資源描述：
《流體流動阻力的測定實驗》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、流體流動阻力的測定實驗093858張亞輝5.1實驗內(nèi)容（1）測定流體在特定材質(zhì)和εd的直管中流動時的阻力摩擦系數(shù)λ，并確定λ和Re之間的關(guān)系。（2）測定流體通過閥門或90°肘管時的局部阻力系數(shù)。5.2實驗?zāi)康模?）了解測定流體流動阻力摩擦系數(shù)的工程定義，掌握測定流體阻力的實驗組織方法。（2）測定流體流經(jīng)直管的摩擦阻力和流經(jīng)管件的局部阻力，確定直管阻力摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)之間的關(guān)系。（3）熟悉壓差計和流量計的使用方法。（4）認識組成管路系統(tǒng)的各部件、閥門并了解其作用。5.3實驗基本原理流體管路是由直管、管件（如三通、
2、肘管、彎頭）、閥門等部件組成。流體在管路中流動時，由于黏性剪應(yīng)力和渦流的作用，不可避免地要消耗—定的機械能。流體在直管中流動的機械能損失稱為直管阻力；而流體通過閥門、管件等部件時，因流動方向或流動截面的突然改變導(dǎo)致的機械能損失稱為局部阻力。在化工過程設(shè)計中，流體流動阻力的測定或計算，對于確定流體輸送所需推動力的大小，例如泵的功率、液位或壓差，選擇適當?shù)妮斔蜅l件都有不可或缺的作用。（1）直管阻力流體在水平的均勻管道中穩(wěn)定流動時，由截面1流動至截面2的阻力損失表現(xiàn)為壓力的降低，即由于流體分子在流動過程中的運動機理十
3、分復(fù)雜，影響阻力損失的因素眾多，目前尚不能完全用理論方法來解決流體阻力的計算問題，必須通過實驗研究掌握其規(guī)律。為了減少實驗工作量，簡化實驗工作難度，并使實驗結(jié)果具有普遍應(yīng)用意義，可采用因次分析方法來規(guī)劃實驗。將所有影響流體阻力的工程因素按以下三類變量列出①流體性質(zhì)密度ρ，黏度μ；②管路幾何尺寸管徑d，管長l，管壁粗糙度ε；③流動條件流速u?？蓪⒆枇p失hf與諸多變量之間的關(guān)系表示為根據(jù)因次分析方法，可將上述變量之間的關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)闊o因次準數(shù)之間的關(guān)系其中duρ/μ=Re稱為雷諾準數(shù)（Reynoldsnumber），
4、是表征流體流動形態(tài)影響的無因次準數(shù)；l/d是表示相對長度的無因次幾何準數(shù)；ε/d稱為管壁相對粗糙度。將式③改寫為式⑥即為通常計算直管阻力的公式，其中λ稱為直管阻力摩擦系數(shù)。直管段兩端的壓差若用水銀U型壓差計測定，則其中R為U型壓差計兩側(cè)的液柱高度差。由式⑤可知，不管何種流體，直管摩擦系數(shù)λ僅與Re和ε/d有關(guān)。因此，只要在實驗室規(guī)模的小裝置上，用水作實驗物系，進行有限量的實驗，確定λ與Re和ε/d的關(guān)系，即可由式⑥計算任—流體在管路中的流動阻力損失。這也說明了因次分析理論指導(dǎo)下的實驗方法具有“由小見大，由此及彼
5、”的功效。（2）局部阻力局部阻力通常用當量長度法或局部阻力系數(shù)法來表示。當量長度法：流體通過管件或閥門的局部阻力損失，若與流體流過—定長度的相同管徑的直管阻力相當，則稱這—直管長度為管件或閥門的當量長度，用符號le表示。這樣，就可以用直管阻力的公式來計算局部阻力損失。在管路計算時，可將管路中的直管長度與管件閥門的當量長度合并在—起計算，如管路系統(tǒng)中直管長度為l，各種局部阻力的當量長度之和為ilei，則流體在管路中流動的總阻力損失為局部阻力系數(shù)法：流體通過某—管件或閥門的阻力損失用流體在管路中的動能系數(shù)來表示，這
6、種計算局部阻力的方法，稱為阻力系數(shù)法，即—般情況下，由于管件和閥門的材料及加工精度不完全相同，每—制造廠及每—批產(chǎn)品的阻力系數(shù)是不盡相同的。5.4實驗設(shè)計實驗方案用自來水做實驗物料；由實驗原理及式hf=λ?ld?u22和?p局ρ=ζu局22知，當實驗裝置確定后，只要改變管路中流體流速u或流量V，測定相應(yīng)的直管阻力壓差Δp1和局部阻力壓差Δp2，就能通過計算得到—系列的λ和ζ的值以及相應(yīng)的Re的值；在安排實驗點的分布時，要考慮到λ隨Re的變化趨勢，在小流量范圍適當多布點。測試點及測試方法原始數(shù)據(jù)有流速u（或流量V
7、），直管段壓差Δp1和局部段壓差Δp2，流體溫度t（據(jù)此確定ρ、μ），此外還有管路直徑d和直管長度l。測試點需在直管段兩端和局部段兩端各設(shè)—對測壓點，分別用以測定Δp1和Δp2，在管路中配置—個流量（或流速）和溫度測試點，共6個測試點。測試方法直管段和局部段壓差的測定：采用水銀U型壓差計（或用壓差傳感器）流速或流量的測定：工程上測量流量較測流速更為方便，如用渦輪流量計測定流量，則Q=示值讀數(shù)其中Q———流量，L/s。溫度的測定：用水銀玻璃溫度計測定，℃。數(shù)據(jù)記錄表1裝置號：LZC，編號：1108114，儀表常數(shù)
8、：323，水溫：19.5度(水的密度為998.203Kg/m^3水的粘度μ=1.0050*10^-3Pa*s)，光滑管管長2m，光滑管管徑25*3mm，彎頭管徑32*3mm序號儀表示數(shù)流量（L/s）直管流速u左右光滑管壓差光滑管壓差（m/s）(cmHg)(cmHg)(cmHg)（Pa）16982.1617.6269.557.047.563326.8826632.0537.24310.9
