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1、北京化工大學(xué)實驗報告課程名稱：化工原理實驗-流體阻力實驗日期：2012.10.26班級：************姓名：*****同組人：******************學(xué)號：********流體阻力實驗一、摘要本實驗以水為介質(zhì)，測定了水流經(jīng)光滑管、粗糙管、局部管道的阻力系數(shù)，Re≈104～105。實驗驗證了湍流條件下直管摩擦阻力系數(shù)是雷諾數(shù)和相對粗糙度的函數(shù)，局部阻力系數(shù)隨Re變化不大，在一定范圍內(nèi)可看做常數(shù)。關(guān)鍵詞：摩擦阻力系數(shù)局部阻力系數(shù)Reε/d二、實驗?zāi)康?、識別組成管路的各種管件、閥門等，了解其作用2、了解溫度、壓力、流量等傳感器3、掌握用量
2、綱分析法解決實際問題——計算hf。三、實驗內(nèi)容1、測定湍流特定ε/d條件下，摩擦系數(shù)λ隨Re的變化關(guān)系2、測定湍流多個管件的局部阻力系數(shù)ζ隨Re的變化關(guān)系3、測定層流條件下，摩擦系數(shù)λ隨Re的變化關(guān)系四、實驗原理1、直管阻力損失hf=f（ρ，μ，l，d，ε,u）應(yīng)用量綱分析法尋找hf（ΔP/ρ）與各影響因素間的關(guān)系1）影響因素物性：ρ，μ設(shè)備：l，d，ε操作：u（p,Z）2）量綱分析ρ[ML-3]，μ[ML-1T-1]，l[L]，d[L]，ε[L]，u[LT-1]，hf[L2T-2]3）選基本變量（獨立，含M，L，T）ρ，d，u（ρ，l，u等組合也可以）4
3、）無量綱化非基本變量μ：π1＝μρaubdc[M0L0T0]=[ML-1T-1][ML-3]a[LT-1]b[L]c?a=-1,b=-1,c=-1變換形式后得：π1＝ρud/μl:π2＝l/dε:π3＝ε/dhf:π4＝hf/u25）原函數(shù)無量綱化6）實驗?zāi)Σ料禂?shù)：層流圓直管（Re<2000）：λ=φ（Re）即λ=64/Re湍流水力學(xué)光滑管（Re>4000）：λBlasius=0.3163/Re0.25-9-湍流普通直管（4000臨界點）：λ=φ（ε/d）即2、局部阻力損失局部阻力系數(shù)：3、機(jī)械
4、能衡算方程考慮流體阻力等因素，通常管道設(shè)計液速值取1～3m/s，氣速值取10～30m/s。大多數(shù)閥門：順時針旋轉(zhuǎn)是關(guān)閉，逆時針旋轉(zhuǎn)是打開。五、實驗流程流體阻力測定實驗流程設(shè)備參數(shù)每套稍有差異，詳見具體標(biāo)示。六、實驗操作1、關(guān)閉閥門V1～V17，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥門，啟動水泵；2、打開主管路切換閥門V1～V5之一（平行開，垂直關(guān)），確定測量管路；3、打開引壓管切換閥門V6～V17對應(yīng)組（平行開，垂直關(guān)），將截面壓強引入傳感器；4、打開流量調(diào)節(jié)閥門，進(jìn)行主管路排氣，然后關(guān)閉該閥門；5、打開壓差傳感器排氣閥門，進(jìn)行測壓管路排氣，然后關(guān)閉該閥門；6、檢查壓差傳感器數(shù)值
5、回零，說明罐內(nèi)液體連續(xù)，否則重復(fù)4～6步；7、確定量程，實驗布點，改變水流量測數(shù)據(jù)；8、所有參數(shù)在儀表柜集中顯示，水流量/m3?h-1，壓降/kPa，溫度/℃；9、其它湍流直管或管道局部，實驗方法同上；10、層流實驗水流量由量筒和秒表測出，Δp取Δt內(nèi)的平均值；11、測完所有數(shù)據(jù)，停泵，開傳感器排氣閥，關(guān)閉閥門V1～V17和流量調(diào)節(jié)閥；12、檢查數(shù)據(jù)，整理好儀器設(shè)備，實驗結(jié)束。七、數(shù)據(jù)處理-9-不銹鋼管l/md/mm壓降修正/kpa 1.521.5-0.01 水溫度/℃黏度μ密度ρ/kg?m3 25.80.8771000 水流量/m3?h-1壓降/kpa雷
6、諾數(shù)Re摩擦阻力系數(shù)λ理論λ0.360.126752.6003940.0491197540.0348924470.450.148440.7504930.0362730490.0329992390.670.312567.339620.0338165980.0298736550.840.4415756.067590.0312299850.0282317131.050.6519695.084480.0293145460.0266999061.230.8623071.384680.0281596250.025664381.61.3230011.557310.025
7、4407260.0240312892.011.9337702.018870.0235140510.0226990692.61348956.352860.0216373120.0212640963.24.2560023.114620.0203717090.0202078244.146.4877654.904530.0185422250.01894772計算方法：計算ReRe=ρdu/μ，其中u=q/A=q/(πd2/4)，代入化簡得Re=4ρq/（πμd）其中ρ為水的密度，d為管的直徑，μ為水的黏度，q為水流量計算實際λ計算理論λλ=0.3163/Re0.2
8、5以第一組數(shù)據(jù)為例，計算過程如下：t水=25.8℃，查表得ρ=10
