專業(yè)：_控制系自動化一

姓名；，造纖纖

學號：_3080102755______

沏產(chǎn)/步實驗報告日期：_2010.11.19_______

地點：一數(shù)十1208

課程名稱：過程工程原理實驗指導老師:成績：

實驗名稱：流體流動阻力的測定實驗類型:驗證型

同組學生姓名：

一、實驗目的和要求（必填）二、實驗內(nèi)容和原理（必填）

三、主要儀器設(shè)備（必填）四、操作方法和實驗步驟

五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理六、實驗結(jié)果與分析（必填）

七、討論、心得

一、實驗目的

1.掌握測定流體流經(jīng)直管、管件（閥門）時阻力損失的一般實驗方法。

2.測定直管摩擦系數(shù)人與雷諾準數(shù)R。的關(guān)系，驗訐在一般湍流區(qū)內(nèi)人與人的關(guān)系由線。

3.測定流體流經(jīng)管件（閥門）時的局部阻力系數(shù)"

4.識辨組成管路的各種管件、閥門，并了解其作用。

二、實驗內(nèi)容和原理

流體通過由直管、管件和閥門等組成的管路系統(tǒng)時，由于粘性剪應力和渦流應力的

存在，要損失一定的機械能。流體流經(jīng)直管時所造成機械能損失稱為直管阻力損失。流

體通過管件、閥門時因流體運動方向和速度大小改變所引起的機械能損失稱為局部阻力

損失。

1.直管阻力摩擦系數(shù)入的測定

流體在水平等徑直管中穩(wěn)定流通時，由阻力損失公式可求得阻力系數(shù)公式：

_2dApf

人=-

-pliu2~

其中直管內(nèi)徑d、直管長度1已知，流體密度p由測得溫度杳表可以得到，流體沆經(jīng)1

米直管的壓力降A(chǔ)pf由實驗測得。流體在管內(nèi)流動的平均流速u可通過測定流體流量，再由

管徑計算得到。公式如下所示：

v

u=-------

9001vdz

式中：V為流量計測得的流量，mVh?？捎袑嶒灉y得。

當管內(nèi)為湍流時，有雷諾數(shù)公式

Re=V

式中，Re為雷諾準數(shù)，無因次；口為流體粘度，kg/(m-s),可通過查手冊得知。

湍流時.人是雷諾數(shù)Re和相對粗糙度￡/d的函數(shù)，故可由實驗測得的數(shù)據(jù)作出入?心曲線,

并求出相對粗糙度￡/d。

2.局部阻力系數(shù)珀勺測定

流體通過某一管件或閥門時的機械能損失表示為流體在小管徑內(nèi)流動時平均動能

的某一倍數(shù)，局部阻力的這種計算方法，稱為阻力系數(shù)法。公式為：

,2Apf

其中流體密度p由實驗時測得溫度查表得到，局部阻力壓強降A(chǔ)pf由實驗直接測得，

流體在小截面管中的平均流速u可有實驗直接測得的流量轉(zhuǎn)化得到。

三、實驗儀器設(shè)備

實驗對象部分由儲水箱，離心泵，不同管徑、材質(zhì)的水管，各種閥門、管件，渦輪

流量計和倒U型差壓計等組成。管路部分有三段并聯(lián)長直管，同時在粗糙管直管和光

滑管直管上分別裝有閘閥和截止閥，用于測定不同種類閥門的局部阻力系數(shù)。裝置參數(shù)

如下表所示3

名稱類型管內(nèi)徑(mm)測量段長度(mm)

光滑管不銹鋼管211000

粗糙管鍍鋅鐵管221000

光滑管局部阻力截止閥21660

粗糙管局部阻力閘閥22680

表3.1裝置參數(shù)表

四、實驗步驟

1.開啟儀表柜上總電源和儀表電源開關(guān)。

2.對水泵灌水，關(guān)閉泵出II閥，啟動泵，待電機轉(zhuǎn)動平穩(wěn)后，緩緩調(diào)整出II閥至最大。

3.全開流量調(diào)節(jié)閥，排除測試管內(nèi)空氣。

4.實驗從最大流量開始做起，最小流量控制在ln?/h以上，每次調(diào)節(jié)流量變化使得本

次流量約為上次流量的0.85倍，待參數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)，同時讀取不同流量下的壓差、

