食品工程原理實驗報告：管路沿程阻力測定

1、食品工程原理試驗報告：江蘇大學(xué)實 驗 報 告管路沿程阻力測定系別 班級 做試驗日期 20XX 年 9 月 18 日姓名 學(xué)號 交報告日期 20XX 年 10 月 20 日完成報告所需時間 100min 老師評定：試驗一 管路沿程阻力測定一、試驗?zāi)康?、把握流體流經(jīng)管道時沿程阻力缺失的測定方法；2、測定流體流過直管時的摩擦阻力,確定摩擦系數(shù) 與雷諾數(shù) Re的關(guān)系；3、測定流體流過管件時的局部阻力,并求出阻力系數(shù) ；4、學(xué)會壓差計和流量計的使用方法；二、試驗原理 流體在管內(nèi)流淌時,于粘性剪應(yīng)力和渦流的存在,不行 防止地會引起壓強損耗；機(jī)械能的消耗包 括流體流經(jīng)直管的沿程阻力和因流體運動方向轉(zhuǎn)變所

2、引起的局部阻力；1沿程阻力 流體在水平均勻管道中穩(wěn)固流淌時,阻力缺失表現(xiàn)為壓 力降低；即：hf = Pf=lud22= p1p2, = 2dlPfu2 , Re = du , P=Rg 湍流流淌時,影響阻力缺失的因素特別復(fù)雜,目前尚不 能完全用理論的方法求解,必需通過試驗爭辯其規(guī)律；為減 少試驗工作量,擴(kuò)大試驗結(jié)果的應(yīng)用范疇,可以接受因次分析法將各個變量綜合成準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式；影響阻力缺失的因素有：1） 流體性質(zhì)：密度,粘度；2） 管路的幾何尺寸：管徑 1 3） 流淌條件：流速 u d,管長 l ,管壁粗糙度；變量關(guān)系可以表示為：P=fd,l, , , u, 式中：d 管徑 m ；l 管長 m； u

3、 流速 m / s；流體的密度 kg / m3； Pa ；流體的粘度 N s / m2；Pf 直管阻力引起的壓強降雷諾數(shù) Re 定義是：滯流時： =64/ Re ; 湍流時, 與 Re 的關(guān)系受管壁粗糙度的影響,需試驗確定；2局部阻力局部阻力通常有兩種表示方法,即當(dāng)量長度法和阻力系數(shù)法； 當(dāng)量長度法 阻力系數(shù)法局部阻力系數(shù) 的測定：hfPf u22f 2P 2u 式中： - 局部阻力系數(shù),無因次；Pf 局部阻力引起的壓強降,Pa；hf 局部阻力引起的能量缺失,Jkg； 三、試驗裝置流程1本試驗裝置及設(shè)備主要參數(shù)：被測元件：鍍鋅水管,管長,管徑；閘閥； 測量外表： U 壓差計； LW-15 型渦

4、輪番量計,儀器編號為的儀表常數(shù)為, MMD智能流量儀）；循環(huán)水泵；循環(huán)水箱； 2. 流程：DZ15-40 型自動開關(guān)；數(shù)顯溫度表；2 1. 水箱 2. 把握閥 3. 放空閥 4. U形壓差計 5. 平穩(wěn)閥 6. 放空閥 7. 排液閥 8. 數(shù)顯溫度表 9. 泵 10. 渦輪番量計 11. 取壓計 12 U 形壓差計 13. 閘閥 14. 取壓孔四、試驗步驟及留意事1. 水箱充水至 80%；2. 外表調(diào)整； 3. 氣閥；4. 啟動循環(huán)水泵；打開壓差計上的平穩(wěn)閥,關(guān)閉各放5. 排氣：管路排氣；測壓管排氣；關(guān)閉平穩(wěn)閥,緩慢旋 動壓差計上放氣閥排除壓差計中的氣泡,排氣完畢； 6.讀取壓差計零位讀數(shù)；7

