实验一实验一 流体在圆直管内流动的摩擦系数测定实验流体在圆直管内流动的摩擦系数测定实验一、实验目的一、实验目的1.掌握流体流过光滑管（塑料管） 、粗糙管（钢管）时直管阻力摩擦系数的测定方法；2.熟悉实验装置中所采用的流量计、压差计的构造及其使用方法；、3.学习化工数据处理中常用的对数坐标纸的用法二、实验原理二、实验原理流体在管内流动时，由于流体粘性及涡流的影响，将产生摩擦阻力，其表现为流体沿途的压力降（-△pf） ，可用 Fanning 公式表示：据因此分析原理知道与 Fanning 公式比较，可得摩擦系数关联式：层流时 光滑管湍流时 各式中符号表示：－△Pf ——以压降表示的流动阻力，PaL——管长，md——管径，mu——流体在管内平均速度，m/sρ——流体密度，kg/m3μ——流体粘度，Ns/m2λ——摩擦系数，无因次三、实验装置三、实验装置1、实验装置结构及流程可参见实验仿真流体摩擦系数测定实验界面图2、实验装置采用倒 U 形管压差计，用水指示液测定管内压差3、按流量大小分别采用两个转子流量计测定管内流体流量四、实验方法四、实验方法1.首先熟悉实验原理和装置结构及其流程。
2.正确操作顺序：①打开水槽注水阀，将水槽注满水，关闭注水阀门（不关也无妨） ；②启动离心泵，打开出口阀门（在转子流量计下面） ；③点击按钮，调入原始数据记录表；④在整个流量范围内（从 0~7.5m3/h）分为 10 个以上测点，分别应两个转子流量计调节流量，在每一个测点处，按动按钮，进入数据处理环境处理结果数据表、曲线及其回归方程式5 5、、实验结果实验结果1、 PCE-ES 处理结果：各管中 λ 与 Re 的关联式：（1）钢管： λ=0.174977Re^-0.172318（2）塑料管：λ=0.321752Re^-0.2539792、Excel 数据处理结果：流体在圆直管内流动的摩擦系数测定塑料管：y = -0.2534x - 0.495 R2 = 1钢管：y = -0.1725x - 0.7563 R2 = 1-1.8-1.7-1.6-1.5-1.4-1.3-1.2-1.1-123456lgRElgλ塑料管 钢管 线性 (塑料管) 线性 (钢管)6 6、、思考题思考题1、是否在任何管路中，摩擦系数随着流量增大而增大；摩擦系数随着流量减小而减小？为什么？答：根据实验结果可知，摩擦系数与雷诺数呈反比关系，且根据公式 Re=luρ/μ 可知，雷诺数与流速呈反比（即与流量呈反比） ，故可得结论：在任何管路中，摩擦系数随着流量增大而增大；摩擦系数随着流量减小而减小。
2、为什么流体在钢管内的摩擦系数比在塑料管内的大？答：流体在钢管内的摩擦系数比在塑料管内的大，与其材质粗糙程度有关系7 7、、参考文献参考文献李云飞，葛克山，食品工程原理[M].出版地点：中国农业大学出版社，2002.7。