文档介绍：《化工原理》
实验指导书
冯治宇编
沈阳大学生物与环境工程学院
目录
实验一：雷诺实验
实验二：流体沿程阻力损失的测定
实验三：流体局部阻力损失的测定
实验四：孔板流量计流量系数的测定
实验五：离心泵特性曲线的测定
课程编号：1414341
适用层次：本科课程总学时：64 实验学时：10 撰写人：冯治宇
课程类别：学科必修课程
适用专业：环境工程
适用学期：第四学期
开设实验项目数：5
审核人：王英刚教学院长：马德顺
实验一：雷诺实验
一、实验目的与要求
观察层流和紊流的物理现象以及相互转换的特征，了解雷诺数的测定和计算。实验前认真预习；实验中严格按照规定操作；实验后认真总结。
二、实验类型
验证型。
三、实验原理及说明
在管流动的问题中，流体的流动常受到压力、重力、粘滞力、弹性力和表面张力等各种力的影响，其中与流体关系最大的是粘滞力，即由真实流体所具有的粘性而产生的力，使得流体的流动呈现两种差异性较大的流态一层流和紊流，这两种流动现象的区别可由惯性力与粘滞力的比值体现出来。
Re丝
A
实验中可发现，当玻璃管内流体的流动速度较小时，可以看到颜色水呈明显的直线形状（层流）；当节流阀逐渐开大颜色水开始抖动，断断续续，最后染色线扩散到整个玻璃管中。染色线开始扩散时的流体平均速度，称为临界速度。当流体速度超过临界速度时，流体分子的动量增加，使惯性力大于粘滞力，流体分子发生上下左右不规则的混合，这种流动称为紊流。
雷诺数计算公式：
班=性=羹
式中1为特征尺寸（m）； u为流体的平均速度（m/s）； P为流体密度（kg/n?）； 11 为流体动力粘度（Pa. s）； q‘为流量（m3/s）； A为管路截面积（n?）。
流态稳定性的根据雷诺数判定：
Re < 2000,层流；
2000<Re < ；
Re > 4000 紊流。
图1实验原理示意图
当流速小时，染料自始自终均呈一直线，且不向周围扩散，称为层流；而当速度很大时，管内染料则将整支管子染色，且向周围扩散，称为紊流。
四、实验仪器
序号
名称
主要用途
1
雷诺实验装置
观察层流和紊流的物
理现象
测定雷诺数
五、实验内容和步骤
检查各处连接，调节供水的流量使水槽中的水保持八分满。
打开染料的开关，并调节截流阀控制水量，使染色线呈一直线。
逐渐增大水流量，使染色线恰好开始不规则运动，并记录其流量，重复三次。
在紊流状况逐渐减少水量，直至染色线呈一直线，记录其流量，重复三次。
六、实验数据处理与分析
记录、计算有关常数
管径d= mm,水温t= °C
查出：水的密度P= Kg/m3,水的粘度u= PaS .
整理、记录计算表
实验
次序
颜色水线形态
水体积(n?)
时间(s)
流速(m/s)
雷诺数Re
注：颜色水线形态指：稳定直线，稳定略弯曲，直线摆动，断续，完全散开。
七、注意事项
系统要先排净气体，以使流体能够连续流动。
八、预习与思考题
如果管中有气泡产生对雷诺数是否有影响？
影响流动型态的因素有哪些？用Re判断流动型态的意义何在？
分析影响该实验结果的因素有哪些？并解释？
实验二：流体沿程阻力损失的测定
一、实验目的与要求
了解流体流动阻力的测定方法；
测定流体流过直管时的摩擦阻力。
实验前认真预习；实验中严格按照规定操作；实验后认真总结。
二、实验类型
验证型。
三、实验原理及说明
直管摩擦阻力hf与摩擦系数x之间关系(范宁公式)如下：
j 2
hf=2 • — •— d 2
(1—1)
式中
hr-
一直管阻力损失，
J/kg;
1—
—直管长度，
m；
d—
一直管内径，
m；
u—
一流体平均速度，
m/s；
X-
—摩擦系数，无因次。
其中摩擦系数X是雷诺数Re和管壁相对粗糙度e /d的函数，即入=/<Re, e /d)。对一定相对粗糙度而言，入项Re)；入随e/d和Re的变化规律与流体流动的类型有关。层流时，入仅随Re变化，即入项Re)；湍流时，入既随Re变化又随相对粗糙度e/d改变，即 X 项Re, e /d)o
据柏努利方程式可知阻力损失hf的计算如下：
2 2
D, - U, - II,
hf=(Z