5、. 開啟調(diào)劑閥至最大,確定流量范疇,確定試驗點,測 定直管部分阻力和局部阻力；8. 測定讀數(shù)： 轉(zhuǎn)變管道中的流量讀出一系列流量 Vs、壓 差 p1 ； 9. 試驗裝置復(fù)原原狀, 打開壓差計上的平穩(wěn)閥,并清理試驗場地；3 五、試驗數(shù)據(jù)試驗裝置號：I ,被測管長：,被測管徑：被測管件：鍍鋅水管,外表常數(shù)：水溫：C ；序號 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 流量儀讀數(shù)直管阻力缺失p1 U 管左邊讀U 管右邊讀數(shù) cmHg 數(shù) cmHg 700 699 669 620 22 596 560 520 44 490 43 310 140 36 130 35 局部阻力缺失p2 U 管左邊讀 U管

6、右邊讀數(shù) cmHg 數(shù) cmHg 23 23 24 30 27 27 28 六、數(shù)據(jù)處理 序流量 Vs 流速 u 密度號m3/s m/s Kg/m3 1 10-3 2 10-3 3 10-3 4 10-3 5 10-3 6 10-3 7 10-3 8 10-3 9 10-3 10-3 0 粘度 Pa s 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 Re R1 cmHg R2 cmHg 6 p1 Pa p2 Pa 運算過程：uvs/4d= 10 Redu801079754. 472 4 P1 = R1 g= P2= R2 指- 水） g=2

7、p1dlu22210 3310 2p2u222 2 七、結(jié)果分析與爭辯1. 用雙對數(shù)坐標(biāo)紙關(guān)聯(lián)確定 /d 下, 和 Re 的關(guān)系,并用試驗結(jié)果估算一工程問題的阻力缺失；答：系列 確定 /d 下, 和 Re的關(guān)系見上圖；以 =為例hf=hf+hp+ u2 /2= /2+ /2 =/kg 2. 依據(jù)所得到的 和 Re 的關(guān)系,驗證伯拉休斯公式；答：柏拉修斯公式：；當(dāng) Re=, = 即在此條件下柏拉修斯公式不成立；3. 為什么測定數(shù)據(jù)前第一要趕盡設(shè)備和測壓管中的空 氣？怎樣趕走？答：由于測定數(shù)據(jù)前不趕盡設(shè)備和測壓管中的空氣的話,會產(chǎn)生誤差,使得U形管的讀數(shù)不準(zhǔn)；趕走方法：關(guān)閉進(jìn)水閥門,打開出水閥門,

8、排走氣泡；4. 在進(jìn)行測試系統(tǒng)的排氣工作時,是否要關(guān)閉系統(tǒng)的出 口閥？為什么？答：不應(yīng)當(dāng)關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥；由于關(guān)閉閥門就不能排 氣了,啟動離心泵后會發(fā)憤慨縛現(xiàn)象,不能 輸送液體；5 形壓差計上裝設(shè)平穩(wěn)閥有何作用？什么時候開著？什 么時候關(guān)閉？答：作用：用來轉(zhuǎn)變流經(jīng)閥門的流淌阻力,從而調(diào)劑流 量,平穩(wěn)閥能夠?qū)⑿碌乃恳罁?jù)設(shè)計運算 的比例平穩(wěn)支配,各支路同時按比例增減,仍然中意當(dāng) 前氣候需要下的部分負(fù)荷的流量需求,起平穩(wěn)作用；當(dāng)試驗 終止時打開,當(dāng)排除壓差計中的氣泡時以及試驗過程中關(guān) 閉；6. 為什么本試驗數(shù)據(jù)需在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上進(jìn)行標(biāo)繪？答：由于變量 和 Re 的最大值最小值相差很大,直接繪圖不便

