化工原理实验流体流动阻力系数的测定实验报告样稿.doc

流体流动阻力系数测定试验汇报
一、试验目标：
掌握测定流体流动阻力试验通常试验方法。
测定直管摩擦阻力系数λ及忽然扩大管和阀门局部阻力系数ξ。
验证湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺系数Re和相对粗糙度函数。
将所得光滑管λ—Re方程和Blasius方程相比较。
二、试验器材：
流体阻力试验装置一套
三、试验原理：
直管摩擦阻力
不可压缩流体（如水），在圆形直管中做稳定流动时，因为黏性和涡流作用产生摩擦阻力；流体在流过忽然扩大、弯头等管件时，因为流体运动速度和方向忽然改变，产生局部阻力。影响流体阻力原因较多，在工程上通常采取量纲分析方法简化试验，得到在一定条件下含有普遍意义结果，其方法以下。
流体流动阻力和流体性质，流体流经处几何尺寸和流动状态相关，可表示为
△P=f (d, l, u,ρ,μ,ε)
引入下列无量纲数群。
雷诺数 Re=duρ/μ
相对粗糙度 ε/ d
管子长径比l / d
从而得到
△P/(ρu2)=ψ(duρ/μ，ε/ d， l / d)
令λ=φ（Re，ε/ d）
△P/ρ=（l / d）φ（Re，ε/ d）u2/2
可得摩擦阻力系数和压头损失之间关系,这种关系可用试验方法直接测定。 h f=△P/ρ=λ（l / d）u2/2
式中，h f——直管阻力，J/kg
l——被测管长，m
d——被测管内径，m
u——平均流速，m/s
λ——摩擦阻力系数。
当流体在一管径为d圆形管中流动时，选择两个截面，用U形压差计测出这两个截面间静压强差，即为流体流过两截面间流动阻力。依据伯努利方程找出静压强差和摩擦阻力系数关系式，即可求出摩擦阻力系数。改变流速可测出不一样Re下摩擦阻力系数，这么就可得出某一相对粗糙度下管子λ—Re关系。
（1）、湍流区摩擦阻力系数
在湍流区内λ=f（Re，ε/ d）。对于光滑管，大量试验证实，当Re在3×103~105 范围内，λ和Re关系遵照Blasius关系式，即 λ= /
对于粗糙管，λ和Re关系均以图来表示。
局部阻力
h f=ξu2/2
式中，ξ为局部阻力系数，其和流体流过管件几何形状及流体Re相关，当Re达成一定值后，ξ和Re无关，成为定值。
四、试验步骤：
开启离心泵，打开被测管线上开关阀及面板上和其对应切换阀，关闭其它开关阀和切换阀，确保测压点一一对应。
排净系统中气体方便使液体能连续流动。设备和测压管线中气体全部要排净，观察U形压差计中两液面是否水平，假如水平说明系统中气体已经排净。
测定光滑管和粗糙管摩擦阻力，先将流量从小到大慢慢增加，并观察U形压差计中两液面差，当液面差达成最大并等数据稳定后统计第一组数据，即此时液体流量和压差。接着将流量由大到小，每相差