流体流动阻力测定实验报告

1、w y七途实验报告课程名称：过程工程专业实验指导老师：成绩：实验名称：流体流动阻力实验实验类型：同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）三、主要仪器设备（必填）五、实验数据记录和处理 七、讨论、心得 二、实验内容和原理（必填）四、操作方法和实验步骤 六、实验结果与分析（必填）一、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. 测定直管摩擦系数入与雷诺准数re的关系，流体流经管件（阀门）吋的局部阻 力系数，验证在一般湍流区内a与re的关系曲线，考察（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a,局部阻 力系数g的感

2、性认识。二、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 = v _ v a 9007t-d2（v = m3 -"一工）3. 直管阻力摩擦系数x的测定流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为:j ppd 2p-l-uz4. 局部阻力系数c的测定hf =p>pgp - u2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r ）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1 ）实验结果求取。三、主要仪器设备figure 11 一水箱2离心泵3、11、12、13、14 一压差传感器4 一温度计5涡轮流量计1

3、6粗糙管实验段17- 光滑管实验段18闸阀19一截止阀20引水漏斗21、22调节阀23泵出u阀24旁路阀（流景校核）abcdefgh 取压点表格1表格2,名称类型u（管规格管内径直管段长度(mm)(mm)光滑管不锈钢管光滑直管21ef= 1000粗糙直管22be = 1000粗糙管镀锌铁管截止阀两端直管（光滑管）21de = 660截止阀局部阻力闸阀闸阀两端直管（粗糙管）22ab = 680四.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s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

4、. 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s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，记录压实验名称：流体流动阻力实验姓名:user学号：差、流量、温度等数据。粗糙管段测量同光滑管段测量。3.实验结束，关闭出口阀(23)。五、实验数据记录和处理5.1流量计校核仪器读数：vl=0.61m3 h-1，空桶质量mo=o.46kg t=50.00s 时，桶的质量 11 = 10.221，水温 tr=32.1°c, p =995.0kg/m3实际流速:v2=（mi-mo）二 10.22-0.46 =

5、o.71m3 - h-1 p.t50.995.0/3600novl/m3 h'1tl/°cpll/kpapl2/kpa（加管件）10.9532.10.439.821.21320.6611.631.4431.90.8412.941.7131.81.1414.852.0531.81.5518.262.2631.71.8320.472.7131.62.5226.583.2331.63.3434.693.7431.64.3244.2104.531.46.1160.8115.2531.27.9979.5125.3931.18.2283.6表格4粗糙管段实验数据记录nov2/n? h1t

6、2/°cp21/kpap22/kpa(加管件)10.9730.41.441.0521.2430.32.241.7331.4430.23.012.4341.730.14.093.4252.05305.835.0362.3729.97.676.7272.7729.810.3959.2583.229.513.212.593.8229.319.8717.71104.4529.224.9324.15115.0728.724.8324.94装订线偏差 e=(0.71-0.61)/0.61 *100%=16.4% 表格3 光滑管段实验数据记录实验所用流体为水，p， m的计算参考文献值'内插

7、法处理实验名称：流体流动阻力实验姓名:user学号：t=20°c,p = 998.2kg/m3 ;t=30°c,p = 995.7kg/m3; t=40°c,p = 992.2kg/m3t=28°c,|i = 0.8360cp; t=29°c = 0.8180cp; t=30°c = 0.8007cp; t=31°c# = 0.7840cp t=32oc,(i = 0.7679cp表格5.光滑管段流动阻力参数计算结果nou/m s'1p /kg m3u /pa sre入810.6942995.00.000766198

8、28.70.0394639.6570720.8842995.00.00076825205.10.0373328.6703231.0523995.00.00077029934.50.0335522.3801141.2496995.10.00077135474.20.0322818.0532651.4980995.10.00077142527.60.0305415.3569961.6515995.10.00077346788.00.0296714.1161071.9803995.10.00077455989.60.0284112.7026882.3603995.10.00077466732.90.

9、0265111.6628692.7330995.10.00077477269.70.0255711.10278103.2883995.20.00077892593.10.0249810.52757113.8364995.30.000781107587.30.0240010.11264123.9387995.30.000782110232.90.0234210.10460表格6粗糙管段流动阻力参数计算结果nou/m s"1p /kg m3y /pa sre入610.7779995.60.00079420483.10.100380.3306320.9945995.60.000796261

10、30.60.095550.5110731.1549995.60.00079730282.70.095200.6678341.3634995.70.00079935676.90.092820.7787151.6441995.70.00080142934.00.090980.8785161.9007995.70.00080249530.10.089550.9217072.2215995.80.00080457766.50.088840.9724282.5664995.80.00080966310.90.084531.1551093.0636995.90.00081378825.60.089280.

11、98338103.5689995.90.00081591632.90.082551.21348114.0661996.00.000823103289.40.063331.03868孓2r-rlsapoos匪贫o>bicccgc i c8s oss os? occsfigure 3. moody 图u. iuu.u. uov.u. vo0 05u.u uj链0.020.015a oi0.008akssssirikkslilli ntot、uljjiff24 6 1( 24 6 1(f 24 6 1(f 24 6 1024 6黹诺准数如查得光滑管段x 1-re图对应的相对粗糙度e l/dl=

12、0.002;粗糙管段a 2-re图对砬的相 对粗糙度e 2/d20.05.绝对粗糙度：e l=0.002*21=0.42mm, e 2>0.05*22=1.10mm;查表2知，中等腐蚀的无缝钢管绝对粗糙度：e0.4mm;普通镀锌钢管绝对粗糙度：e : 0. 1 0.15mm祁阻力0.050.040.030.020.0154«埋班灰$ 8 6 4 2 0ism0o00 n- ft rt-0. 001 o. ooo8 0 0006 0.00040 0002 0.0001 a oooo5i 0 00001200004cccc«50c08c0c0 1c000012cc00re

13、截止阀局部阻力系数乂 1=10.70闸阀局部阻力系数：2=1.04（两者均取c -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6=6.4,闸阀在全开时g =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%, 因而人-re，g-re图上，re值较小吋，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，ap，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

14、读数1.5计算局部阻力系数时，采用的公式：=合成不确定度相较摩擦阻力系数测定时，引入的不确定度增加了一项，误差增大。1.6所用的水不够洁浄，含较多杂质，而实验中都做纯水处理，实际流体的u，p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e l=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p.8/8实验名称：流体流动阻力实验姓名:user学号：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吋，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 载烧毀线圈。如何检测管路中的空气己经被排除干净？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，证明系统中空气己被排除干浄。以水做介质所测得的are关系能否适用于其它流体？如何应用？答：能用，因