9、利,接受雙對數(shù)坐標(biāo)可以使圖形不失真,更好反映 目了然；6 和 Re 兩者之間的的關(guān)系,讓人一形壓差計上裝設(shè)平穩(wěn)閥有何作用？什么時候開著？什 么時候關(guān)閉？答：作用：用來轉(zhuǎn)變流經(jīng)閥門的流淌阻力,從而調(diào)劑流 量,平穩(wěn)閥能夠?qū)⑿碌乃恳罁?jù)設(shè)計運算 的比例平穩(wěn)支配,各支路同時按比例增減,仍然中意當(dāng) 前氣候需要下的部分負(fù)荷的流量需求,起平穩(wěn)作用；當(dāng)試驗 終止時打開,當(dāng)排除壓差計中的氣泡時以及試驗過程中關(guān) 閉；6. 為什么本試驗數(shù)據(jù)需在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上進(jìn)行標(biāo)繪？答：由于變量 和 Re 的最大值最小值相差很大,直接 繪圖不便利,接受雙對數(shù)坐標(biāo)可以使圖形不失真,更好反映 目了然；6 和 Re 兩者之間的的關(guān)系,讓

10、人一江蘇大學(xué)實 驗 報 告姓名系別班級做試驗日期 20XX 年 9 月 18 日學(xué)號交報告日期 20XX 年 10 月 20 日完成報告所需時間100min 老師評定：試驗一管路沿程阻力測定一、試驗?zāi)康?、把握流體流經(jīng)管道時沿程阻力缺失的測定方法；2、測定流體流過直管時的摩擦阻力,確定摩擦系數(shù) 與雷諾數(shù) Re的關(guān)系；3、測定流體流過管件時的局部阻力,并求出阻力系數(shù) ；4、學(xué)會壓差計和流量計的使用方法；二、試驗原理 流體在管內(nèi)流淌時,于粘性剪應(yīng)力和渦流的存在,不行 防止地會引起壓強損耗；機(jī)械能的消耗包 括流體流經(jīng)直管的沿程阻力和因流體運動方向轉(zhuǎn)變所 引起的局部阻力；1沿程阻力 流體在水平均勻管道

11、中穩(wěn)固流淌時,阻力缺失表現(xiàn)為壓 力降低；即：hf = Pf=lud22= p1p2, = 2dlPfu2 , Re = du , P=Rg 湍流流淌時,影響阻力缺失的因素特別復(fù)雜,目前尚不 能完全用理論的方法求解,必需通過試驗爭辯其規(guī)律；為減 少試驗工作量,擴(kuò)大試驗結(jié)果的應(yīng)用范疇,可以接受因次分 析法將各個變量綜合成準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式；影響阻力缺失的因素有：1） 流體性質(zhì)：密度,粘度；2） 管路的幾何尺寸：管徑 1 3） 流淌條件：流速 u d,管長 l ,管壁粗糙度；變量關(guān)系可以表示為：P=fd,l, , , u, 式中：d 管徑 m ；l 管長 m； u 流速 m / s；流體的密度 kg / m

12、3； Pa ；流體的粘度 N s / m2；Pf 直管阻力引起的壓強降雷諾數(shù) Re 定義是：滯流時： =64/ Re ; 湍流時, 與 Re 的關(guān)系受管壁粗糙度的影響,需試驗確定；2局部阻力 局部阻力通常有兩種表示方法,即當(dāng)量長度法和阻力系數(shù)法； 當(dāng)量長度法 阻力系數(shù)法局部阻力系數(shù) 的測定：hfPf u22f 2P 2u 式中： - 局部阻力系數(shù),無因次；Pf 局部阻力引起的壓強降,Pa；hf 局部阻力引起的能量缺失,Jkg； 三、試驗裝置流程1本試驗裝置及設(shè)備主要參數(shù)：被測元件：鍍鋅水管,管長,管徑；閘閥； 測量外表： U 壓差計； LW-15 型渦輪番量計,儀器編號為的儀表常數(shù)為, MMD

