实验一： 流体流动阻力测定 实验 兰州大学化学化工学院 冯庆华
目录 1 实验目的 2 实验原理 3 装置流程 4 实验步骤 5 数据处理
一、实验目的 1.学习直管摩擦阻力ΔPf ,直管摩擦系数λ的测定方法。 2.掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。 3.掌握局部摩擦阻力ΔPf ,局部阻力系数ζ的测定方法。 4.掌握有关压差计、流量计的使用方法。
实验内容 1. 测定实验管路内流体流动的阻力ΔPf和直管摩擦系数λ 。 2.测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数λ与雷诺数Re和相对粗糙度之间的关系曲线。 3.测定管路部件局部摩擦阻力ΔPf和局部阻力系数ζ。
二、实验原理 1.直管摩擦系数与雷诺数Re的测定。 流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时，其管路阻力引起的能量损失为： 又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系（范宁公式） 整理两式得 可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ，对应的Re，整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re的关系曲线。
二、实验原理 2．局部阻力系数ζ的测定 安装待测局部阻力的阀门，在上、下游各开两对测压口a-a'和b-b＇如图-1，使 ab＝bc ； a＇b＇＝b＇c＇，则 △Pf，a b ＝△Pf，bc ； △Pf，a＇b＇= △Pf，b＇c＇ △Pf ＝2(Pb－Pb＇)－(Pa－Pa＇) 为了实验方便，称(Pb－Pb＇)为近点压差，称(Pa－Pa＇)为远点压差。其数值用差压传感器来测量。
三、装置流程 1-水箱；2-水泵；3-入口真空表；4-出口压力表；5、16-缓冲罐；6、14-测局部阻力近端阀；7、15-测局部阻力远端阀；8、17-粗糙管测压阀；9、21-光滑管测压阀；10-局部阻力阀；11-文丘里流量计（孔板流量计）；12-压力传感器；13-涡流流量计；18、32-阀门；20-粗糙管阀；22-小转子流量计；23-大转子流量计； 24阀门；25-水箱放水阀；26-倒U型管放空阀；27- 倒U型管；28、30-倒U型管排水阀；29、31-倒U型管平衡阀
装置技术参数 被测直管段：光滑管管径d-0.008 (m) 管长L-1.700 (m) 材料不锈钢 金属转子流量计： LZB—25 100~1000（L/h） 玻璃转子流量计： VA10-15F 10~100（L/h） 压差传感器： 型号LXWY 测量范围200 KPa 阀门（管径0.020mm） 闸阀 针阀 球阀 截止阀 数字显示仪表：测量参数名称 仪表名称 数量 温度 AI-501B 1 压差 AI-501BV24 1 流量 AI-501BV24 1 功率 AI-501B 1 离心泵：型号WB70/055
四、实验步骤 1.熟悉装置流程； 2.向水箱加水； 3.测光滑管阻力； 5.阀门局部阻力测量。 先排气、后测量，先小流量、后大流量，小流量对小压差(U形管)、大流量对大压差(差压变送器)。 流量点取10、20…100、200、300…1000（L/h）。 4.测粗糙管阻力； 5.阀门局部阻力测量。 100%开度，70%开度， 50%开度；流量取500（L/h）
注意事项 1.启动离心泵之前，必须关闭流量调节阀，关闭压力表和真空表的开关，以免损坏测量仪表。 2.利用压力传感器测量大流量下△P时,应切断空气—水倒置∪型玻璃管的阀门否则将影响测量数值的准确。 3.测量之前，都必须检查所有调节阀是否关闭。 4.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。
_______管：内径______mm、管长_______m 液体温度___℃ 液体密度ρ___kg/m3 液体粘度μ___mPa.s 流体阻力实验数据表 _______管：内径______mm、管长_______m 液体温度___℃ 液体密度ρ___kg/m3 液体粘度μ___mPa.s 序号 流量(l/h) 直管压差ΔP ΔP 流速u Re λ kPa (mmH20) (Pa) (m/s) 1 2 3 4 5 …
局部阻力损失的测定 序号 Q(l/h) 近端压差 远端压差 U(m/s) 局部阻力压差 阻力系数 ζ 1 2 3
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