提供的外加能量。以离心泵入口管中心线的水平面为基准面，离心泵入口真空压力表处为1-1截面，出口压力表处为2-2截面，在1-1截面和2-2截面之间列出伯努利方程式，确定流体经离心泵所增加的能量（mH2O）此能量称为扬程H，其计算式为
H=p2-p1ρg+u22-u122g+z2-z1+∑Hf1-2
式中：∑Hf1-2≈0；p2、p1——离心泵出、进口表压（Pa）；
u1,u2——离心泵进、出口管内流速（m/s）；
z1,z2——离心泵进、出口压力表处离基准面的高度（m）；
H——离心泵扬程（mH2O）；
ρ——流体密度（kg/m3）
③轴功率N：离心泵的轴功率N(kW)是指泵轴所消耗的电功率，实验采用功率表测定电机输入功率后，按下式进行计算
N=N电×η传
式中：N——离心泵轴功率（kW）；
η传——机械传动效率，；
N电——电动机的输入有效功率，由功率表测定。
④效率：离心泵的效率η是理论功率与轴功率的比值。即
η=NtN×100%
而理论功率Nt是离心泵对流体所做的有效功（kW），即
Nt=qvHρ102
四．实验装置图及主要设备
⑴流体力学实验装置示意图如图所示。
⑵主要设备和仪表
①供水系统：水箱、离心泵、循环管路。
②测压仪表：压差变送器、压力表。
③流量仪表：涡轮流量计、转子流量计、孔板流量计。
④控制柜：变频器、功率表、转速器、无纸记录仪。
⑤管路系统：由不锈钢管、铜管、水箱和离心泵构成循环管路系统。
五．实验步骤
理清实验装置，检查设备和仪表是否完好，