流体流动阻力测定实验报告

P.P.实验名称：___________________姓名：____________学号：____________流体流动阻力实验User装订线专业：姓名：学号：专业：姓名：学号：日期：地点：装订线过程工程专业实验流体流动阻力实验过程工程专业实验流体流动阻力实验课程名称：指导老师：成绩：实验名称：实验类型：同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得实验目的和要求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，流体流经管件（阀门）时的局部阻力系数，验证在一般湍流区内λ与Re的关系曲线，考察ζ与Re是否相关。3.识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用,获得对Re，摩擦系数λ，局部阻力系数ζ的感性认识。实验内容和原理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.Re数： Re=duρμ3.直管阻力摩擦系数λ的测定 流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：w4.局部阻力系数ζ的测定h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l'）总的压降p，减去其直管段的压降，该直管段的压降可由直管阻力pf（长度l）实验结果求取。∆主要仪器设备FigureSEQFigure\*ARABIC1实1—水箱2—离心泵3、11、12、13、14—压差传感器4—温度计 5—涡轮流量计16—粗糙管实验段17—光滑管实验段18—闸阀19—截止阀20—引水漏斗21、22—调节阀23—泵出口阀24—旁路阀（流量校核） abcdefgh—取压点直管规格管内径（mm）直管段长度（mm）光滑直管21ef=1000粗糙直管22bc=1000截止阀两端直管（光滑管）21de=660闸阀两端直管（粗糙管）22ab=680表格SEQ表格\*ARABIC1表格2，名称类型光滑管不锈钢管粗糙管镀锌铁管局部阻力截止阀闸阀四．操作方法和实验步骤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。对压差传感器进行排气，完成后关闭排气阀门，使压差传感器处于测量状态。2.开启旁路阀（24），关闭光滑管段阀件，选定最小流量1.00m3/h，,记录最大流量，设定大于10个数值上等比的流量观测值。自大至小，改变流量，每次改变流量，待流动达到稳定后，记录压FigureSEQFigure\*ARABICFigureSEQFigure\*ARABIC2．摩擦系数λ与Re的关系曲线（y1为光滑管摩擦系数，y2为粗糙管摩擦系数）对照Moody图[1]，FigureSEQFigure\*ARABIC3．Moody图查得光滑管段λ1-Re图对应的相对粗糙度ε1/d1=0.002;粗糙管段λ2-Re图对应的相对粗糙度ε2/d2>0.05.绝对粗糙度：ε1=0.002*21=0.42mm，ε2>0.05*22=1.10mm;FigureSEQFigure\*ARABIC4．局部阻力系数ζ与Re的关系曲线（y1FigureSEQFigure\*ARABIC4．局部阻力系数ζ与Re的关系曲线（y1为光滑管局部阻力系数，y2为粗糙管局部阻力系数）截止阀局部阻力系数:ζ1=10.70闸阀局部阻力系数：ζ2=1.04（两者均取ζ-Re曲线上平直部分对应的局部阻力系数）查文献，知截止阀在全开时ζ=6.4，闸阀在全开时ζ=0.17六．实验结果与分析1.实验误差分析：1.1由对涡轮流量计的校核知，当流速较小时，流量计的测量误差较大，可达16.4%，因而λ-Re，ζ-Re图上，Re值较小时，实验数据点的误差较大。1.2实验读数时，由于仪表显示的读数值并不稳定，液体实际的流动不是不可压缩的稳定流动，Δp，V，t值随时间变化存在一定程度上的波动。1.3温度传感器，流量计，压差传感器的仪器测量误差不可避免。1.4调节流量时，流动并未完全稳定读数1.5计算局部阻力系数时，采用的公式：∆p1.6所用的水不够洁净，含较多杂质，而实验中都做纯水处理，实际流体的μ，ρ值与计算得到的值存在一定程度的偏差。2.实验结果分析2.1.实验测得光滑管的绝对粗糙度ε1=0.42mm,在给出的参考范围~0.4mm内，粗糙管的绝对粗糙度>1.10mm,偏大，可能原因水管使用较久由于污垢腐蚀而造成绝对粗糙度偏大2.2实验测得的截止阀与闸阀在全开时，局部阻力系数较文献值均偏大，可能的原因：a.实际因为阀件的制造水平，加工精度不同的原因，不同的阀件的局部阻力系数在一定范围内波动；b.实验用阀件可能存在积垢，腐蚀的问题，导致局部阻力系数偏大。3.思考题3.1在对装置做排气工作时，是否一定要关闭流程尾部的出口阀？为什么？答：是，由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。3.2．如何检测管路中的空气已经被排除干净？答：关闭出口阀后，打开U形管顶部的阀门，利用空气压强使U形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。3.3．以水做介质所测得的λ～Re关系能否适用于其它流体？如何应用？答：能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许d、u、ρ

、μ变化。3.4.在不同设备上（包括不同管径），不同水温下测定的λ～Re数据能否关联在同一条曲线上？答：不可以，λ=φ（Re，3.5．