13、智能流量儀）；循環(huán)水泵；循環(huán)水箱； 2. 流程：DZ15-40 型自動開關(guān)；數(shù)顯溫度表；2 1. 水箱 2. 把握閥 3. 放空閥 4. U形壓差計 5. 平穩(wěn)閥 6. 放空閥 7. 排液閥 8. 數(shù)顯溫度表 9. 泵 10. 渦輪番量計 11. 取壓計 12 U 形壓差計 13. 閘閥 14. 取壓孔四、試驗步驟及留意事1. 水箱充水至 80%；2. 外表調(diào)整； 3. 氣閥；4. 啟動循環(huán)水泵；打開壓差計上的平穩(wěn)閥,關(guān)閉各放5. 排氣：管路排氣；測壓管排氣；關(guān)閉平穩(wěn)閥,緩慢旋 動壓差計上放氣閥排除壓差計中的氣泡,排氣完畢； 6.讀取壓差計零位讀數(shù)；7. 開啟調(diào)劑閥至最大,確定流量范疇,確定試

14、驗點,測定直管部分阻力和局部阻力；8. 測定讀數(shù)： 轉(zhuǎn)變管道中的流量讀出一系列流量 Vs、壓差 p1 ； 9. 試驗裝置復(fù)原原狀, 打開壓差計上的平穩(wěn)閥,并清理試驗場地；3 五、試驗數(shù)據(jù)試驗裝置號：I ,被測管長：,被測管徑：被測管件：鍍鋅水管,外表常數(shù)：水溫：C ；序號 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 流量儀讀數(shù)直管阻力缺失p1 U 管左邊讀U 管右邊讀數(shù) cmHg 數(shù) cmHg 700 699 669 620 22 596 560 520 44 490 43 310 140 36 130 35 局部阻力缺失p2 U 管左邊讀 U管右邊讀數(shù) cmHg 數(shù) cmHg 23 23

15、24 30 27 27 28 六、數(shù)據(jù)處理 序流量 Vs 流速 u 密度號m3/s m/s Kg/m3 1 10-3 2 10-3 3 10-3 4 10-3 5 10-3 6 10-3 7 10-3 8 10-3 9 10-3 10-3 0 粘度 Pa s 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 10-4 Re R1 cmHg R2 cmHg 6 p1 Pa p2 Pa 運算過程：uvs/4d= 10 Redu801079754. 472 4 P1 = R1 g= P2= R2 指- 水） g=2p1dlu22210 3310 2p2u222

16、 2 七、結(jié)果分析與爭辯1. 用雙對數(shù)坐標(biāo)紙關(guān)聯(lián)確定 /d 下, 和 Re 的關(guān)系,并用試驗結(jié)果估算一工程問題的阻力缺失；答：系列 確定 /d 下, 和 Re的關(guān)系見上圖；以 =為例hf=hf+hp+ u2 /2= /2+ /2 =/kg 2. 依據(jù)所得到的 和 Re 的關(guān)系,驗證伯拉休斯公式；答：柏拉修斯公式：；當(dāng) Re=, = 即在此條件下柏拉修斯公式不成立；3. 為什么測定數(shù)據(jù)前第一要趕盡設(shè)備和測壓管中的空氣？怎樣趕走？答：由于測定數(shù)據(jù)前不趕盡設(shè)備和測壓管中的空氣的話,會產(chǎn)生誤差,使得U形管的讀數(shù)不準(zhǔn)；趕走方法：關(guān)閉進(jìn)水閥門,打開出水閥門,排走氣泡；4. 在進(jìn)行測試系統(tǒng)的排氣工作時,是否要關(guān)閉系統(tǒng)的出 口閥？為什么？答：不應(yīng)當(dāng)關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥；由于關(guān)閉閥門就不能排 氣了,啟動離心泵后會發(fā)憤慨縛現(xiàn)象,不能 輸送液體；5