流体流动阻力的测定原版

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1、化工原理实验报告-----流体流动阻力的测定流体流动阻力的测定杨金金同组成员：唐世福梁燕吴少华摘要l测定层流状态下直管段的摩擦阻力系数（光滑管、粗糙管和层流管）。l测定湍流状态不同（ε/d）条件下直管段的摩擦阻力系数（突然扩大管）。l测定湍流状态下管道局部的阻力系数的局部阻力损失。l本次实验数据的处理与图形的拟合利用Matlab完成。关键词流体流动阻力雷诺数阻力系数实验数据Matlab一、实验目的1、掌握直管摩擦阻力系数的测量的一般方法；2、测定直管的摩擦阻力系数λ以及突扩管的局部阻力系数ζ；3、测定层流管的摩擦阻力4、验证湍流区内λ、Re和相对粗糙度的函数关系5、将所得光

2、滑管的方程与Blasius方程相比较。二、基本原理不可压缩流体（如水），在圆形直管中作稳定流动时，由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力；流体在流过突然扩大和弯头等管件时，由于流体运动的速度和方向突然发生变化，产生局部阻力。影响流体流动阻力的因素较多，在工程研究中，利用因次分析法简化实验，引入无因此数群雷诺数：相对粗糙度：管路长径比：可导出：这样，可通过实验方法直接测定直管摩擦阻力系数与压头损失之间的关系：因此，通过改变流体的流速可测定出不同Re下的摩擦阻力系数，即可得出一定相对粗糙度的管子的λ—Re关系。在湍流区内，λ=f（Re，ε/d），对于光滑管大量实验证明，当Re在3×1

3、03至105的范围内，λ与Re的关系遵循Blasius关系式，即：对于层流时的摩擦阻力系数，由哈根—泊谡叶公式和范宁公式，对比可得：9化工原理实验报告-----流体流动阻力的测定局部阻力：=[J/kg]三、装置和流程（手绘）四、操作步骤1、启动水泵，打开光滑管路的开关阀及压降的切换阀，关闭其它管路的开关阀和切换阀；2、排尽体系空气，使流体在管中连续流动。检验空气是否排尽的方法是看当流量为零时候U形压差计的两液面是否水平；3、调节倒U型压差计阀门1、2、3、4、5的开关，使引压管线内流体连续、液柱等高；4、打开流量调节阀，由大到小改变10次流量（Remin＞4000）,记录光

4、滑管压降、孔板压降数据；5、完成10组数据测量后，验证其中两组数据，确保无误后，关闭该组阀门；6、测量粗糙管（10组）、突然扩大管（6组）数据时，方法及操作同上；7、测量层流管压降时，首先连通阀门6、7、8、9、10所在任意一条回流管线，其次打开进入高位水灌的上水阀门11，关闭出口流量调节阀16；8、当高位水灌有溢流时，打开层流管的压降切换阀，对引压管线进行排气操作；9、打开倒U型压差计阀门5，使液柱上升到n型压差计示数为0的位置附近，然后关闭该阀门，检查两边液柱是否等高；10、调节阀门16，改变6次流量（Remax＜2000），记录光滑管压降体积数据；11、所有实验完成后

5、，关闭阀门、停泵、切断电源，清理实验台，整理所用仪器，填好原始数据表格。五、原始数据及处理A、原始数据18℃水的密度：ρ=998.2kg/m3粘度：μ=1.0559×10-39化工原理实验报告-----流体流动阻力的测定表1.光滑管和粗糙管实验原始数据光滑管数据：φ27×3.5mm的不锈钢管,ε=0.01~0.05粗糙管数据：φ27×2.5mm的镀锌管,ε=0.1~0.2孔板：φ24，孔流系数C0=0.73数据单位：Pa实验序号光滑管孔板粗糙管孔板左右差值左右差值左右差值左右差值15460-2005660-50305031005500-6106110-65034504100

6、25100-505150100295028505180-3705550-37032903660347002504450350275024004900-1605060-150315033004435045039005502650210045407044706029602900539007503150850250016504120350377036027802420635001000250010502350130036706503020660261019507315012501900130022509503280930235097024301460828001450135015

7、002100600290012001700125022009509255016509001650205040024001530870160021005001023001800500180020002002050180025018501950100表2.突然扩大管局部阻力系数测定原始数据突然扩大管：φ22×3mm→φ48×3mm不锈钢管孔板：φ24，孔流系数C0=0.73数据单位：Pa实验序号突然扩大管孔板左右差值左右差值1185074011103302760243021900-701970-570335039203