流体流动阻力测定实验报告

流体流动阻力的测定 实验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载             化工0808 200811240 报告人：董天琦 同组人: 谢应锐、魏来、派瑞克、施云 流体流动阻力测定实验报告  200811240 化工 0808 董天琦  流体流动阻力测定实验报告  实验时间：2010.10.21             报告人：董天琦               学号：200811240      班级：化工  0808                       同组人: 谢应锐、魏来、派瑞克、施云  摘要：本实验通过测定流体在不同管路中流动时的流量 qv、测压点之间的压强 差ΔP，结合已知的管路的内径、长度等数据，应用机械能守恒式算出不同管路 的λ‐Re 变化关系及突然扩大管的 -Re 关系。从实验数据分析可知，光滑管、 粗糙管的摩擦阻力系数随 Re 增大而减小，并且光滑管的摩擦阻力系数较好地满 足 Blasuis关系式：  。突然扩大管的局部阻力系数随 Re 的变化而变 化。层流时，摩擦阻力系数满足  关系式。  一、 实验目的及任务  1、 掌握测定流体流动阻力实验的一般方法。  2、 测定直管摩擦阻力系数λ及突然扩大管和阀门的局部阻力系数。  3、 测定层流管的摩擦阻力。  4、 验证湍流区摩擦阻力系数λ为雷诺数 Re 和相对粗糙度的函数。  5、 将所得光滑管的λ‐Re 方程与 Blasius方程相比较。  二、 基本原理  流体在由直管和管件、阀门组成的管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存 在,不可避免地要消耗一定的机械能。流体在直管中流动造成机械能损失称为直 管阻力损失,用 Hp 表示。而流体流经阀门管件等的局部障碍所造成的机械损失, 称为局部阻力损失,用 hf表示。直管阻力损失,表现在水平均匀管路中两截面的压 强降低,即：  21 pph f  。 因为影响阻力损失的因素很多,即 ),,,,,,(  uldfh f  所以,我们采用因次分 析指导下的实验研究方法。根据因次分析法,将 ),,,,,(  uldfph f  组合 第 1 页 共 9 页 流体流动阻力测定实验报告  200811240 化工 0808 董天琦  成无因次式：雷诺数 Re=d*u*ρ/μ;相对粗糙度=ε/d;管子长径比=l/d 所以有     dd ldu u P    ,,2 (1) 变换(1)式, 得 2 Re, 2u dd lP     (2) 由(2)式可知 h P l d u f      2 2 (3) (3)式中的λ, 即为直管摩擦系数, 它可表示成     Re, d 。它只是雷诺数及管 壁相对粗糙度的函数,确定它们之间的关系,只要用水作物系,在实验室规模的装 置中进行有限量的实验即可得知, 知道了λ的值,就可计算任何物系的流体在管 道中的阻力损失,使实验结果具有普遍意义。局部阻力损失,用局部阻力系数法表示, 即用动能系数来表示,可写成 2 2uhe  。 三、 装置和流程 本实验装置如图，管道水平安装，实验用水循环使用。其中 1为水箱，2 为水泵，3为层流水箱，4管为层流管，管径Φ=2.5mm,两测压点之间距 离为 1.00m；5 为截止阀，6为球形阀。7管为光滑管，管径Φ=20.5mm， 长度为 1.80m。8 管为粗糙管，管径Φ=22.0mm，长度为 1.50m。9 管为突 然扩大管，管子由Φ（22*3）mm 扩大到Φ（48*3）mm；10 为流量调节阀， 11 为层流调节阀。系统装有孔板流量计（孔径Φ24.00mm，孔流系数 C0=0.73）以测量流量。 第 2 页 共 9 页 流体流动阻力测定实验报告  200811240 化工 0808 董天琦    实验的测量系统如图，共有两套倒 U形压差计，一套正 U形压差计和一组切换 阀。正 U形压差计用来测量层流管阻力，它可以用倒 U形压差计测量；倒 U形 压差计用来测量孔板压差、直管阻力和局部阻力，各测压点均与面板后的两个 汇集管相连，通过面板上切换阀与倒 U形压差计相连。前者用来测量直管阻力 和局部阻力，后者用于测量孔板压差，其测压口与装置相同编号的测压口相连。  四、 实验操作要点  ① 启动离心泵，打开被测管线上的开关阀及面板上与其相应的切换阀，关闭其 他开关阀和切换阀，保证测压点一一对应。  ② 系统要排净气体是液体连续流动。设备和测压管线中的气体都要排净，检查 是否排净的方法是当流量为零时，观察 U形压差计中两液面是否水平。  ③ 读取数据时，应注意稳定后再读书。测定直管阻力时，流量由大到小，充分 利用面板量程读取 8组数据，然后由小到大测取几组数据，以检查数据的重 复性。测定突然扩大管、球阀和截止阀的局部阻力时，各测取 3组数据。层 流管的流量用量筒与秒表测取。      