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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划流体管内流动阻力测定实验报告实验一流体流动阻力的测定摘要：通过实验测定流体在光滑管、粗糙管、层流管中流动时，借助于伯努利方程计算摩擦阻力系数和雷诺数之间的关系，并与理论值相比较。同时以实验手段计算突然扩大处的局部阻力，并对以上数据加以分析，得出结论。一、目的及任务1.掌握测定流体流动阻力的实验的一般实验方法。2.测定直管的摩擦阻力系数?及突然扩大管和阀门的局部阻力系数?。3.测定层流管的摩擦阻力。4.验证湍流区内摩擦阻力系数?与雷诺数Re和相对粗糙度的函数。5.将所得的光滑管的?-R
2、e方程与Blasius方程相比较。二、基本原理1.直管摩擦阻力不可压缩流体，在圆形直管中做稳定流动时，由于黏性和涡流的作用产生摩擦阻力；流体在突然扩大、弯头等管件时，由于流体运动速度和方向的突然变化，产生局部阻力。影响流体阻力的因素较多，在工程上采用量纲分析方法简化实验，得到在一定条件下具有普遍意义的结果，其方法如下。流体流动阻力与流体的性质，流体流经处几何尺寸以及流动状态有光，可表示为?p=f引入下列无量纲数群雷诺数Re=du?dl管子的长径比d相对粗糙度从而得到?pdu?l?(,)?dd?u2令?=?d?pl?u2?(Re,)?dd2可得摩擦阻力系数与压头损失之间的关系，这种关系可用实验方
3、法直接测定。lu2hf?d2?p式中hf直管阻力，J/Kg；l被测管长，m；d被测管内径，m；u平均流速，m/s；?摩擦阻力系数。当流体在一管径为d的圆形管中流动时，选取两个截面，用U形压差计测出这两个截面间的静压强差，即为流体流过两截面间的流动阻力。根据伯努利方程找出静压强差和摩擦阻力系数的关系式，即可求出摩擦阻力系数。改变流速可测出不同Re下的摩擦阻力系数，这样就可得出某一相对粗糙度下管子的?-Re关系。湍流区的摩擦阻力系数在湍流区内?=f。对于光滑管，大量实验证明，当Re在3?1010范围内，d?=/?与Re的关系遵循Blasius关系式，即对于粗糙管，?与Re的关系均以图来表示。层流的
4、摩擦阻力系数?2.局部阻力64Reu2hf?2式中，?为局部阻力系数，其与流体流过的几何形状及流体的Re有关，当Re大到一定值后，?与Re无关，成为定值。三、装置与流程本实验管道水平安装，实验用水循环使用。其中，1管为层流管，管内径，两测压点之间距离为1m；2管为内径的不锈钢管，两测压点之间距离为；3管为内径的镀锌钢管，直管阻力两测压点之间距离为；4管为突然扩大管，管子由内径扩大到内径为；测压计统一使用电子测压计；一组切换阀；总管安装流量计。四、操作要点1.启动离心泵，打开被测管线上的开关阀及面板上与其相应的切换阀，关闭其他的开关阀和切换阀，保证测压点一一对应。2.系统要排净气体使流体连续流动
5、。设备和测压线中的气体都要排尽，检验是否排尽的方法是当流量为0时，观察流量计是否为零。3.读取数据时，应注意稳定后再读数。测定直管摩擦阻力时，流量由大到小，充分利用面板量程测量10组数据，然后再由小到大测取几组数据以检查数据的重复性。测定突然扩大管时，测取3组数据。层流管的流量用秒表与量筒测取。4.测完一根管的数据后，应将流量调节阀关闭，观察流量计是否为零，是才能更换另一条管路，否则数据全部失效。同时要了解各种阀门的特点，学会使用阀门，注意阀门的切换，同时要关严，防止内漏。五、实验数据及处理以第一组为例。在整个过程中，取温度平均值T=并视为不变，由此查表用内插法求得=/m3，=。ou=qv12
6、?d4=?=/sRe=?=?3?10?plu2根据伯努利方程：?d2求得?p?2?根据Blasius关系式：?=/=/()=?计算-?理论?100%?%偏差=?100%?理论分析结论：由图可以看出，光滑管中随雷诺数的增大而减小。实验测定值和理论值偏差不是很大。以第一组为例。在整个过程中，取温度平均值T=并视为不变，由此查表用内插法求得o=/m3，=。qvu=/s121?d?=?=?3?10?plu2根据伯努利方程：?d2求得?p?2?分析结论：由图可以看出，无论光滑管还是粗糙管，其摩擦阻力系数都随雷诺数的增大而减小。并且，同一雷诺数时，相对粗糙度越小所对应的摩擦阻力系数也越小。流体流动阻力的测
7、定XX2761王晓鸽一、实验目的1.掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的实验方法。2.测定直管摩擦系数与雷诺准数Re的关系，验证在一般湍流区与Re的关系曲线。3.测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数。4.学会流量计和压差计的使用方法。5.识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。二、实验原理流体通过由直管、管件和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定的机械能。流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。1直管阻力摩擦系数的测定流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为
