化工原理实验..pptx

化工原理基本实验讲师：陈研1. 流体阻力测定实验实验目的：学习直管摩擦阻力△Pf、直管摩擦系数λ的测定方法。掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re之间关系及其变化规律。学习压差和流量流速的测量方法。掌握对数坐标系的使用方法。实验内容：测定既定管路内流体流动的摩擦阻力和直管摩擦系数λ测定既定管路内流体流动的直管摩擦系数λ与雷诺数Re的对应数据，并在对数坐标纸上绘制λ与Re的关系曲线。求出λ-Re关系式，并与理论公式比较 该公式层流与湍流均适用； 注意 与 的区别。压力损失：压头损失：Pam实验原理：——直管阻力通式（范宁Fanning公式） 其它形式： J/kg压强降的概念定义：单位体积流体流动产生的能量损失称为流动阻力引起的压强降，即 特别强调，与伯努利方程中两截面的压强差是两个截然不同的概念。 在一般情况下，Δp与Δpf在数值上不相等，即只有当流体在一段既无外功加入、直径又相同的水平管内流动时，才能得出两截面间的压强差Δp与压强降Δpf在绝对数值上相等。式中：Δpf —— 直管阻力损失，Pa；l—— 管段长度，m；d —— 管径，m；ρ —— 流体的密度，kg/m3;u —— 管内平均流速，m/s；λ —— 摩擦系数普通 U 管压差计 pa = p1 + r g (H + R) pa = pb pb = p2 + r g H + r0 g Ru 要求：⑴ 指示剂密度ρ0 被测流体密度ρ ⑵ 指示剂与被测流体不发生化学反应，且不互溶。p1 p2 p0 p0 ? H 由指示液高度差 R 计算压差若被测流体为气体，其密度较指示液密度小得多，上式可简化为 R b a ?0 层流过渡区湍流区（图中红色虚线上方为完全湍流区）0.100.080.070.050.040.060.030.050.020.0150.040.01摩擦因数 λ0.0060.030.004相对粗糙度0.0020.020.0010.00060.00040.0002光滑管0.00010.000050.010.008246246246246246103104105106107108雷诺准数Re图1-27摩擦因数λ与Re 、 ε/d的关系曲线莫狄（Moody）摩擦因数图：以 Re 和 ε / d 为参数，在双对数坐标中标绘测定的摩擦系数λ值 对摩擦因数图应掌握好“二线三区” （1） Re≤2000为层流区，λ与ε/d无关，和Re成直线关系 （2） Re=2000~4000为过渡区，在此区域内，流体的流型可能是层流，也可能是湍流，视外界条件而定，为安全起见，对流动阻力计算，一般将湍流时的λ~ Re曲线延伸查取λ的值。 （3） Re≥4000及虚线以下和光滑管λ~ Re曲线以上的区域为湍流粗糙管区。在这个区域内，管内流型为湍流， λ=f ( Re, ε/d)。 ε/d 一定， Re↑，λ↓ ； Re一定， ε/d ↑，λ ↑。光滑管，柏拉修斯公式适用范围 （4） Re≥4000时的最下面一条λ~ Re曲线为湍流光滑管区，管内流型为湍流， ε≈ 0， λ=f(Re)。当Re=5000~100000时， λ=0.3164/ Re0.25。 （5） 虚线以上的区域为完全湍流区，λ~ Re曲线近似水平， λ与Re无关，只与ε/d有关。对于一定管道， ε/d为定值， λ=常数，由范宁公式，可知报告内容：自制ppt，时间不超过15分钟。报告分为三个部分: 1、实验原理和设备 2、实验操作讲解 3、实验结果分析（绘制曲线，找出关系式，对比理论公式，分析原因）回答以下问题：为了使实验数据点在曲线上尽可能均匀分布，为此实验中压力差的读数应怎样选取？ 本实验以水为工作介质，做出λ-Re曲线，是否适用于其他流体，为什么？2. 离心泵性能测定实验实验目的：熟悉离心泵的结构与操作方法，了解泵的结构组成及特性。掌握离心泵特性曲线的测定方法、表示方法、加深对离心泵性能的了解。实验内容：熟悉离心泵的结构与操作。测定某型号离心泵在一定转速下，Q（流量）与H（扬程）N（轴功率），η（效率）之间的特性曲线实验原理：离心泵的 H、η、N 都与离心泵的 Q 有关，它们之间的关系由确定离心泵压头的实验来测定，实验测出的一组关系曲线： H～Q 、η～Q 、 N～Q ——离心泵的特性曲线 注意：特性曲线随转速而变,图上需标出测定是的转速。各种型号的离心泵都有本身独自的特性曲线，但形状基本相似，具有共同的特点 测定条件：固定转速， 20?C清水(1) 求扬程 HeHf,入-出 可忽略出入管径相同，因此 u出 = u入已知 Z出-Z入 = 0.4 m(2) 求效率 η式中：Q－ 流量，m3／s； H－ 压头，m； ρ－ 被输送液体密度，kg／m3； N－ 泵的轴功率，W。报告内