实验一 流体力学实验

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1、南京工业大学化工原理实验报告实验一、流体流动阻力测定实验日期：2016.10.29一、实验目的1、掌握流体流经直管和阀门的阻力损失测定方法2、测定直管摩擦系数λ与雷诺数Re的关系，得到λ~Re方程与经验公式比较3、测定流体流经阀门时的局部阻力系数4、学会倒U形管压差计和转子流量计的使用方法5、观察组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。二、基本原理直管阻力可由范宁公式计算：2pluhf（1-1）d2式中Δp——管路两端的压差，Pa；ρ——液体密度，kg/m3；l——被测管路长度，m；d——管径，m；u——管路中的流速，m/s；λ——摩擦系数

2、。层流时，λ=64/Re；湍流时λ是雷诺数Re和相对粗糙度的函数，须由实验确定。可由下式计算实测的摩擦系数：P2d（1-2）2lu局部阻力可用阻力系数法得：2p2（1-3）ρu式中——局部阻力系数，无量纲；u——在小截面管中流体的平均流速，m/s。三、实验装置与流程（1）装置结构尺寸1南京工业大学化工原理实验报告表1-1流体流动阻力测定实验装置结构尺寸名称材质管内径/mm测试段长度/m光滑管不锈钢管32.202粗糙管镀锌铁管36.67局部阻力不锈钢管28.61—（2）装置流程图图1-1流体流动阻力测定实验装置流程四、实验步骤与注意事项（1）

3、实验步骤①打开进水阀16，水来自带溢流装置的高位槽；②打开阀1、2、3排进管道中的空气；③在管道内水静止时，将三个倒U型压差计调节到测量压差正常状态；2南京工业大学化工原理实验报告④关闭阀2，打开阀1并调节流量使转子流量计的示值分别为3m3/h、4m3/h、4.5m3/h……9m3/h，测得每个流量下对应光滑管和粗糙管的压差，分别记下倒U形管压差计的读数；⑤关闭阀1，打开阀2，重复步骤④，测得闸阀全开时的局部阻力；（2）注意事项开启、关闭管道上的各阀门及倒U形管压差计上的阀门时，一定要缓慢开关，切忌用力过猛，防止测量仪表因突然受压、减压而受损。五、实验数据

4、及数据处理表1-2实验数据记录表光滑管压差粗糙管压差闸阀（全开）阻力流量实验序号3（管径D=0.0322m）（管径D=0.03667m）（管径D=0.028m）/（m/h）/mmH2O/mmH2O/mmH2O138250692413984116351991311904627018325356.63052132976735525033577.53912804068844832347095.5230156218104.5159104148计算示例：7.50.03221000π236000.0322duρ44Re8.24×10光滑管μ0.001P

5、2d391020.03220.0207光滑管exp27.5lu210002（）π236000.032243南京工业大学化工原理实验报告0.31640.3164λ0.0192光滑管cal0.2540.25Re（6.5910）光滑管2p240600.7727.5ρu21000（）π236000.03224表1-3摩擦系数与雷诺数的关系实验流量/Re光滑管λ光滑管expRe粗糙管λ粗糙管expλ粗糙管calλ光滑管cal次数（m3/h）44133.30×100.02522.89×100.02940.02430.0

6、2350.8244244.40×100.02403.86×100.02780.02260.02190.7844355.49×100.02204.82×100.02780.02130.02070.8144466.59×100.02075.79×100.02690.02040.01970.754456.67.25×100.01946.37×100.02590.01990.01930.7344677.69×100.02006.75×100.02700.01960.01900.734477.58.24×100.01927.24×100.02640.01930.01

7、870.7744888.79×100.01947.72×100.02680.01900.01840.794495.56.04×100.02105.31×100.02730.02080.02020.7744104.54.95×100.02174.34×100.02720.02190.02120.78图1-2流体流动阻力测定实验结果4南京工业大学化工原理实验报告闸阀（全开）阻力系数=0.74对照化工原理教材上有关曲线图，可估算出粗糙管的相对粗糙度为0.002，则绝对粗糙度为7.334-5-5×10。（0.002×0.03667=7.334×10）光滑管的相对

8、粗糙度为0.0006，绝对粗糙度为1.932-5×10。（0.00