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1、化工基础实验报告实验名称班级姓名学号成绩实验时间同组成员、 实验预习1. 实验目的(1) 测定湍流状态光滑管、粗糙管的入随Re变化关系；(2) 测定湍流状态突扩管、截止阀、球阀的Z值；(3) 测定层流状态直管道的入随Re变化关系；(4) 测定单级离心泵在一定转速下的特性曲线；(5) 测定单级离心泵出口阀开度一定时的管路特性曲线(6) 测定孔板流量计的孔流系数C0随Re变化关系。2. 实验原理(1) 流体阻力测定 流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的作用产生摩擦阻力；在流经弯头、阀门 等管件时，由于流体运动的速度和方向突然发生变化，产生局部阻力。这些能量损失都表现 为机械能的减少，结合因次
2、分析用hf表示如下：直管流体阻力：gZu2gZu22九丄u2管道局部阻力：gZu2gZu2-2u2式中：久直管摩擦阻力系数，入=F (Re, /d)Z管道局部阻力系数，z= F (Re,形状) 对水力学光滑管道：入=O.3163/Reo.25对层流管道：入=F (Re)64/Re(2) 离心泵及管路特性曲线测定离心泵的性能参数取决于泵的内部结构，叶轮形式及转速。泵的性能参数扬程、轴功率、 效率随流量的变化关系，即HeQ、N轴Q、nQ称为离心泵的特性曲线。该特性曲线需 轴由实验测得，计算如下：H 二 H - H+AHmHOe 出口表压 进口表压2N = N 耳耳=0.9 x NkW轴 电 电 传
3、电NeN轴p-g- He -qvN x 1000轴Q=3600 X qm3/h管路特性是指输送流体时，管路需要的能量H (即从A到B流体机械能的差值+阻力损 失)随流量Q的变化关系。本实验中任何一个流量点都是工作点，管路需要的能量与泵提 供给管路的能量平衡相等，计算H的方法同He：H = H = H- H+AH mHOe 出口表压 进口表压2虽然计算方法相同，但二者操作截然不同。测量He时，需要固定转速，通过调节阀门 改变流量；测量H时，管路要求固定不动，因此只能通过改变泵的转速来改变流量。（3） 孔板流量计标定孔板流量计制造方便，不易堵塞，在生产中使用广泛。其流量计算公式为：m3/s式中：A
4、0孔口面积；c0孔流系数，受雷诺数、孔口与管道面积比影响，通过实验求得; AP孔板前后压强差，Pa。3. 流程装置图 1、流体阻力实验流程1、水箱 2、离心泵 3、涡轮流量计 4、层流水槽 5、层流管 6、截止阀 7、球阀8、光滑管 9、粗糙管 10、突扩管 11、孔板流量计 12、流量调节阀装置中的有关尺寸：光滑管（不锈钢管）l=1.5m, d=0.021m；i粗糙管（镀锌钢管）l=1.5m, d=0.023m；i层流管 l=1.2m， d=0.003m；i截止阀与球阀d=0.021m；i突然扩大 d =0.016m， d =0.042m；小大离心泵进出口压力表表心垂直距 AH=0.25m；
5、孔板孔 口面积 A0=4.52XlO-4m2。安装管道 d=0.026m，m=0.854. 实验步骤(1) 测定湍流状态光滑管、粗糙管的入随Re变化关系。先将光滑管段的球阀打开，其他管的球阀全部关闭。将光滑管压力测量管的阀门开启， 将流量调节阀从小到大调节，分别测量不同流量下的压力降即可。完成后将流量调节阀重 新调小，关闭光滑管段的阀门。流量范围1.06.0m3/h，测量10个点再将粗糙管段的球阀打开，重复上述测量步骤。(2) 测定湍流状态突扩管、截止阀、球阀的Z值；类似( 1)(3) 测定层流状态直管道的入随Re变化关系根据实验条件，计算满足层流条件(Re2000)时，流量应满足的条件。实验
6、时，将 层流段的阀门打开，监控管出口的流量以保证满足层流条件。用类似前面的方法测定不同 流量下的压力降即可。(4) 测定单级离心泵在一定转速下的特性曲线 将某一段管路的阀门全部开启，固定泵转速不变，调节流量调节阀改变流量，测定泵两侧的表压，总电功，流量。(5) 测定单级离心泵出口阀开度一定时的管路特性曲线将某一段管路的阀门全部开启，固定流量调节阀不变，调节泵转速改变流量，测定泵 两侧的表压。(6) 测定孔板流量计的的孔流系数C0随Re变化关系 打开孔板流量计段的阀门，调节流量调节阀，测定不同流量下半空流量计两侧的压力降。5. 注意事项1. 测定实验数据前，务必排净管路系统中的空气。2. 测定直
7、管湍流状态的阻力时，流量最好在0.87m3/h之间,以保证涡轮流量计的测量精 度。3. 注意不要超过压力传感器测量上限。4. 不得急速开关阀门，以防损坏设备。6. 预习思考题1. 启动离心泵要注意哪几方面(离心泵启动要素)？a) 开启入口阀，使液体充满泵体，打开放空阀，将空气排净后关闭。b) 入口阀全开，出口阀全关，启动电机c) 当泵出口压力高于操作压力时，逐步打开出口阀此外还应注意安装高度停运时，应注意先将泵出口阀关闭，再停泵，防止泵倒转2. 离心泵规格参数的含义？额定流量：在最佳工作效率下，离心泵运输液体的流量，一般用q表示，单位m3/hV额定扬程：在最佳工作效率下，离心泵对单位重量液体所
8、提供的能量，用 H 表示，也称为压 头，单位 m轴功率：泵轴所需的功率，也即直接传动时，电动机给泵的功率，一般用p表示，单位为W 有效功率：指液体实际上从泵得到的功率，一般用p表示，单位为We效率：有效功率与轴功率之比，用n表示3. 如何测量管道沿程阻力、管件局部阻力？见实验步骤4. 测量管道阻力或者局部阻力时，如系统中混有气泡，会带来什么影响，如何处理？ 入系统中有气泡，会对流量、压降的测定都产生影响，一般来说，由于空气存在会增大流体 阻力，使得压降较大。实验开始前应加大水的流量，通一段时间的水，赶走气泡。5. 孔板流量计的标定，需要测取那些数据？以什么为基准？ 需要测定流量、压降、液体密度
9、、孔口面积，流量以涡轮流量计为基准，液体密度根据实验 温度查出，孔口面积已经给出。原始数据记录表1.测定湍流状态光滑管、粗糙管的入随Re变化关系 a)光滑管水温T=序号12345678910流量(m3/h)压降(kPa)b)粗糙管水温T=序号12345678910流量(m3/h)压降(kPa)2.测定湍流状态突扩管、截止阀、球阀的Z值a) 突扩管水温T=序号nPn5r67r8r9no流量(m3/h)压降(kPa)b) 截止阀水温T=序号12345678910流量(m3/h)压降(kPa)c)球阀水温T=序号12345678910流量(m3/h)压降(kPa)3.测定层流状态直管道的久随Re变化关系4. 测定单级离心泵在一定转速下的特性曲线水温 T=序号12345678910流量(m3/h)进口表压/m出口表压/m电功率/kW5. 测定单级离心泵出口阀开度一定时的管路特性曲线水温 T=序号12345678910流量(m3/h)转速/Hz进口表压/m出口表压/m6.测定孔板流量计的的孔流系数C0随Re变化关系水温 T=序号12345678910流量(m3/h)压降/kPa
