实验一 流体流动阻力的测定.doc

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1、实验一流体流动阻力的测定一、实验目的1、了解流体在管道内摩擦阻力的测定方法；2、确定摩擦系数λ与雷诺数Re的关系。二、基本原理由于流体具有粘性，在管内流动时必须克服内摩擦力。当流体呈湍流流动时，质点间不断相互碰撞，引起质点间动量交换，从而产生了湍动阻力，消耗了流体能量。流体的粘性和流体的涡流产生了流体流动的阻力。在被侧直管段的两取压口之间列出柏努力方程式，可得：ΔPf=ΔPL—两侧压点间直管长度(m)d—直管内径(m)λ—摩擦阻力系数u—流体流速（m/s）ΔPf—直管阻力引起的压降（N/m2）µ—流体粘度（Pa.s）ρ—流体密度（

2、kg/m3）本实验在管壁粗糙度、管长、管径、一定的条件下用水做实验，改变水流量，测得一系列流量下的ΔPf值，将已知尺寸和所测数据代入各式，分别求出λ和Re，在双对数坐标纸上绘出λ～Re曲线。三、实验装置与仪器1、实验装置水泵将储水糟中的水抽出，送入实验系统，首先经玻璃转子流量计测量流量，然后送入被测直管段测量流体流动的阻力，经回流管流回储水槽，水循环使用。被测直管段流体流动阻力△P可根据其数值大小分别采用变压器或空气—水倒置U型管来测量。实验系统流程图见图一压差传感器与直流数字电压表连接方法见图二2、设备的主要技术参数(1)被测直

3、管段:管径d—0.0080(m)管长L—1.6(m)材料:紫铜管(2)玻璃转子流量计:型号LZB—25测量范围100—1000(L/h)精度:1.5型号LZB—10测量范围10—100(L/h)精度:2.5(3)单项离心清水泵:型号WB70/055流量20—2000(L/h)扬程:13.5～19(m)电功功率:550(W)电机功率:550(W)电流:1.35(A)电压:380(V)四、实验步骤:1、向储水槽内注蒸馏水,直到水满为止。2、大流量状态下的压差测量系统,应先接电预热10-15分钟,观擦数字仪表的初始值并记录后方可启动泵做

4、实验。3、检查导压系统内有无气泡存在.当流量为0时打开B1、B2两阀门，若空气－水倒置U型管内两液柱的高度差不为0，则说明系统内有气泡存在,需要排净气泡方可测取数据。排气方法：将流量调至较大，排除导压管内的气泡，直至排净为止。4、测取数据的顺序可从大流量至小流量，反之也可，一般测15～20组数，建议当流量读数小于300L/h时，用空气—水倒置U型管测压差ΔP。5、待数据测量完毕，关闭流量调节阀，切断电源。五、使用实验设备应注意的事项：1、调流量要慢、稳、准。2、利用压力传感器测大流量下ΔP时，应切断空气—水倒置U型管B1、B2两阀

5、门否则影响测量数据。3、在实验过程中每调节一个流量之后待流量和直管压降的数据稳定以后方可记录数据。4、若较长时间不做验验,启动离心泵之前应先转动泵轴使之灵活运转,否则烧坏电机。六、数据处理：1、利用所测数据计算出Re、λ值并列表，按层流和湍流两种情况分别列出。2、以Re为横坐标，λ为纵坐标，在双对数坐标纸上标会出Re和λ的关系曲线，并与教材上二图线进行比较。七、思考与讨论:1、怎样检查管道内的气体是否排尽？2、怎样使转子流量计稳定？3、误差与讨论。实验二恒压过滤实验一、实验目的1、熟悉实验装置的结构和操作方法；2、测定在恒压操作时

6、的过滤常数K，qe，τe，并以实验所得结果验证过滤方程式，增进对过滤理论的理解；3、改变压强差重复上述操作，测定压缩指数s和物料特性常数k。二、实验原理过滤过程是将悬浮液送至过滤介质及滤饼一侧，在其上维持另一侧较高的压力，液体则通过介质而成滤液，而固体粒子则被截留逐渐形成滤饼。过滤速度由过滤介质两端的压力差及过滤介质的阻力决定。过滤介质阻力由二部分组成，一为过滤介质，一为滤饼（先积下来的滤饼成为后来的过滤介质）。因为滤饼厚度（亦即滤饼阻力）随着时间而增加，所以恒压过滤速度随着时间而降低。对于不可压缩性滤饼，在恒压过滤情况下，滤液量

7、与过滤时间的关系可用下式表示：（V+Ve）2=KA2（τ+τe）式中：V——τ时间内的滤液量（m3）Ve——虚拟滤液的体积，它是形成相当于过滤介质阻力的一层滤饼时，应得到的滤液量（m3）A——过滤面积（m2）K——过滤常数（m2/s）τ——相当于得到滤液V所需的过滤时间（s）τe——相当于得到滤液Ve所需的过滤时间（s）上式也可写成：q2+2qeq=Kτ式中：q=V/A，即单位过滤面积的滤液量（m）qe=Ve/A，即单位过滤面积的虚拟滤液量（m）将过滤方程式微分后得到2qdq+2qedq=KdτΔτ/Δq（s/m）CBA整理后得：

8、q（m3/m2）将Δτ/Δq对q标绘(q取各时间间隔内的平均值),在正常情况下,各点均在一条直线上,如图所示,直线斜率2/K=A/B,结局2qe/K=c由此可求出K和qe。τe由下式得：在实验中，当计量瓶中的滤液达到100ml刻度时开始按表计时，作