流體流動阻力測定實驗報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專業(yè)： 姓名： 學號： 日期： 地點： 裝 訂 線 實驗報告過程工程專業(yè)實驗流體流動阻力實驗課程名稱： 指導老師： 成績： 實驗名稱： 實驗類型： 同組學生姓名： 一、實驗目的和要求（必填）二、實驗內(nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設備（必填）四、操作方法和實驗步驟五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理六、實驗結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得專心-專注-專業(yè)一、 實驗目的和要求1.掌握測定流體流經(jīng)直管、管件（閥門）時阻力損失的一般實驗方法。2.測定直管摩擦系數(shù) 與雷諾準數(shù) Re 的關(guān)系，流體流經(jīng)管件（閥門）時的局部阻力系數(shù) ，驗證在一般湍流區(qū)內(nèi) 與 Re 的關(guān)系曲線，考察與Re是否相關(guān)。

2、3.識辨組成管路的各種管件、閥門，并了解其作用,獲得對Re，摩擦系數(shù)，局部阻力系數(shù)的感性認識。二、 實驗內(nèi)容和原理1流量計校核通過計時稱重對渦輪流量計讀數(shù)進行校核。2. Re 數(shù)：Re=du u=VA=V900d2 (V=m3h-1)3. 直管阻力摩擦系數(shù) 的測定 流體在水平等徑直管中穩(wěn)定流動時，阻力損失為：Dwf=p=p1-p2=ldu22=2pdlu24.局部阻力系數(shù)的測定hf=pf'g=u22g=2pf'u2局部阻力壓力降的測量方法：測量管件及管件兩端直管（總長度 l' ）總的壓降p，減去其直管段的壓降，該直管段的壓降可由直管阻力pf（長度 l ）實驗結(jié)果求取。p

3、f'=p-l'lp三、 主要儀器設備Figure 1 實 1水箱 2離心泵 3、11、12、13、14壓差傳感器 4溫度計5渦輪流量計16粗糙管實驗段 17光滑管實驗段 18閘閥 19截止閥 20引水漏斗 21、22調(diào)節(jié)閥 23泵出口閥 24旁路閥（流量校核）a b c de f g h 取壓點直管規(guī)格管內(nèi)徑（mm）直管段長度（mm）光滑直管21ef = 1000粗糙直管22bc =1000截止閥兩端直管（光滑管）21de = 660閘閥兩端直管（粗糙管）22ab = 680表格 1 表格2，名稱類型光滑管不銹鋼管粗糙管鍍鋅鐵管局部阻力截止閥閘閥四操作方法和實驗步驟1.離心泵灌

4、水，關(guān)閉出口閥（23），打開電源，啟動水泵電機，待電機轉(zhuǎn)動平穩(wěn)后，把泵的出口閥（23）緩緩開到最大。對壓差傳感器進行排氣，完成后關(guān)閉排氣閥門，使壓差傳感器處于測量狀態(tài)。2.開啟旁路閥（24），關(guān)閉光滑管段閥件，選定最小流量1.00m3/h，,記錄最大流量，設定大于10個數(shù)值上等比的流量觀測值。自大至小，改變流量，每次改變流量，待流動達到穩(wěn)定后，記錄壓差、流量、溫度等數(shù)據(jù)。粗糙管段測量同光滑管段測量。3.實驗結(jié)束，關(guān)閉出口閥（23）。五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理5.1流量計校核儀器讀數(shù)：V1=0.61m3·h-1，空桶質(zhì)量m0=0.46kg =50.00s時，桶的質(zhì)量m1=10.22kg，水

5、溫tr=32.1，=995.0kg/m3實際流速：V2=(m1-m0)=10.22-0.4650995.0/3600=0.71m3·h-1 偏差E=(0.71-0.61)/0.61 *100%=16.4%表格 3 光滑管段實驗數(shù)據(jù)記錄NoV1/m3·h-1t1/p11/kpap12/kPa(加管件)10.9532.10.439.821.21320.6611.631.4431.90.8412.941.7131.81.1414.852.0531.81.5518.262.2631.71.8320.472.7131.62.5226.583.2331.63.3434.693.7431

6、.64.3244.2104.531.46.1160.8115.2531.27.9979.5125.3931.18.2283.6表格 4 粗糙管段實驗數(shù)據(jù)記錄NoV2/m3·h-1T2/P21/kpaP22/kPa(加管件)10.9730.41.441.0521.2430.32.241.7331.4430.23.012.4341.730.14.093.4252.05305.835.0362.3729.97.676.7272.7729.810.3959.2583.229.513.212.593.8229.319.8717.71104.4529.224.9324.15115.0728.72

7、4.8324.94實驗所用流體為水，的計算參考文獻值1,內(nèi)插法處理t=20,=998.2kg/m3 ;t=30,=995.7kg/m3; t=40,=992.2kg/m3t=28,=0.8360Cp; t=29,=0.8180cP; t=30,=0.8007cP; t=31,=0.7840cPt=32,=0.7679cP表格 5.光滑管段流動阻力參數(shù)計算結(jié)果Nou/m·s-1/kg·m3/Pa·sRe10.6942995.00.19828.70.0394639.65707 20.8842995.00.25205.10.0373328.67032 31.052399

8、5.00.29934.50.0335522.38011 41.2496995.10.35474.20.0322818.05326 51.4980995.10.42527.60.0305415.35699 61.6515995.10.46788.00.0296714.11610 71.9803995.10.55989.60.0284112.70268 82.3603995.10.66732.90.0265111.66286 92.7330995.10.77269.70.0255711.10278 103.2883995.20.92593.10.0249810.52757 113.8364995.

