实验一管路沿程阻力测定.doc

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化工原理实验报告
实验一管路沿程阻力测定
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实验目的
掌握流体流经管道式沿程阻力损失的测定方法。
测定流体流过直管时的摩擦阻力,确定摩擦系数λ与Re的关系。
测定流体流过管件时地局部阻力,并求出阻力系数ξ。
学会压差计和流量计的使用。
实验原理
流体在管路中流动时,由于粘性剪应力和涡流的存在,不可避免地会引起压强损耗。这种损耗包括流体流经直管的沿程阻力以及流体流动方向的改变或因管子大小、形状的改变所引起的局部阻力。
沿程阻力
流体在水平均匀管道中稳定流动时,由截面1到截面2,阻力损失表现为压强降低:
hf =p1-p2ρ,
λ= ,
Re = ;
湍流流动时,影响阻力损失的因素十分复杂。为减少实验工作量,扩大实验结果的应用范围,可以采用因次分析法将各个变量综合成准数关系式:
hf = =
上式中:λ称为直管摩擦系数,滞留时,λ=64Re;湍流时,λ与Re的关系受管壁粗糙度的影响,需由实验测得。
根据伯努利方程可知,流体流过直管的沿程阻力损失,可直接由所测得的液柱压差计度数R(m)算出:∆p=Rρ指-ρ水g
其中:ρ指――压差计中指示剂的密度(kg∙m-3)。本实验中以水银作为指示剂,另一流体为水。

局部阻力通常有两种表示方法,即当量长度法和阻力系数法。
当量长度法:hf=λ∙l+led∙u22
其中管路直管长度为l,各种局部阻力的当量长度之和为le,流体在管路中流动时的总阻力损失hf。
阻力系数法
流体流过某一管件或阀门的阻力损失用流体在管路中的的动能系数hp表示:
式中:
ξ—-局部阻力系数,无因次;
u――在小截面管中流体的平均速度(ms)。可以由涡轮流量计及MMD智能流量仪算出:u=VSπ4d2(ms)式中:VS――平均流量(m3s)
实验装置与流程
本实验装置及设备主要参数:
被测元件:镀锌水管,,管径(公称直径);闸阀Di=3/4。
测量仪表:U形压差计(水银指示液);LW-15型涡轮流量计(,~,仪器编号I)(次/升)。
循环水泵。
循环水箱。
DZ15-40型自动开关。
数显温度表。
流程:
水箱 6)防空阀 11)取压孔
控制阀 7)排液阀 12)U形压差计
放空阀 8)数显温度表 13)闸阀
U 形压差计 9)泵 14)取压孔
平衡阀 10)涡轮流量计
实验操作步骤及注意事项

%。
(涡轮流量计、MMD智能流量仪按说明书调节)。
,关闭各放气阀。
(首先检查泵轴是否转动,全开阀13,关闭阀2,后启动)。
:管路排气;‚测压管排气;ƒ关闭平衡阀,缓慢旋动压差计上放气阀排除压差计中的气泡(注意:先排进压管后排出压管,以防压差计中水银冲走),排气完毕。
。
,确定流量范围,确定实验点(8~10个),测定直管部分阻力和局部阻力(闸阀全开时)。
:改变管道中的流量读出一系列流