8、：?pfp1?p2lu2hf=即，2d?pf=式中：直管阻力摩擦系数，无因次；d直管内径，m；?pf流体流经l米直管的压力降，Pa；hf单位质量流体流经l米直管的机械能损失，J/kg；流体密度，kg/m3；l直管长度，m；u流体在管内流动的平均流速，m/s。层流流时，64=湍流时是雷诺准数Re和相对粗糙度(/d)的函数，须由实验确定。欲测定，需确定l、d，测定?pf、u、等参数。l、d为装置参数，、通过测定流体温度，再查有关手册而得，u通过测定流体流量，再由管径计算得到。?pf可用U型管、倒置U型管、测压直管等液柱压差计测定，或采用差压变送器和二次仪表显示。求取Re和后，再将Re和标绘在双对数
9、坐标图上。2局部阻力系数的测定局部阻力损失通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。本实验采用阻力系数法。流体通过某一管件或阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数，局部阻力的这种计算方法，称为阻力系数法。即：fhf=因此，2?pf=式中：局部阻力系数，无因次；?pf局部阻力压强降，Pa；流体密度，kg/m3；u流体在管内流动的平均流速，m/s。根据连接阀门两端管径d，流体密度0，流体温度t0，及实验时测定的流量Q、压差计读数，求取阀门的局部阻力系数。三、实验内容1.根据粗糙管实验结果，在双对数坐标纸上标绘出Re曲线，对照化工原理教材上有关曲线图，即可估算出该管的相对
10、粗糙度和绝对粗糙度。2.根据光滑管实验结果，对照柏拉修斯方程，计算其误差。3.测定闸阀在不同开度时的阻力系数。4.对实验结果进行分析讨论。四、实验装置与流程1.实验装置流程图流体流动阻力测定实验装置流程示意图1水箱；2管道泵；3涡轮流量计；4进口阀；5均压阀；6闸阀；7引压阀；8压力变送器；9出口阀；10排水阀；11电气控制箱2.实验流程实验对象部分是由贮水箱，离心泵，不同管径、材质的水管，各种阀门、管件，涡轮流量计和倒U型压差计等所组成的。管路部分有三段并联的长直管，分别为用于测定局部阻力系数，光滑管直管阻力系数和粗糙管直管阻力系数。测定局部阻力部分使用不锈钢管，其上装有待测管件(闸阀)；光
11、滑管直管阻力的测定同样使用内壁光滑的不锈钢管，而粗糙管直管阻力的测定对象为管道内壁较粗糙的镀锌管。水的流量使用涡轮流量计测量，管路和管件的阻力采用差压变送器将差压信号传递给无纸记录仪。3.设备的主要技术参数测光滑直管段：管径d=m，测压点间距离L=m，材料为不锈钢。被测粗糙直管段：管径d=m，测压点间距离L=m，材料为镀锌铁。被测局部阻力直管段：管径d=m,长度m。压差传感器：型号为3351DP4E22B3，测量范围为015kPa。离心泵：型号为MS60/37SS，流量为m3/h，扬程为m，电机功率为370W，转速2850rpm。涡轮流量计：型号为LWGY20。五、实验步骤1.检查储水槽内水位
12、是否正常，若缺水须加水至满，实验中注意保持水体清洁。2.检查所有阀门并将阀门关紧。3.打开总电源和仪表开关，启动水泵至自动档，待电机转动平稳后，把出口阀开到最大。4.排气：选择实验管路，把对应的进口阀，引压阀和差压变送器8的两个阀门打开，并在出口阀最大开度下，保持全流量流动5min左右，直至连接差压变送器的透明管路内气泡为止。5.关闭差压变送器8的两个阀门，在计算机监控界面点击该对应管路，则差压变送器开始检测该管路压差。北京化工大学化工原理实验报告实验名称：流体流动阻力测定班级：化工10学号：姓名：同组人：实验日期：流体阻力实验一、摘要通过测定不同阀门开度下的流体流量qv，以及测定已知长度l和
13、管径d的光滑直管和粗糙直管间的压差?p，根据公式?2d?p，其中?为实验温度下流体的密度；流体流速l?u2u?4qv，以及雷诺数Re?du?，得出湍流区光滑直管和粗糙2?d?直管在不同Re下的值，通过作?Re双对数坐标图，可以得出两者的关系曲线，以及和光滑管遵循的Blasius关系式比较关系，并验证了湍流区内摩擦阻力系数为雷诺数Re和相对粗糙度/d的函数。由公式?1?2u2?2?p?可求出突然扩大管的局部阻力系数，以及由1u64求出层流时的摩擦阻力系数?，再和雷诺数Re作图得出层流管?Re?Re关系曲线。关键词：摩擦阻力系数局部阻力系数雷诺数Re相对粗糙度/d二、实验目的1、掌握测定流体流动阻力实验的一般试验方法；2、测定直管的摩擦阻力系数及突然扩大管的局部阻力系数；3、测定层流管的摩擦阻力系数；4、验证湍流区内摩擦阻力系数为雷诺数Re和相对粗糙度/d的函数；5、将所得光滑管的-Re方程与Blasius方程相比较。三、实验原理1、直管阻力损失函数：f=0应用量纲分析法寻找hf与各影响因素间的关系1）影响因素物性：，设备：l，d，操作：u2）量纲分析ML-3，ML-1T-1，