9、30.30.0240010.11264 123.9387995.30.90.0234210.10460 表格 6粗糙管段流動阻力參數(shù)計算結(jié)果Nou/m·s-1/kg·m3/Pa·sRe10.7779995.60.20483.10.100380.33063 20.9945995.60.26130.60.095550.51107 31.1549995.60.30282.70.095200.66783 41.3634995.70.35676.90.092820.77871 51.6441995.70.42934.00.090980.87851 61.9007995.70

10、.49530.10.089550.92170 72.2215995.80.57766.50.088840.97242 82.5664995.80.66310.90.084531.15510 93.0636995.90.78825.60.089280.98338 103.5689995.90.91632.90.082551.21348 114.0661996.00.40.063331.03868 Figure 2摩擦系數(shù)與Re的關(guān)系曲線（y1為光滑管摩擦系數(shù)，y2為粗糙管摩擦系數(shù)）對照Moody圖1，F(xiàn)igure 3Moody 圖查得光滑管段1-Re圖對應的相對粗糙度1/d1=0.002;粗糙管

11、段2-Re圖對應的相對粗糙度2/d2>0.05.絕對粗糙度：1=0.002*21=0.42mm，2>0.05*22=1.10mm;Figure 4局部阻力系數(shù)與Re的關(guān)系曲線（y1為光滑管局部阻力系數(shù)，y2為粗糙管局部阻力系數(shù)）查表2知，中等腐蝕的無縫鋼管絕對粗糙度：0.4mm；普通鍍鋅鋼管絕對粗糙度：0.10.15mm截止閥局部阻力系數(shù):1=10.70閘閥局部阻力系數(shù)：2=1.04（兩者均取-Re曲線上平直部分對應的局部阻力系數(shù)）查文獻，知截止閥在全開時=6.4，閘閥在全開時=0.17六實驗結(jié)果與分析1.實驗誤差分析：1.1由對渦輪流量計的校核知，當流速較小時，流量計的測量誤差較

12、大，可達16.4%，因而-Re，-Re圖上，Re值較小時，實驗數(shù)據(jù)點的誤差較大。1.2實驗讀數(shù)時，由于儀表顯示的讀數(shù)值并不穩(wěn)定，液體實際的流動不是不可壓縮的穩(wěn)定流動，p，V，t值隨時間變化存在一定程度上的波動。1.3溫度傳感器，流量計，壓差傳感器的儀器測量誤差不可避免。1.4調(diào)節(jié)流量時，流動并未完全穩(wěn)定讀數(shù)1.5計算局部阻力系數(shù)時，采用的公式：pf'=p-l'lp，合成不確定度相較摩擦阻力系數(shù)測定時，引入的不確定度增加了一項，誤差增大。1.6所用的水不夠潔凈，含較多雜質(zhì)，而實驗中都做純水處理，實際流體的，值與計算得到的值存在一定程度的偏差。2.實驗結(jié)果分析2.1.實驗測得光滑管

13、的絕對粗糙度1=0.42mm,在給出的參考范圍0.4mm內(nèi)，粗糙管的絕對粗糙度>1.10mm,偏大，可能原因水管使用較久由于污垢腐蝕而造成絕對粗糙度偏大2.2實驗測得的截止閥與閘閥在全開時，局部阻力系數(shù)較文獻值均偏大，可能的原因：a.實際因為閥件的制造水平，加工精度不同的原因，不同的閥件的局部阻力系數(shù)在一定范圍內(nèi)波動；b.實驗用閥件可能存在積垢，腐蝕的問題，導致局部阻力系數(shù)偏大。3.思考題3.1在對裝置做排氣工作時，是否一定要關(guān)閉流程尾部的出口閥？為什么？答：是，由離心泵特性曲線知，流量為零時，軸功率最小，電動機負荷最小，不會過載燒毀線圈。3.2如何檢測管路中的空氣已經(jīng)被排除干凈？答：關(guān)閉出口閥后，打開U形管頂部的閥門，利用空氣壓強使U形管兩支管水往下降，當兩支管液柱水平，證明系統(tǒng)中空氣已被排除干凈。3.3以水做介質(zhì)所測得的Re 關(guān)系能否適用于其它流體？如何應用？答：能用，因為雷諾準數(shù)是一個無因次數(shù)群，它允許d、u、 、變化。3.