流量和溫度等有關(guān)參數(shù)。

5.實驗結(jié)束，關(guān)閉泵出口閥，關(guān)閉水泵電機，關(guān)閉儀表電源和總電源開關(guān)，將實驗裝

置恢組原狀。

6.根據(jù)實驗原理，分別繪制出粗糙管和光滑管的入?Re曲線，求出兩類閥門的H百，并

分析實驗結(jié)果。

五、實驗數(shù)據(jù)記錄與處理

1.光滑管入測定與入~Re曲線繪制

序號流量V/(m3/h)直管壓差△pf/kPa溫度t=19.0℃

15.408.98密度p=998.2kg/m'

24.737.07黏度「1.005x

3

34.045.3610-Pa/s

43.313.76

52.802.78

62.432.15

72.021.56

81.711.15

91.48().88

101.190.59

表5.1原始數(shù)據(jù)

要計算人和Re，需先由以下公式求得流速

V

2

3“60八0八x"n4d

由以下公式求得入

_2dAp

人二時f

2.光滑管閥門4值測定

序號流量V/(m3/h)直管壓差4截止閥壓差溫度t=19.0℃

pf/kPaAp/kPa密度p=998.2kg/m’

15.408.9880.3黏度U=1.005x

24.737.0761.710~3Pa/s

34.045.3645.3

43.313.7630.4

52.802.7821.9

62.432.1516.3

72.021.5611.4

81.711.158.0

91.480.886.0

1()1.190.593.9

表5.3原始數(shù)據(jù)

要計算"需先由公式求得流速

_V

3600x年

由下述公式求得閥門處壓降綠；

△PfZ=Ap；--0.66Apf

再由以下公式求得局部阻力系數(shù)S

陋

'pu2

結(jié)果如下表

序號流速u(m/s)閥門處壓降A(chǔ)p；/kPa局部阻力系數(shù)《

14.33374.377.936

23.79557.037.934

33.24241.767.961

42.65627.927.930

52.24720.067.960

61.95014.887.840

71.62110.377.907

81.3727.2417.707

91.1885.4197.693

100.9553.5117.106

表5.4《值計算結(jié)果

3.粗糙管人測定與入?Re曲線繪制

序號流量V/(m3/h)直管壓差apf/kPa溫度t=!9.0℃

15.6412.44密度p=998.2kg/m3

24.839.24黏度口=1.005x

34.026.4310-3Pa/s

43.454.89

53.023.75

62.522.63

72.121.88

81.811.38

91.571.04

1()1.290.71

表5.5原始數(shù)據(jù)

計算方法與使用公式同上，可得到下表:

序號流速u(m/s)直管阻力摩擦系數(shù)入雷諾數(shù)Re

14.1230.032290092

23.5310.032777156

32.9390.032864221

42.5220.033955109

52.2080.033948247

61.8420.034240250

71.5500.034533869

81.3230.034828909

91.1480.034825085

100.9430.035220606

表5.6計算結(jié)果

Re

圖5.2粗糙管入?Re曲線

對照課本圖1-32,無法讀出相對粗糙度。

4.粗糙管截止閥《值測定

序號流量V/(m3/h)直管壓差4閘閥壓差溫度t=19.0℃

pt/kPa△Pf/kPa密度

3

15.6412.4417.85p=998.2kg/m

24.839.2413.31黏度|i=

34.026.439.351.005x

-3

43.454.897.1610Pa/s

53.023.755.54

62.522.633.94

72.121.882.84

81.811.382.13

91.571.041.63

101.290.711.15

表5.7原始數(shù)據(jù)

經(jīng)過類似光滑管局剖阻力系數(shù)后十算方法，得到下表

序號流速u(m/s)閥門處壓降A(chǔ)p；/kPa局部阻力系數(shù)彳

14.1239.3911.230

23.5317.0271.255

32.9394.9781.155

42.5223.8351.208

52.2082.991.229

61.8422.1521.271

71.5501.5621.303

81.3231.1921.364

91.1480.9231.403

100.9430.6671.525

表5.4J值計算結(jié)果