流体流动阻力实验报告.doc

西南民族大学学生实验报告课程名称：化工原理实验 教师： 实验室名称：BS-305教学单位：化环学院 专业：中药学 班级：1101班姓名： 学号： 实验日期：10.31实验成绩： 批阅教师： 日期：一.实验名称： 实验一 流 体 流 动 阻 力 的 测 定二.实验目的： 握测定流体流动阻 测定直管的摩擦阻力系数及突然扩大管和阀门的局部阻力系数。测定层流管的摩擦阻力。验证湍流区内摩擦系数为雷诺数Re和相对粗糙度的函数。识别组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。3. 基本原理：1. 直管摩擦阻力系数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。滞流（层流）时， 湍流时， 雷诺数 2. 局部阻力系数的测定：，即 四.实验装置与流程：1、装置组成部分本实验装置如图1；装置相关参数在化工原理实验指导书上p21的表2-1所示。由于管子的材质存在批次的差异，所以可能会产生管径的不同，所以表2-1中管内径只能做参考。图1：流体阻力实验装置图1 水箱；2离心泵；3压力表；4孔板流量计；5上水阀；6高位水槽7曾流光流量调节阀；8阀门管线开关阀；9球阀；10截止阀；11光滑管开关阀12粗糙管开关阀；13突然扩大管开关阀；14流量调节阀2、开车前准备3、流体流动阻力实验步骤 启动离心泵，打开被测管线上的开关阀及面板上与其对应的切换阀，关闭其他开关阀和切换阀，确保测压点一一对应。 系统要排净气体使液体连续流动。设备和测压管线中的气体都要排净，检验的方法是当流量为零时，观察U形压差计的两液面是否水平。 读取数据时，应注意稳定后再读数。测定直管摩擦阻力时，流量由大到小，充分利用面板量程测取7组数据。本次实验层流管不做测定。 测完一根管数据后，应将流量调节阀关闭，观察压差计的两液面是否水平，水平时才能更换另一条管路，否则全部数据无效。同时要了解各种阀门的特点，学会使用阀门，注意阀门的切换，同时要关严，防止内漏。4、停车操作五、实验数据处理1、原始数据记录表如下：根据金属温度计读出来的温度，然后通过查表找出对应水的密度以及粘度并且填入下表：数据记录与处理表光滑管水流量/ m3.h-11.01.21.51.72.02.53.0水温/15.515.816.016.216.516.717.0密度（kg/m3999.0998.9998.9998.9998.8998.8998.7粘度（Pas）1.12581.11111.11111.11111.09701.09701.0828管内径：20.0 mm粗糙管水流量/m3.h-11.01.21.51.72.02.53.0水温/12.012.513.013.514.014.214.8密度（kg/m3999.5999.4999.3999.2999.2999.2999.1粘度（ Pas）1.23631.21951.20281.18691.17091.17001.1404管内径：21.0 mm局部阻力水流量/ m3.h-11.01.21.51.72.02.53.0水温/17.81818.118.218.218.218.2密度（kg/m3998.6粘度（ Pas）1.0559管内径：20.0 mm计算压力降：表3 直管和局部阻力压降序号流量（m3/h）粗糙管压降（Kpa）光滑管压降（Kpa）局部阻力压降（Kpa）11.0 0.804 0.441 0.069 21.2 0.971 0.617 0.118 31.5 1.510 0.892 0.138 41.7 1.911 1.078 0.275 52.0 2.166 1.391 0.383 62.5 3.862 2.156 0.765 73.0 5.724 3.057 0.648 2、湍流时流量、流速、雷诺数及摩擦阻力系数的计算以粗糙管第一组数据为例计算如下：流量： 流速： 雷诺数： 大于4000 为湍流由可得：摩擦阻力系数： 光滑管湍流时流量、流速、雷诺数及摩擦阻力系数的计算类似于粗糙管。2.局部阻力管系数计算由机械能守恒： 以光滑管和局部阻力管的第一组数据为例： 数据处理结果如下：粗糙管流量qv/ m3.s-12.7810-43.3310-44.1710-44.7210-45.5610-46.9410-48.33310-4流速u m.s-10.8020.9631.2041.3641.6052.0012.407雷诺数Re13623165712099924115287593597644288阻力系数0.525 0.4400.4380.432 0.3530.4050.415光滑管流量qv/ m3.h-12.7810-43.3310-444.1710-44.7210-45.5610-46.9410-48.33310-4流速u m.s-10.8851.0621.3271.5041.7692.2122.654雷诺数Re14297173912204025314301853776046483阻力系数0.0230.0220.0200.0190.0180.0180.017 局部阻力流量qv/ m3.s-12.7810-43.3310-44.1710-44.7210-45.5610-46.9410-48.33310-流速u m.s-10.8851.0621.3271.5041.7692.2122.654雷诺数Re14304173992204925321301973777546502阻力系数0.180.210.160.240.240.310.443、根据粗糙管实验结果，在双对数坐标纸上标绘出-Re曲线：图 1 粗糙管双对数-Re关系曲线 由图可知，粗糙管随着雷诺数Re增大先减小后增加，变化幅度比较大，这可能是由于系统误差，或者人为操作所造成的误差，读取数据时的随意性也可导致误差，在数据处理过程中有效值的取舍带来的误差等等。 