化工原理流體阻力實驗報告化工大學(xué)

化工原理流體阻力實驗報告化工大學(xué)北京化工大學(xué)化工原理實驗報告 首先，本實驗使用UPRSⅢ型第4套實驗設(shè)備，通過測量不同流速響因素，驗證在湍流區(qū)內(nèi)λ與雷諾數(shù)Re和相對粗糙度的結(jié)果，從實驗數(shù)據(jù)分析可知，光滑管、粗糙管的摩擦阻力系不可壓縮流體在圓形直管中做穩(wěn)定流動時，由于黏性和渦流的作用會產(chǎn)生摩擦阻力（即直管阻力）；流體在流過突然擴大、彎頭等管件時，由于流體運動的速度和方向突然變化，會產(chǎn)生局部阻力。由于分子的流動過程的運動機理十分復(fù)雜，目前不能用理論方法來解決流體阻力的運算問題，必須通過實驗研究來掌握其規(guī)律。為了減少實驗的工作量、化簡工作難度、同時使實驗的結(jié)果具有普遍的應(yīng)用意義，應(yīng)采用基于實驗基礎(chǔ)的量綱分析法來對直管阻力進行測流體流經(jīng)處的幾何尺寸、流體的運動狀態(tài)有關(guān)?？杀硎緸椋簂d-l(ε)u2fHfHf根據(jù)機械能衡算方程，實驗測量Hf：2─e=測量）： ）：\\直管段兩端使用電子壓差計來測量壓差。對于任意一種流體，其直管摩擦系數(shù)λ僅與Re和有關(guān)。因此只要進行有限量的實驗，就可以確定λ與Re和的關(guān)系，從而計算任意流體在管路中流體的邊界在局部地區(qū)發(fā)生急劇變化時，迫使主流脫離邊壁而形成漩渦，流體質(zhì)點間產(chǎn)生劇烈的碰撞，所形成的阻力稱為局部阻力。局部阻力通常以當(dāng)對于不同的閥門和管徑變化，有著不同的局部阻力系數(shù)。局部阻力系數(shù)的表2局部阻力系數(shù)與局部結(jié)構(gòu)關(guān)系（Re>40=1-1溫度計，Pt100,0~200℃,精度等級），步驟為：全開壓差傳感器排氣閥，打開流量調(diào)節(jié)閥11數(shù)十秒），對于測壓管線排氣：打開全部測壓閥、壓差傳感器排氣閥，查看Δp孔管路的切換閥和測壓管線上的切換閥都關(guān)閉。流量由大到小，測取關(guān)閉全部閥門，通過變頻器關(guān)泵，關(guān)閉控制柜。切斷電源，整理實驗數(shù)11、湍流—不銹鋼管數(shù)據(jù)ΔP0/kPal/md/mε/mm表速31123λ45678922-312345678932μ=數(shù)Re1ζ1234速速2Δp2-1/kPa號12理論值ζu1u23v213v22-322)0Reζ序號2332μ221233_422號量降Δp/kPa水溫度3速1數(shù)值56m32μ2對于光滑管，實驗數(shù)值的阻力摩擦系數(shù)應(yīng)大略微于等于理論值。通過實驗界值之前十分接近，僅僅是略微較低于理論值。這說明了Blasius公式在Re=4000至臨界值區(qū)間上與實際情況吻合得較好。當(dāng)雷諾數(shù)繼續(xù)增大后，阻力），諾數(shù)Re相同時，實驗數(shù)值的阻力摩擦系數(shù)比光滑管的大，其間的曲線關(guān)系應(yīng)該位于理論值曲線的上方。粗糙管內(nèi)的摩擦阻力系數(shù)不僅隨雷諾數(shù)的變化而變化，其大小還與管道的相對粗糙度有直接關(guān)系。此外，粗糙管的λ-Re關(guān)系曲線與理論曲線偏離明顯，這說明Blasius公式對水力光滑管Re增大到一定程度時，有一臨界值，λ逐漸趨于一個定值。此后的流動可以認(rèn)對于層流管，在流速較低時（層流區(qū)內(nèi)），數(shù)據(jù)點在大體落在理但幅度不大。相較而言，同種情況下，球閥的局部阻力系數(shù)遠小于截止閥，這量產(chǎn)生偏差，在實驗中排出氣體