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：      2010  

姓    名：            

同 组 人： 

实验日期：      2012.10.10         

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，以及测定已知长度和管径d的光滑直管和粗糙直管间的压差，根据公式，其中为实验温度下流体的密度；流体流速，以及雷诺数（为实验温度下流体粘度），得出湍流区光滑直管和粗糙直管在不同Re下的λ值，通过作双对数坐标图，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λ为雷诺数Re和相对粗糙度ε/d的函数。由公式可求出突然扩大管的局部阻力系数，以及由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ε/d

…… …… 余下全文

摘要：

本实验通过测定流体在不同管路中流动时的流量qv、测压点之间的压强差ΔP，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λ‐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

①掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法。

②测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管和阀门的局部阻力系数ξ。

③验证湍流区内摩擦系数λ为雷诺数Re和相对粗糙度的函数。

④将所得光滑管λ-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=?(,,,ρ, μ, ε)

引入下列无量纲数群。

雷诺数

相对粗糙度

管子长径比

从而得到

令

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。

式中

——直管阻力，J/kg；

——被测管长，m；

——被测管内径，m；

——平均流速，m/s；

——摩擦阻力系数。

当流体在一管径为的圆形管中流动时，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。改变流速科测出不同Re下的摩擦阻力系数，这样就可得到某一相对粗糙度下的λ-Re关系。

…… …… 余下全文

                          流体流动阻力系数的测定实验报告

一、实验目的：

1、  掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法。

2、  测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管和阀门的局部阻力系数ξ。

3、  验证湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺系数Re和相对粗糙度的函数。

4、  将所得光滑管的λ—Re方程与Blasius方程相比较。

二、实验器材：

         流体阻力实验装置一套

三、实验原理：

1、  直管摩擦阻力

不可压缩流体（如水），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有关，可表示为

△P=f (d, l, u,ρ,μ,ε)

                 引入下列无量纲数群。

                                    雷诺数  Re=duρ/μ

…… …… 余下全文

  实验报告

课程名称：  过程工程原理实验（乙） 指导老师：              成绩：__________________

实验名称：  流体力学综合实验——流体流动阻力的测定  同组学生姓名：            

实验类型：   流体力学实验  

一、实验目的和要求（必填）                         二、实验内容和原理（必填）

三、实验材料与试剂（必填）              四、实验器材与仪器（必填）                 

五、操作方法和实验步骤（必填）          六、实验数据记录和处理          

…… …… 余下全文

 单相流动阻力测定实验

一、实验目的

  1. 了解流体流动阻力的测定原理及方法；

  2. 测定流体流过直管时的摩擦阻力,并确定摩擦系数与雷诺数的关系；

  3. 测定流体流过管件时的局部阻力,并求出阻力系数；

  4. 了解与本实验有关的各种流量测量仪表、压差测量仪表的结构特点和安装方式，掌握其测量原理、学会正确使用。

二、实验原理

流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起压强损耗。这种损耗包括流体经过直管的沿程阻力以及因流体运动方向改变或因管子大小形状改变所引起的局部阻力。

1.沿程阻力

流体在水平均匀管道中稳定流动时，由截面1到截面2，阻力损失表现在压强的降低。

影响阻力损失的因素十分复杂，目前尚不能用理论方法求解，必须通过实验研究其规律。为了减少实验工作量，扩大实验结果的应用范围，可采用因次分析法将各变量综合成准数关系式。

影响阻力损失的诸因素由：

（1）流体性质：密度，粘度；

（2）管路的几何尺寸：管径，管长，管壁粗糙度；

（3）流动条件：流速。

2.局部阻力

局部阻力通常有两种表示方法，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，相当于流体通过与其具有相同管径的若干米长度的直管阻力损失，这个直管长度称为当量长度。

（2）阻力系数法

流体通过某一管件或阀门的阻力损失用流体在管路中的动能系数来表示。由于管件两侧距测压孔间的直管长度很短，引起的摩擦阻力与局部阻力相比，可以忽略不计，因此动能系数之值可应用伯努利方程由压差计读数求出。

三、实验设备的功能与特点

    本实验装置可用于实验教学和科研。利用该实验装置，可学习和掌握光滑直管、粗糙直管的阻力系数与雷诺准数的测量方法；也可学习局部阻力的测量方法；学习几种压差测量方法；加深对流体流动阻力概念的理解。

…… …… 余下全文

流体流动阻力测定实验

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一般实验方法。

2．测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系，验证在一般湍流区内 λ 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ξ。

4．学会倒U形压差计和涡轮流量计的使用方法。

5．识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。

二、基本原理

流体通过由直管、管件（如三通和弯头等）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λ的测定

流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：

即，                    

式中： λ —直管阻力摩擦系数，无因次；

d —直管内径，m；

—流体流经l米直管的压力降，Pa；

h_f—单位质量流体流经l米直管的机械能损失，J/kg；

ρ —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。

滞流（层流）时，

式中：Re —雷诺准数，无因次；

μ —流体粘度，kg/(m·s)。

湍流时λ是雷诺准数Re和相对粗糙度（ε/d）的函数，须由实验确定。

由式（2）可知，欲测定λ，需确定l、d，测定、u、ρ、μ等参数。 l、d为装置参数（装置参数表格中给出）， ρ、μ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。

…… …… 余下全文