1、第二章 實驗部分實驗一 流體流動阻力的測定一、實驗?zāi)康模?）了解流體流動阻力的測定方法。（2）測定流體流過直管時的磨擦阻力，并確定磨擦系數(shù)與雷諾數(shù)Re的關(guān)系。（3）測定流體流過管件（本實驗為閘閥）時的局部阻力，并求出阻力系數(shù)。（4）了解與本實驗有關(guān)的各種流量測量儀表、壓差測量儀表的結(jié)構(gòu)特點和安裝方式，掌握其測量原理、學會正確使用。二、基本原理流體在管路中流動時，由于粘性剪應(yīng)力和渦流的存在，不可避免地會引起壓強損耗。這種損耗包括流體經(jīng)過直管的沿程阻力以及因流體運動方向改變或因管子大小形狀改變所引起的局部阻力。1沿程阻力流體在水平均勻管道中穩(wěn)定流動時，由截面1到截面2，阻力損失表現(xiàn)在壓強的降低；h

2、f=影響阻力損失的因素十分復(fù)雜，目前尚不能完全用理論方法求解，必須通過實驗研究其規(guī)律。為了減少實驗工作量，擴大實驗結(jié)果的應(yīng)用范圍，可采用因次分析法將各變量綜合成準數(shù)關(guān)系式。影響阻力損失的諸因素有：（1）流體性質(zhì)：密度，粘度；（2）管路的幾何尺寸：管徑d，管長，管壁粗糙度e；（3）流動條件：流速u。可表示為：P=f(d,u,e)。組合成如下的無因次式：引入 ，則上式變?yōu)椋菏街?，稱為直管摩擦系數(shù)，滯流時=64/Re；湍流時與Re的關(guān)系受管壁粗糙度的影響，需由實驗求得。根據(jù)伯努利方程可知，流體通過直管的沿程阻力損失，可直接由所測得的液柱壓差計讀數(shù)R算出：p=R(指水)g其中：指壓差計中指示液密度，k

3、g/m3。本實驗中用水銀作指示液，被測流體為水。RU型管中水銀位差，m。g重力加速度，g=9.81m/s2。2局部阻力局部阻力通常有兩種表示方法，即當量長度法和阻力系數(shù)法。（1）當量長度法流體流過某管件或閥門時，因局部阻力造成的損失，相當于流體通過與其具有相同管徑的若干米長度的直管阻力損失，這個直管長度稱為當量長度，用符號表示。這樣，就可以用直管阻力的公式來計算局部阻力損失，而且在管路計算時，可將管路中的直管長度與管件，閥門的當量長度合并在一起計算，如管路中直管長度為，各種局部阻力的當量長度之和為Le，則流體在管道中流動時的總阻力損失hf為：hf = 。（2）阻力系數(shù)法流體通過某一管件或閥門的

4、阻力損失用流體在管路中的動能系數(shù)hf來表示：hf =。式中局部阻力系數(shù)，無因次；u 在小截面管中流體的平均流速，m/s。由于管件兩側(cè)距測壓孔間的直管長度很短，引起的摩擦阻力與局部阻力相比，可以忽略不計，因此hf之值可應(yīng)用伯努利方程由壓差計讀數(shù)求出。三、實驗裝置與流程1、本設(shè)備主要參數(shù)被測管長（m）管徑（公稱直徑）被測管件20.0213/4閘閥2、流程圖圖1-1 流體流動阻力測定流程圖（1）水箱（8）數(shù)顯溫度（2）控制閥（9）泵（3）放空閥（10）渦輪流量計（4）直管阻力測量U形壓差計（11）直管段取壓孔（5）平衡閥（12）局部阻力測量U形壓差計（6）放空閥（13）閘閥（7）排液閥（14）局部阻

5、力取壓孔四、實驗步驟與注意事項1、水箱充水至80%。2、儀表調(diào)整，MMD智能流量儀及LW-15型按說明書調(diào)節(jié)。3、打開壓差計上平衡閥，關(guān)閉各放氣閥4、啟動循環(huán)水泵。5、排氣：（1）管路排氣。（2）測壓導(dǎo)管排氣。（3）關(guān)閉平衡閥，緩慢旋動壓差計上放氣閥排除壓差計中的氣泡，注意：先排進壓管后排低壓管（嚴防壓差計中水銀沖走），排氣完畢。6、讀取壓差計零位讀數(shù)。7、開啟調(diào)節(jié)閥至最大，確定流量范圍，確定實驗點，測定直管阻力和測定局部阻力（閘閥全開時）。8、測定讀數(shù)：改變管道中的流量讀出一系列渦輪計讀數(shù)及壓差。9、實驗裝置恢復(fù)原狀，打開壓差計上的平衡閥，并清理實驗現(xiàn)場。五、數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)記錄如表1

6、-1所示，數(shù)據(jù)處理如表1-2所示。表1-1 直管阻力及局部阻力記錄表t= 渦輪流量計系數(shù)N= 轉(zhuǎn)/（L/s）序 號渦輪轉(zhuǎn)數(shù)直管阻力局部阻力左讀數(shù)右讀數(shù)左讀數(shù)右讀數(shù)12345678910表1-2 直管阻力與局部阻力數(shù)據(jù)處理表序號直管阻力局部阻力流量Vs/m3·s1流速/m·su=壓降/pa雷諾數(shù)Re=阻力系數(shù)lgRelg壓頭損失/mhf=阻力系數(shù)1234567六、實驗報告按正規(guī)要求的格式書寫實驗報告，書寫本實驗報告時，還注意以下事項：1、根據(jù)實驗結(jié)果，在雙對數(shù)坐標紙上描繪=f(Re)的曲線或在直角坐標紙上描繪lglgRe的曲線，與化工基礎(chǔ)或化工原理教材上的Re曲線對照求相對粗糙度。2、根據(jù)局部阻力實驗結(jié)果，在直角坐標紙上描繪hf 曲線，求局部阻力系數(shù)。3、對實驗結(jié)果進行討論。七、思考題1、在進行測試系統(tǒng)的排氣工作時，是否應(yīng)關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥門？為什么？2、如何檢驗測試系統(tǒng)內(nèi)的空氣已經(jīng)被排除干凈？3、在U形壓差計上裝設(shè)“平衡閥”有何