内蒙古大学化学原理基础实验讲义02单项流动阻力的测定（A）

1、实验二 单项流动阻力的测定（A）一、实验目的学习直管摩擦阻力Pf、直管摩擦系数l的测定方法。掌握直管摩擦系数l与雷诺数Re之间关系及其变化规律。学习压强差的几种测量方法和技巧。掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。二、实验内容测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数l。测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数l与雷诺数Re之间关系曲线和关系式。三、实验原理流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系。hf=（1-1）=（1-2）Re=（1-3）式中：管径，m；直管阻力引起的压强降，Pa

2、；管长，m；流速，m/s；流体的密度，kg/m3；流体的粘度，Ns/m2。直管摩擦系数与雷诺数Re之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。在实验装置中，直管段管长l和管径d都已固定。若水温一定，则水的密度和粘度也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降Pf与流速u（流量V）之间的关系。根据实验数据和式（1-2）可计算出不同流速下的直管摩擦系数，用式（1-3）计算对应的Re，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出与Re的关系曲线。四、实验装置A2A1图一.单相流动阻力测定（1）,（2）玻璃转子流最计；（3）,数字电压表；（4）,压力传感器；（5）,空气水倒置U型管；（6）

3、,导压管；（7）,被测直管段(l=1.6m)；（8）,储水槽；（9）,放水阀；（10）,离心泵；（11）,电动机；（12）,流体输送管路；（13），流量调节阀。实验装置与流程如附图一所示。主要流程是由离心泵将储水槽中的水抽出,送入实验系统,首先经过转子流量计测量流量,然后送被测直管段测量流体阻力,经过回流管流回储水槽,水循环使用。被测直管段流体流动阻力Pr可根据其数值大小分别采用压力传感器和空气水倒置U型管压差计测量。主要流程是由离心泵将储水槽中的水抽出,送入实验系统,首先经过转子流量计测量流量,然后送被测直管段测量流体阻力,经过回流管流回储水槽,水循环使用。被测直管段流体流动阻力Pr可根据其

4、数值大小分别采用压力传感器和空气水倒置U型管压差计测量。五、实验方法及步骤1.接通压力传感器的电源,予热1015分钟,调好数字电压表的零点;2.检查导压系统内有无气泡存在,方法是当流量为零时,打开空气水倒U型管连接A,A的止水夹,若空气水倒u型管内两液柱的高度差不为零,则说明系统内有气泡存在。赶净气泡方可测取数据。赶气泡的方法:将流量调至最大,然后打开A,A处的止水夹,排出导压管内的气泡,直至排净为止。3.测取数据的顺序可以大流量至小流量,反之也可,一般测2015组数,建议测定流量(L/h)为1000,900,800,700,600,500,400,300,200,160,100,90,80,

5、70,60,50,40,30,20,16的压力差。注意当流量小于300L/h时,改用空气水倒U型管压差计测量Pr。4.待数据测量完毕,应关闭流量调节阀,切断电源。六、实验注意事项1.启动离心泵前,应关闭流量调节阀。2.在实验过程中,每调节一个流量之后,应待流量和直管压降的数据稳定以后,方可记录数据。3.利用压力传感器测大流量下Pr时,空气水倒U型管连接处,A,A止水夹应夹上(关闭),否则影响测量数值,而用倒U型管测小流量Pr时,A,A应打开。七、实验数据处理1.由实验测得的水温,查表求得密度与粘度,按照(12)式和(13)式计算和Re。2.根据计算出的一系列和Re,在半对数坐标纸上,绘出log(Re)曲线。表一、直管阻力实验数据表（光滑直管内径mm、管长米）t=、(pa.s)、(Kgm3)、仪表的初始读书=KPa序号Q（l/h）RP（KPa）u（m/s）Re（KPa）（mmH2O）12设备的主要技术数据:管径d和管长L(第一套装置d=0.0079m,管长1.6m。第二套装置d=0.0078m，管长1.6m。)对于第一套实验装置用压力传感器测得的P(V)值,需用回归式:P=(193.46v+9.29)12.6/0.102(pa)换算对于第二套装置用压力传感器测得的P