实训一雷诺实验.docx

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化工单元操作实训讲义
李薇高永利 王宏王舜平合编
主审：化工原理教研室
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只用流速的大小判断流动类型？为什么？影响流动类型的因素有哪些？
3、雷诺准数为什么能判断流动类型？如何判断？
4、流量由大到小操作过程中， 稳定细直线刚刚恢复时的 Re与流量由小到大操作
过程中的细直线微动前的 Re相同吗？如偏差较大，试分析其原因。
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实训二 流体机械能的变化
一、实训目的
1、加深对流体的各种机械能相互转化概念的理解；
2、观察流体流经非等径、非水平管路时，各截面上静压头之变化；
3、测定管路某截面的最大流速；
4、了解流体静止的条件；
5、理解流体流动阻力的表现 (理解沿程阻力 )。
二、基本原理
1、液体在管路中作稳定流动时，由于流通截面积的变化致使各截面上的流速不
同，而引起相应的静压头之变化，其关系可由柏努利方程式描述，即
P1
u12
P2
u22
+Z1+
+He=
+Z2+
+Hf
g
2g
g
2g
对于水平非等径无泵玻璃管路，当管段较短时，阻力很小，可以忽略，则上式变为
P
2
=
P
2
1
+u1
2
+u2
g
2g
g
2g
因此，由于流通截面积的变化引起流速的变化， 致使部分静压头转换为动压头或部分
动压头转换为静压头， 它的变化可由测压管中液柱高度表示出来。 对于等径不水平玻
璃管路，当管段较短时，阻力很小，可以忽略，则上式变为
P1
P2
+Z1=
+Z2
g
g
因此，由于位置高度的变化引起位压头的变化，致使部分位压头转换为静压头，它的
变化也可由测压管中液柱高度表示出来。
2、当流体静止时，流速为零，则柏努利方程变为
P1
P2
+Z1=
+Z2
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g g
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即静止流体内部各截面的静压头与位压头之和为常数，是流体静止的条件。
3、当流量一定时，某截面的活动测压头的测压孔方向变化，会引起测压管内液
柱高度的变化。当测压孔的开孔方向与流动方向垂直时， 测压管内液柱高度即为测压
孔处液体的静压头，测压孔开孔方向转为正对流体流动方向时，测压管内液位上升，
此时，测压管内液柱高度表示测压孔处液体的静压头和动压头之和 (即冲压头)，液位
升高值就是测压孔处的动压头，即：
H=u2； 则 u= 2gH （注意 H的单位）
2g
据此可以测定测压孔处流速或最大流速。
4、实际流体有粘性，流动时会产生内摩擦力，将机械能转变为热能，使水平等
径直管内流体的静压头不断下降。
三、实训装置及流程
实训装置由高位槽 (有稳流和溢流装置 )、玻璃管路、测压管、活动测压头、水槽、
流量调节阀和循环水泵等组成。实训介质为水。活动测压头的小管底端封闭，侧身开
有小孔，小孔中心在管子轴线上。转动测压头可分别测定静压头或冲压头。玻璃管路
安装四根测压管，水槽中的水由循环水泵打入高位槽，流入玻璃管，用流量调节阀调
节流量。实训装置如图 2
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图2
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四、实训步骤
1、为高位槽注水
关闭流量调节阀 A，启动循环水泵，排除管路和测压管中的气泡，调节上水阀 B
的开度使高位槽液面稳定且有溢流；
2、在流量调节阀 A关闭时(管中流体静止 )，观察并记录各测压管中的液柱高度
H，旋转活动测压头，观察各测压管中的液柱高度有无变化；
3、打开流量调节阀 A、保持较小流量，旋转活动测压头，使测压孔正对水流方
向，观察并记录各测压管中的液柱高度 H＇；
4、保证测压孔正对流动方向，开大流量调节阀 A，观察各测压管中的液柱高度
的变化，记录各测压管中的液柱高度 H＂；
5、保持流量调节阀 A的开度(流量与步骤 4相同)，旋转活动测压头，使测压孔
与水流方向垂直，观察各测压管中的液柱高度的变化，记录各测压管中的液柱高度
H”’；
6、用量筒和秒表，测量步骤 4和步骤 5的流量(流量相同)，可测量两次取平均
值。
五、数据记录与结果处理
1、压头测量
d1= mm； d2= mm； d3= mm；
d4= mm； 水温： ℃
序
液柱高
压
头
测
量值
[mm]
备
注
号
代号
测压点1
测压