流体流动阻力测定(整理好).doc

化工原理实验报告 实验名称： 流体流动阻力的测定 实验日期： 2015.10.22 班 级： 031131 组 员：马佳 王婧 周先萍 范奇行  流体流动阻力的测定 摘要 流体阻力的大小关系到输机械的动力消耗和输送机械的选择，测定流体流动阻力对化工及相关过程工业的设计、生产和科研具有重要的意义。 实验目的 掌握测定流体流动阻力实验的一般试验方法。 测定直管的摩擦阻力系数及突然扩大管和球阀的局部阻力系数。 验证在摩擦阻力系数为雷诺数Re和相对粗糙度的函数。 实验内容 测定湍流状态下直不锈钢管的摩擦系数λ随Re的变化关系。 测定湍流状态下球阀的局部阻力系数ξ。 测定湍流状态下突扩管的局部阻力系数ξ。 将所得光滑管的λ－λ－ 装置数据 不锈钢管：L=1.500m d=21.0mm 突扩管： d1=16.0mm d2=42.0mm 球阀： d=21.0mm 实验步骤 测不锈钢管 关闭阀门，启动水泵。固定频率在25 Hz，打开不锈钢管管路的切换阀门及测压管线上的切换阀，关闭其余管路的切换阀门及测压管线上的切换阀。 确定实验管路为光滑管，打开光滑管主管路切换阀门V3以及光滑管的引压管路切换阀门和压力传感器两侧的阀门。进行主管路，测压管路的排气，大约一到两分钟时间。关闭切换阀门和压力传感器两侧的阀门，看传感器是否回零（±0.07kPa左右）。如果没有达到要求，则重复上述排气步骤。如果达到要求则可以进行测量。 实验数据测量：打开流量调节阀，由小到大改变12次流量（Remin4000，当调节流量调节阀已经不能增加流量时，可增大离心泵频率），记录水流量qV（m3·h-1）、压差传感器读数压降（kPa）、水温度t(℃)数据。测量完成后将泵的频率复原到25 Hz，并关闭流量调节阀。 突扩管和球阀 测量方法同上。测量突扩管时切换V1阀门，测球阀切换V4阀门。突扩管测量4组数据，球阀测量3组数据并记录。应注意每次测量某个管路前都应将主管及测压管线内的气体都排净。 收拾整理 全部数据测量完毕后，先关闭流量调节阀，再关闭离心泵（若为最后一组做实验，还应切断电源）。清理实验台，整理所用仪器。 原始实验数据 不锈钢管摩擦阻力实验数据 序 号 水温度 （℃） 水流量 （m3/h） 不锈钢管压降 （KPa） 雷诺数 Re 摩擦阻力系数 λ 1 26.7 0.00 -0.12 0.00 2 27.2 0.81 0.28 8526.1 0.0266 3 27.3 1.06 0.55 11157.1 0.0260 4 27.4 1.36 0.90 14315.5 0.0241 5 27.5 1.6 1.37 16841.8 0.0254 6 27.7 2.04 2.03 20103.9 0.0226 7 27.7 2.68 3.36 26411.0 0.0212 8 27.9 3.31 4.94 32679.6 0.0202 9 27 3.96 6.95 41683.4 0.0197 10 26.5 4.56 8.90 47999.0 0.0189 11 26.7 5.22 11.46 54946.3 0.0185 12 27.1 6.46 16.95 67998.6 0.0178 13 27.4 7.62 22.90 80208.9 0.0173 突然扩大管实验数据 序号 水温度 （℃） 水流量 （m3/h） 管路压降 （KPa） u1 u2 局部阻力系数 ζ 1 27.6 0.00 -0.12 0.00 0.00 2 27.8 2.28 2.30 3.15 0.46 0.49 3 28.0 3.45 5.29 4.77 0.69 0.50 4 28.1 4.03 7.32 5.57 0.81 0.50 5 28.3 5.75 15.03 7.95 1.15 0.50 球阀实验数据 序号 水温度 （℃） 水流量 （m3/h） 压降 （KPa） 流速u （m/s） 局部阻力系数 ζ 1 28.40 0.00 0.07 0.00 2 28.60 2.13 0.55 1.71 0.033 3 28.60 3.10 1.01 2.49 0.030 4 28.70 4.07 1.86 3.26 0.034 结果处理 1.不锈钢管摩擦阻力实验以第二组实验数据为例： t水=27.2℃，查表得 ρ=996.46kg/m3 黏度μ=0.8545×10-3Pa.s 不锈钢管直径: d=0.021m， 管长： l=1.5m