流体阻力实验数据处理

1、【数据处理】7号实验仪器示例（以第一组数据为例）:0.785d2=2.79m/s0.785d2=2.79m/s0.785x(22.0十1000)2AP,lu2APW=X-nX=fpd2Pdup竺=7.97xIO。x2x(22.0宁IO。)=duplu2998.2x1.5x2.792粗糙管d=22.0mml=1.5m20C时水的性质：卩=1.0050 x10-3Pa-sp=998.3kg/m3次数流量/m3h-1压差/kPa流速u/ms-12Re13.827.972.790.03006102723.456.582.520.03045511633.025.162.210.03114824642.6

2、03.901.900.03174153752.323.181.700.03253706362.002.411.460.03313195171.701.801.240.03422715881.401.281.020.03592236691.211.000.890.037519330101.000.740.730.040715976110.790.510.580.044912621120.600.330.440.05049585Re=1.0050 x10-3(22.0宁1000)x2.79x叽2=61027示例（以第一组数据为例）:u=佥=3.82丁3600=3.22m/s0.785d20.785

3、x(20.5十1000)2AP,lu2AP,lu2APW=X-nX=fpd2pdup竺=x1000 x2x(2.5宁1000)=0.0209lu2998.2x1.5x3.222Re=(20.5宁1000)x,22x叽2=654921.0050 x10-3光滑管d=20.5mml=1.5m20C时水的性质：卩=i.0050 x10-3Pa-sp=998.3kg/m3次数流量/m3h-1压差/kPa流速u/mS-12Re13.827.903.220.02096549223.426.452.880.02135863433.005.192.530.02235143442.613.942.200.022

4、34474752.303.131.940.02293943262.012.421.690.02313446071.701.821.430.02432914681.391.291.170.02582383191.201.001.010.026820573101.000.740.840.028617145110.800.570.670.034413716120.600.330.510.035410287:X=0.3163/Re0.25Re与入的关系图粗糙管光滑管a粗糙管光滑管aBlasius关系式Re示例（以第一组数据为例）:=4.84m/s=4.84m/s0.785d20.785x(16.0十1

5、000)0.785d2u2=佥=3.50丁3600=0.70m/s0.785d20.785x(42.0十1000)2z1g+-u12+P=z2g+-u22+P+WfnWf=P厂P2+u/u/=：吐121p222pp22亠(旦+)厶=(-20+红842一.7。2)x丄=0.791p2u12998.224.842突然扩大管次数流量/m3h-i压差/kPa小直径d/mm1大直径d/mm2小管流速v/m1S-1大管流速v/m2s-1密度/kgm-3局部阻力系数z测量值平均值13.502.2016.042.04.840.70998.20.7910.79423.301.9016.042.04.560.66

6、998.20.79633.091.6816.042.04.270.62998.20.79442.901.4716.042.04.010.58998.20.796示例（以第一组数据为例）:u=生=3.30丁3600=2.65m/s0.785d20.785x(21.0十1000)2=AP=匚.性=：=2x2.28xl000=0.652fp2pu2998.2x2.652球阀流量压差直径流速密度局部阻力系数z次数/m3h-1/kPa/mm/ms-1/kgm-3测量值平均值13.302.2821.02.65998.20.65223.102.0221.02.49998.20.65432.901.8221.

7、02.33998.20.6730.66442.701.5921.02.17998.20.679示例（以第一组数据为例）:u=佥=3.30丁3600=2.65m/s0.785d20.785x(21.0十1000)2Wf2Wf2AP2x28.90 x1000pu2998.2x2.652=8.259截止阀流量压差直径流速密度局部阻力系数Z次数/m3h-i/kPa/mm/ms-1/kgm-3测量值平均值13.3028.9021.02.65998.28.25923.1125.7021.02.50998.28.269QQA132.9823.6721.02.39998.28.2958.30142.7019.

8、6421.02.17998.28.384【结果分析与讨论】1、与化工原理书中的莫狄（Moody）摩擦系数图相比较发现粗糙管的入一Re曲线和光滑管入Re的曲线的走势一致以及在Re为10000100000的范围内所对应的入值的范围一致。2、光滑管的入一Re的曲线与Blasius关系式相比较，光滑管的入一Re的曲线在Blasius关系式上侧，两者差异不大，引起测量值比Blasius关系式所得值略大的原因主要是因为测量过程中光滑管是由不锈钢管代替测量的无法达到完全光滑。3、实验所得的局部阻力系数与化工原理书中所给的数据相近，较书中所给值略大，引起这个误差的主要原因是由于在测量过程中将一部分直管阻力也计

9、入了局部阻力中，导致测量值偏大。4、在实验过程中由于流量控制阀的阀门老化等原因不容易调节，出现阀门内部的滑移，导致流量变化，使得流量有时无法控制稳定，造成了实验测量结果的误差。5、在实验过程中在一定的流速下压差传感器示数无法达到稳定，一直处于波动状态，因此记录的压差取的是平均值，存在一定的误差。思考题：在不同设备（包括相对粗糙度相同而管径不同）、不同温度下测定的入一Re数据能否关联在一条曲线上？答：能，层流时入=64/Re，湍流时入=F（Re,/d）。不同的温度会引起密度，黏度的变化，会反应到Re的变化上，同样管径的不同也归结到Re的变化上。因此不同设备（包括相对粗糙度相同而管径不同）、不同温度下测定的入一Re数据能关联在一条曲线上。以水为工作流体所测得的的入一Re关系能否适用于其他种类的牛顿流体？为什么？答：能，因为牛顿流体的本构关系一致，虽然密度，黏度不同，但这些都反应在了R