第 3 页 共 9 页 流体流动阻力测定实验报告  200811240 化工 0808 董天琦  五、 实验原始数据  光滑管  T=15.2℃  d=20.5mm l=1.5m  流量（m3/h） 压差（Kpa） 3.82 77.238 3.2 5.609 2.87 4.588 2.83 4.4703 2.42 3.4089 2.02 2.4298 1.69 1.8045 1.37 1.2524 1.04 0.7867 0.77 0.4864 0.39 0.1885   粗糙管  T=16.2℃  d=22.0mm l=1.5m  流量（m3/h） 压差（Kpa） 3.87 7.5859 3.17 5.5451 2.67 3.9673 2.28 3.019 2 0.3595 1.66 4.6963 1.4 1.2593 1.11 0.8435 0.81 0.508 0.54 0.2715   扩大管 T=18.8℃  d1=16.0mm l1=140mm d2=48mm l2=28.6mm  流量（m3/h） 压差（Kpa） 3.3 1.8335 2.18 0.745 1.38 0.283   第 4 页 共 9 页 流体流动阻力测定实验报告  200811240 化工 0808 董天琦    层流管  T=19.7℃  d=2.5mm l=1m  时间（s） 体积（ml） 流量（m3/h） 120 43 0.00129 120 78 0.00234 90 80 0.0032 90 102 0.00408 60 85 0.0051 60 103 0.00618 60 145 0.0087 60 160 0.0096 第 5 页 共 9 页 流体流动阻力测定实验报告  200811240 化工 0808 董天琦  六、数据处理  实验时水温为 15.2。C，查得此温度下的黏度μ=1.155(mPa.s)。取ρ =1000kg/m3 。列出两测压点之间的机械能守恒式：    ⑴ 对于光滑管，z1=z2，u1=u2=u且=0，则有 且 uA=qv，  可得  且雷诺数     。                    ⑵ 对于粗糙管与光滑管，即  ，  。  ⑶ 对于突然扩大管，可忽略摩擦阻力损失，且 z1=z2，u=u2，则  ， ，  则   ⑷ 对于层流管，算法与光滑管相同，即 ，   由以上原理整理得出以下数据      第 6 页 共 9 页 流体流动阻力测定实验报告  200811240 化工 0808 董天琦    在双对数坐标上分别做两管的 Re‐λ关系图，图形如下：      层流管和扩大管数据处理如下       第 7 页 共 9 页 流体流动阻力测定实验报告  200811240 化工 0808 董天琦  扩大管 流量（m3/h） 压差（Kpa） 水的流速 1 水的流速 2 密度 ρ(kg/m3) 阻力系数 λ 3.3 1.8335 4.559125974 0.5065696 997.917256 0.987477533 2.18 0.745 3.011786249 0.3346429 997.917256 0.987489716 1.38 0.283 1.906543589 0.2118382 997.917256 0.987498284   做层流管 Re‐λ关系图，图形如下   第 8 页 共 9 页 流体流动阻力测定实验报告  200811240 化工 0808 董天琦  七、实验结果与结论和误差分析  1、由以上实验数据处理的图形可知,光滑管和粗糙管的λ随 Re 的增大而 减小，且 Re 增大到一定数值时，λ降低的速度变小。  2、由光滑管的 Re‐λ曲线可以看出实验数据和符合 Blasuis关系式 。  3、层流管的所得的实验数据较好地符合公式λ=64/Re。  4、层流管的 Re 小于 2000，光滑管和粗糙管的 Re 在 104数量级。  5、局部阻力系数随 Re 的增大而减小，当 Re 增大到一定数值后局部阻力 系数变化率减小。  6、实验过程中水箱中的水的温度不断升高，但是 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 数据的时候只记录 了初始温度。  7、压力差计量表的数据在不断变化，读取的是一个瞬时值  八、思考题  2、在不同设备（包括相对粗糙度相同而管径不同）、不同温下测定的λ-Re 数据能否关联在一条曲线上？ 答：不一定，因为λ和 Re 与流体的密度和粘度有关。密度与粘度与温度 有关。所以不一定呢能关联到同一条曲线上 3、以水作工作流体所测得的λ-Re 关系能否适用于其他种类的牛顿型流 体？为什么？ 答：其他牛顿型流体的物理性质，如密度，黏度等和水不同，而λ、Re 和密度，黏度有关，所以不适用于其他流体。 5、如果要增加雷诺数的范围，可采取那些措施？ 答：更改管径，更改流体温度，从而更改流体的粘度和密度。。 第 9 页 共 9 页