3、根据光滑实验结果，雷诺数Re介于之间，所以可用波拉修斯方程，计算其误差： 阻力系数0.02890.02760.02600.02510.02400.02270.0215阻力系数0.0230.0220.020.0190.0180.0180.017误差-0.00590.0056-0.006-0.0061-0.006-0.0047-0.0045从表中可看出，均为负误差，误差比较小。4、根据局部阻力实验结果，求出闸阀全开时的平均值阻力系数0.180.210.160.240.240.310.44平均值0.25阻力系数0.180.210.160.240.240.310.44平均值0.25阻力系数0.180.210.160.240.240.310.44平均值0.25六.问题讨论1. 在测量前为什么要将设备中的空气排净？怎样才能迅速地排净？答：排气是为了保证流体的连续流动。先打开出口阀排除管路中的气体，然后关闭出口阀，打开U形压差计下端的排气阀。2. 在不同设备、不同温度下测定的-Re数据能否关联在一条曲线上？答：只要相对粗糙度相同，-Re数据就能关联到一条曲线上。3. 如果要增加雷诺数的范围 ，可采取哪些措施？答：雷诺数故可增大管径、增大流速等方法使雷诺数增大。七.实验心得 此实验虽然操作不难，但数据处理却相当的麻烦，本以为完全用电脑计算可以简便些，但还是很容易弄混淆，足足花了六个七小时才把实验报告完成，但这锻炼了我们处理数据的能力，为今后的学习与实践奠定了一定的基础。accident, assist in the development of corrective programmes and follow, verify, record and feedback in a timely manner. Responsible for the overall quality management, guiding project QC group activities. 7, the Ministry of planning and finance: with all the responsible for the projects contract manager. Including curtain pile and bored pile construction. 14, earth-moving machines: equipped with excavators, dump trucks, loaders, bulldozers and other heavy machinery, mainly responsible for Foundation pit excavation and logistic, jacking of Earth excavation and Sinotrans. 15, the bridge construction team: responsible for the bridge project all steel manufacture, lashing; template polishing, derusting, release agent brushes, installation, reinforcement and demolition of concrete pouring and curing, the waterproof layer of the production, construction of railway subgrade protection pile. 16, jacking construction of bridge team: responsible for track reinforcement, conservation and maintenance, responsible for pushing online security protection, responsible for jacking equipment operation, maintenance and control of the jacking process, and is responsible for correcting and preventing bar-head, looked up. 17, electrical work shifts: responsi