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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阻力测定实验报告(共9篇)流体流动阻力的测定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
2、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：?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
3、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
4、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
5、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
6、：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
7、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
8、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，lL，dL，L，uLT-1，hfL2T-23）选基本变
9、量d，u，4）无量纲化非基本变量：1aubdcM0L0T0=ML-1T-1ML-3aLT-1bLc?a=-1,b=-1,c=-1变换形式后得：1ud/l:2l/d:3/dhf:4hf/u25）原函数无量纲化?hfdu?l?0F?,?u2?dd?6）实验hf?du?lu2lu2?,d?d?2?d?2?摩擦系数：?Re,?d?层流圆直管：=即=64/Re湍流水力学光滑管：=/Re2?湍流普通直管：=即1?2log?dRe?2?湍流普通直管：=即1?2log?d?2、局部阻力损失函数u2局部阻力系数：?hf?2?考虑流体阻力等因素，通常管道设计液速值取13m/s，气速值取1030m/s。大多数阀门：
10、顺时针旋转是关闭，逆时针旋转是打开。四、实验流程层流管：d?，l?；突然扩大管：d1?,l1?140mm；粗糙管：d?,l?；光滑管：d?,l?。操作装置图如下：五、实验操作1、关闭流量调节阀门，启动水泵；2、调整阀门V1V5开关，确定测量管路；3、打开对应引压管切换阀门和压差传感器阀门，进行主管路、测压管路排气；4、排气结束，关闭传感器阀门，检查其数值回零，否则继续排气；5、确定量程，布点，改变水流量测多组数据；3-16、所有参数在仪表柜集中显示，水流量/m?h，压降/kPa，温度/；7、层流实验水流量由量筒和秒表测出；8、测完所有数据，停泵，开传感器排气阀，关闭切换阀门；9、检查数据，整理
11、好仪器设备，实验结束。六、实验数据处理原始数据如下表：数据计算示例：1、光滑管：近似取T=时水的密度?/m以光滑管第一组数据为例：3，粘度?s?/m3,qv?/h,?p?,d?,l?u?4qv4?/3600?/s?du?1000Re?10?32d?p2?l?1000?Blasius关系式求得?/?/?2、粗糙管：以粗糙管第一组数据为例：qv?/h,?p?10468Pa,d?,l?du?,?u?4qv2?4?/3600Re?/s2?3?10?2d?p2?10468?22l?3、突然扩大管：以第一组数据为例：qv?/h,?p?,d1?,d2?,摘要：本实验通过测定流体在不同管路中流动时的流量qv、
12、测压点之间的压强差P，结合已知的管路的内径、长度等数据，应用机械能守恒式算出不同管路的Re变化关系及突然扩大管的?-Re关系。从实验数据分析可知，光滑管、粗糙管的摩擦阻力系数随Re增大而减小，并且光滑管的摩擦阻力系数较好地满足Blasuis关系式：?。突然扩大管的局部阻力系数随Re的变化而变化。一、目的及任务掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法。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。验证湍流区内摩擦系数为雷诺数Re和相对粗糙度的函数。将所得光滑管-Re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
13、摩擦阻力；流体在流过突然扩大、弯头等管件时，由于流体运动的速度和方向突然变化，产生局部阻力。影响流体阻力的因素较多，在工程上通常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，流体流经处的几何尺寸以及流动状态相关，可表示为：p=?(d,l,u,)引入下列无量纲数群。雷诺数Re?相对粗糙度管子长径比从而得到lddu?d?(du?l,)?dd?p?u2令?(Re,)d?p?ld?(Re,?ud)22可得到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法直接测定。hf?p?ld?u22式中hf直管阻力，J/kg；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
