流体管路流动阻力系数的测定(共6页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上五、数据处理1、 局部阻力管的原始数据以及相关处理数据 局部阻力管（不锈钢+闸阀） 18水的密度：=998.2kg/m3 管内径：20 mm 18水的粘度：1.0559×10-3 Pa·s 测量段长度：1000mm序 号 体积流量 （m3/h) 左（cmH2O） 右 （cmH2O） 差值 （Pa) 流速（m/s) 雷诺数 (Re) 摩擦阻力系数 () 局部阻力系数 （） 1 0.5 72.5 74 147.13 0.44 8331.45 0.0301 1.5068 2 1 70 75 490.44 0.88 16662.90 0.0251 1.25

2、56 3 1.5 66.5 76.5 980.88 1.3324994.35 0.0223 1.1161 4 2 62.5 79.5 1667.50 1.77 33325.79 0.0213 1.0673 5 2.5 57 82 2452.20 2.21 41657.24 0.0201 1.0045 6 3 50 86.5 3580.22 2.65 49988.69 0.0204 1.0185 7 3.5 45 90.5 4463.01 3.10 58320.14 0.0187 0.9328 8 4 33.5 93.5 5885.29 3.54 66651.60 0.0189 0.9417 闸

3、阀全开时的平均值为：0.1054 2、光滑管的原始数据以及相关处理数 光滑管（不锈钢） 18水的密度：=998.2kg/m3 管内径：20 mm 18水的粘度：1.0559×10-3 Pa·s 测量段长度：1000mm序 号 体积流量（m3/h) 左 （cmH2O） 右 （cmH2O） 差值（Pa) 流速（m/s) 雷 诺 数(Re) 摩擦阻力系数() Blasius公 式 下算出的 绝对误差 相对误差 1 0.5 72.5 74 147.13 0.44 8287.73 0.0305 0.02870. 6.10% 2 1 70.5 74.5 392.35 0.88 1657

4、5.45 0.0203 0.0279-0.00357 -14.95% 3 1.5 68 77 882.79 1.33 25051.53 0.0200 0.0251 -0.00139 -6.49% 4 2 64.5 78.5 1373.23 1.77 33339.26 0.0176 0.0234 -0.00226 -11.38% 5 2.5 59.5 81.5 2157.94 2.21 41626.98 0.0177 0.0222 -0.00098 -5.24% 6 3 53.5 84.5 3040.73 2.65 49914.71 0.0174 0.0212 -0.00045 -2.54% 7

5、 3.5 46 88 4119.70 3.1 58390.79 0.0172 0.0204 0. 0.60% 8 4 39 91 5100.58 3.54 66678.52 0.0163 0.0197 -0.00017 -1.05% y = 0.3022x-0.266 R² = 0.8749 00.0050.010.0150.020.0250.030.035020000400006000080000摩擦阻力系数 雷诺数（Re) 光滑管的-Re图 3、粗糙管的原始数据以及相关数据处理粗糙管（镀锌铁管） 18水的密度：=998.2kg/m3管内径：20 mm 18水的粘度：1.0559&

6、#215;10-3 Pa·s 测量段长度：1000mm 序 号 体积流量（m3/h) 左 （cmH2O） 右 （cmH2O） 差值 （Pa) 流速（m/s) 雷诺数 (Re) 摩擦阻力系数 () 1 0.5 72 74 196.18 0.44 8331.45 0.0402 2 1 69.5 75.5 588.53 0.88 16662.90 0.0301 3 1.5 65 79 1373.23 1.33 24994.35 0.0313 4 2 58 83.5 2501.25 1.77 33325.79 0.0320 5 2.5 50 89 3825.44 2.21 41657.24

7、0.0313 6 3 39 97.5 5738.15 2.65 49988.69 0.0326 4、根据计算所得的粗糙管和光滑管的实验结果，在同一对数坐标上绘制曲线： y = 0.092x-0.102 R² = 0.4247 y = 0.3022x-0.266 R² = 0.8749 00.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04020000400006000080000 雷诺数（Re) 光滑管、粗糙管在同一坐标轴上的-Re曲线- 光滑管 粗糙管 乘幂(粗糙管) 乘幂(光滑管) 对照化工基础教材上的曲线图（如下）,估算出两管的相对粗糙度和绝对粗糙

8、度 已知光滑管和粗糙管的管内径都为20mm,将光滑管和粗糙管的和Re值代入上图可估算为粗糙管的相对粗糙度为 0.004，绝对粗糙度约为 0.00008；光滑管的相对粗糙度约为 0.0001，绝对粗糙度约为 0.。 5、 数据方法示例：（1） 湍流时流量、流速、以及摩擦力系数的计算取光滑管第一组的数据示例 已知: 光滑管（不锈钢） 18水的密度：=998.2kg/m3 管内径：20 mm 18水的粘度：1.0559×10-3 Pa·s 测量段长度L：1000mm,其中，为光滑管阻力摩擦系数，无因次d为光滑管内径，p为流体流经 L m 光滑管两端的压力又有： 流量 qv =0.

9、5m3/h 流速 u=qv / A = 4 qv / d2 = 4×0.5/3600×3.14×0.022 m/s = 0.44230.44 m/s 雷诺数 Re=dup /=(0.02*0.44*998.2)/0.=8287.73 摩擦阻力系数 由p =Ll u2 / 2d 得 =2d p/Lu2 = 2×0.02×147.13÷(998.2×1×0.442) = 0. 0.3045 其中，为光滑管阻力摩擦系数，无因次d为光滑管内径p为流体刘晶L m光滑管两端的压力 局部阻力的计算以局部阻力管中第一组的数据为例

10、由 hf = pf /𝜌g =u2/2g 故=2 g hf/ u2 = 2pf /𝜌 u2 = 2×147.÷(998.2×0. )= 1. 1.5068 光滑管中 Blasius 公式下算出的的计算 y = 0.3022x-0.266 R² = 0.8749 00.0050.010.0150.020.0250.030.035020000400006000080000摩擦阻力系数（） 雷诺数（Re) 光滑管的-Re图 在光滑管中（=0）中qv = 0.5 m3/h 时，雷诺数为 Re= qv =4 m3/h 时，雷诺数为 Re= 由上计算可知该流体在光滑管中的 3000Re105，因此可以采用本次实验条件下拟合出来的柏拉修斯公式（Blasius）= 0.3022Re-0.266 来计算真值，再与实验值比较计算出绝对误差和相对误差。 以光滑管第一组数据（qv = 0.5 m3/h 时）为例 = 0.3022× 8287.-0.266= 0. 0.0361 然后根据公式：（绝对误差=测量值-真值；相对误差=绝对误差÷真值） ，计算绝对误差和相对误差即可。 六、思考