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化工原理实验报告流体流动阻力的测定
化工大学
实验报告
课程名称:班级:学号:
化工原理实验化工0602
200611048
实验日期:20081029姓名:同组人:
流体流动阻力的测定
摘要
测定层流状态下直管段的摩擦阻力系数(光滑管、粗糙管和层流管)。测定湍流状态不同(εd)条件下直管段的摩擦阻力系数(突然扩大管)。测定湍流状态下管道局部的阻力系数的局部阻力损失。本次实验数据的处理与图形的拟合利用Matlab完成。
关键词流体流动阻力雷诺数阻力系数实验数据Matlab
一、实验目的1、掌握直管摩擦阻力系数的测量的一般方法;2、测定直管的摩擦阻力系数λ以及突扩管的局部阻力系数ζ;3、测定层流管的摩擦阻力4、验证湍流区内λ、Re和相对粗糙度的函数关系
5、将所得光滑管的Re方程与Blasius方程相比较。
二、实验原理不可压缩流体(如水),在圆形直管中作稳定流动时,由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力;流体在流过突然扩大和弯头等管件时,由于流体运动的速度和方向突然发生变化,产生局部阻力。影响流体流动阻力的因素较多,在工程研究中,利用因次分析法简化实验,引入无因此数群
Redu
雷诺数:


相对粗糙度:d
l
管路长径比:d
可导出:
plReu2
d
d2
这样,可通过实验方法直接测定直管摩擦阻力系数与压头损失之间的关系:
1
f化工原理实验报告流体流动阻力的测定
Hf

p
lu2d2
因此,通过改变流体的流速可测定出不同Re下的摩擦阻力系数,即可得出一定相对粗糙度的管
子的λRe关系。
在湍流区内,λf(Re,εd),对于光滑管大量实验证明,当Re在3×103至105的范围
内,λ与Re的关系遵循Blasius关系式,即:
03163Re025
对于层流时的摩擦阻力系数,由哈根泊谡叶公式和范宁公式,对比可得:
64Re
局部阻力:
三、装置和流程
H
f


u22
Jkg
图1流体阻力实验装置流程图
1.水箱2.离心泵3.孔板流量计4.管路切换阀
5.测量管路
6.稳流罐7.流量调节阀
四、操作步骤1、启动水泵,打开光滑管路的开关阀及压降的切换阀,关闭其它管路的开关阀和切换阀;2、排尽体系空气,使流体在管中连续流动。检验空气是否排尽的方法是看当流量为零时候U形
压差计的两液面是否水平;3、调节倒U型压差计阀门1、2、3、4、5的开关,使引压管线内流体连续、液柱等高;4、打开流量调节阀,由大到小改变10次流量(Re>4000)记录光滑管压降、孔板压降数据;
mi
5、完成10组数据测量后,验证其中两组数据,确保无误后,关r
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