流体力学综合实验报告.docx

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1、浙江大学化学实验报告课程名称：过程工程原理实验甲实验名称：流体力学综合实验指导教师：专业班级：姓名：学号：同组学生：实验日期：实验地点：10/11Ⅰ流体流动阻力的测定一、实验目的1）掌握测定流体流经直管、管件（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）识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。二、试验流程与装置图1流体力学综合实验流程示意图装置结构说明及参数如下：名称类型直管规格管内径/mm直管段长

2、度/mm光滑管不锈钢管光滑直管221000粗糙管镀锌铁管粗糙直管21100010/11局部阻力截止阀截止阀两端直管（光滑管）22680闸阀闸阀两端直管（粗糙管）21660一、基本原理1.流量计校核通过计时称重对涡轮流量计读数进行校核。2.雷诺数求解Re=ρudμ………………………………(1)u=V900πd2………………………………(2)式中：V----流体流量，m3h3.直管阻力摩擦系数λ的测定流体水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：hf=Δpfρ=λldu22……………………(3)即λ=2dΔpfρlu2………………

3、……………………(4)式中：Δpf----直管长度为l的压降，Pa4.局部阻力系数ξ的测定阻力系数法：流体通过某一管件（阀门）时的机械能损失可表示为流体在管径内流动时平均动能的某一倍数，即：hf'=Δpf'ρg=ξu22g………………………………(5)即ξ=2Δpf'ρu2………………………………………………(6)式中：Δpf'----局部阻力压力降，Pa局部阻力压力降的测量方法：测量管件及管件两端直管（总长度为l'）总的压降为Δp，减去其直管段的压降，该直管段的压降可由直管阻力Δpf（长度为l）实验结果求取，即Δpf'=

4、Δp-l'lΔpf……………………………………(7)10/11一、实验步骤1）离心泵灌水，关闭出口阀（23），打开电源，启动水泵电机，待电机转动平稳后，把泵的出口阀（23）缓缓开到最大；2）对压差传感器进行排气，完成后关闭排气口阀，使压差传感器处于测量状态；3）开启旁路阀（24），选定自最小到最大若干流量，对流量计做流量校核试验；4）开启流量调节阀（21），先调至最大流量，然后在最小流量1m3h之间再连续取8组等比数据，每次改变流量，待流量稳定后，，记录压差、流量、温度等数据；5）实验结束，关闭出口阀（23），停止水泵电机

5、，清理装置。二、实验数据处理与结果1.原始数据实验组号温度/℃流量/m3h直管压差/Pa直管和管件压差/Pa粗糙管132.25.143696035860232.64.282630025260332.73.571902017480432.83.001397012660532.92.50103308950633.12.0776606240733.21.7157304250833.21.4547333180933.41.21380023101033.51.0231801700光滑管1’29.95.269990707002’31.

6、14.407710503003’31.43.666030353004’31.63.024760244005’31.72.503920171006’31.82.053290117007’31.81.74287085008’31.91.45254060009’32.11.192330420010’32.11.02222033002.数据计算1）流量校正10/11流量/m3h时间/s桶质量/kg桶+水质量/kg计算流量m3h相对误差/%0.64300.5904.9920.52821.21.07300.5848.9341.0026

7、.8由此可见当流量小于1m3h时，流量计显示的数据与实际测得的流量相对误差很大，故而在整个实验过程中，流量不能小于1m3h，当流量大于1m3h时，相对误差在5%~10%之间，在工业误差允许范围内，但与实际值还是有一定的误差。2）以粗糙管1为例，计算过程如下：查水的物性表可知，在32.2℃时，水的密度为994.93kg/m3，水的粘度为7.684×10-4Pa∙s.根据式（2）可得，u=V900πd2=5.14900π0.0212=4.124m/s根据式（1）可得，Re=ρudμ=994.93×4.124×0.0217.68

8、4×10-4=1.121×105根据式（4）得，λ=2dΔpfρlu2=2×0.021×36960994.93×1×4.1242=9.172×10-2根据式（7）可得，ξ=2Δpf'ρu2=2×(35860-36960×0.66)994.93×4.1242=1.355从而根据以上计算过程可得到下表：实验