流体阻力的测定注意事项Precautions.ppt

1 1 化工基础实验教学中心 化工原理实验 实验三：流体阻力的测定 实验目的（Objectives） 1 实验原理（Theory） 2 实验仪器及装置（Equipment） 3 注意事项（Precautions） 5 实验方法及步骤（Procedure） 4 思考题（Questions） 7 报告要求（Reports） 6 一、实验目的(Objectives) 1.掌握流体流经直管和管阀件时阻力损失的测定方法。 2.测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系，将所得的 λ～Re方程与公认经验关系比较。 3.测定流体流经闸阀等管件时的局部阻力系数ξ。 4.学会压差计和流量计的使用方法。 5.观察组成管路的各种管件、阀件，并了解其作用。 实验三：流体阻力的测定 二、实验原理(Theory) 实验三：流体阻力的测定 由于流体具有粘性，当在管内流动时，必须克服内摩擦力而损耗流体能量，当流体呈湍流流动时，质点间不断相互碰撞，引起质点间动量交换，从而产生了湍动阻力，也消耗了流体能量。流体的粘性和流体的涡流产生了流体流动的阻力。 在被测直管段的两取压口之间列出柏努力方程，可得: 实验三：流体阻力的测定 二、实验原理(Theory) 由于流体在管径不变的水平管道内流动，则其在圆形直管内的流动阻力，可用下式表示: 其中:L为两测压点间直管长度(m); d为直管内径(m); λ为摩擦阻力系数; u为流体流速(m/s); △p为直管阻力引起的压降(pa); hf为流体通过直管的阻力(J/kg)。 二、实验原理(Theory) 实验三：流体阻力的测定 整理得: 摩擦系数是一个受多种因素影响的变量，其规律与流体流动类型密切相关。流体流动类型通过雷诺数的数值范围表示: 其中: μ为流体粘度(pa?s); ρ为流体密度(kg/m3)。 二、实验原理(Theory) 实验三：流体阻力的测定 局部阻力有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。 (1)当量长度法 流体流过某管件或阀门时，因局部阻力造成的损失，相当于流体流过与其具有相当管径长度的直管阻力损失，这个直管长度称为当量长度，用符号le表示。这样就可以用直管阻力的公式来计算局部阻力损失则流体在管路中流动时的总阻力损失为: 二、实验原理(Theory) 实验三：流体阻力的测定 (2)阻力系数法 流体通过某一管件或阀门时的阻力损失用流体在管路小的动能系数来表示，这种计算局部阻力的方法，称为阻力系数法。即 由于管件两侧距测压孔问的直管长度很短。引起的摩擦阻力与局部阻力相比，可以忽略不计。因此hf之值可应用柏努利方程求取。 实验三：流体阻力的测定 三、实验仪器及装置(Equipment) 实验装置下图1-1所示。从上向下第一根为不锈钢光滑管，第二根为镀锌铁管，分别用于光滑管和粗糙管湍流流体流动阻力的测定。第三根为不锈钢管，其上装有待测管件(闸阀)，用于局部阻力的测定。 表1-1 装置参数 名称 材质 管内径 测试段长度 光滑管 不锈钢食品管 27 mm 1.5 m 粗糙管 镀锌铁管 27 mm 1.5 m 局部阻力 闸阀 25 mm 1.5 m 实验三：流体阻力的测定 三、实验仪器及装置(Equipment) 图1-1实验装置流程图 实验三：流体阻力的测定 三、实验仪器及装置(Equipment) 流程图中数字含义如下： 1-底阀 2-移动框架 3-离心泵 4-转速传感器 5-倒U型压差计 6-涡轮流量计 7-离心泵流量调节阀1 8-阀2 9-阀3 10-阀4 11-阀5 12-均压环 13-光滑管 14-粗糙管 15-局部阻力阀 16-压力表 17-阻力流量调节阀6 18-温度计 19-真空表 20-泵灌水口 21-排水口（关） 22-灌水阀 23-放水阀 实验三：流体阻力的测定 三、实验仪器及装置(Equipment) 1-离心泵电源切换开关 2-变频器电源开关 3-仪表电源开关 4-指示灯 5-流量手自动控制仪 6-显示仪表 7-带漏电保护空气开关 8-总电源指示灯 9-智能流量积算变送仪 10-功率测量显示仪 11-离心泵启动按钮 12-离心泵停止