流體流動阻力的測定

流體流動阻力的測定精選文檔實驗名稱：流體流動阻力的測定的及任務：2.掌握測定流體流動阻力實驗的一般方法。4.測定直管的摩擦阻力系數(shù)及突然擴大管的局部阻力系數(shù)。6.驗證湍流區(qū)內(nèi)摩擦阻力系數(shù)為雷諾數(shù)和相對粗糙度的函數(shù)。8.將所得光滑管的方程與Blasius方程相比較。：2.根據(jù)機械能衡算方程，測量不可壓縮流體直管或局部的阻力??=(??1++)?(??2++)+??如果管道無變徑，沒有外加能量，無論水平或傾斜放置，上式可簡化為：?1′??2′??1′??2′?4.流體流動阻力與流體性質(zhì)、流道的幾何尺寸以及流動狀態(tài)有關(guān)，可表示為：?=?(?,?,?,?,?,?)由量綱分析可以得到四個無量綱數(shù)群：歐拉數(shù)Eu=?/??2，雷諾數(shù)??=???/?，相對粗糙度ε/d和長徑比?/???????=?()??2?,?,?=?()取?=?(??,?/?)，可得摩擦系數(shù)與阻力損失之間的關(guān)系：???2??=?=??×2從而得到實驗中摩擦系數(shù)的計算式2????=???2?兩個截面的靜壓差，即可求出流體的流動阻力。根據(jù)伯努利方程摩擦系數(shù)與靜速可測得不同Re下的λ，可以求出某在湍流區(qū)內(nèi)摩擦系數(shù)?=?(??,?/?)，對于光滑管(水力學光滑)，大量實?=0.3163/??0.256.對局部阻力，可用局部阻力系數(shù)法表示：7.??=??22?=??21=(?1+?21)?(?2+?22)?2?2?2部阻力系數(shù)的計算式：?2+2??/??=1?21?21?突然擴大管的理論計算式為：ζ=(1??1/?2)2，?1、?2分別為細管和三、實驗流程：各測量元件由測壓口與壓差傳感器相連，通過節(jié)，離心泵的功率由變2.排氣：在對某一管路進行實驗之前，排盡設(shè)備主管和該管路及對應測壓管路內(nèi)的空氣，每切換管路都要排一次氣。關(guān)閉其他控制閥，打開對應管路的閥，在流量為0下觀察壓差傳，若偏差較小且穩(wěn)定則記錄初始3.實驗數(shù)據(jù)測?。捍_定排氣完畢且其余管路切換閥和測壓閥關(guān)閉后，調(diào)節(jié)測取3組數(shù)據(jù)。測取數(shù)據(jù)min以上且壓差和流量穩(wěn)定為某值或在很小范圍水的物理性質(zhì)：pp0pp01光滑管和粗糙管原始數(shù)據(jù)記錄表流量/(m3*h-1)壓糙管流量/(m3*h-1)壓壓123456789表2突然擴大局部阻力系數(shù)數(shù)據(jù)記錄表序號流量/(m3*h-1)壓差/(kPa)λλ12 流速/(m*s-1)流量/(m3*h流速/(m*s-1)流量/(m3*h-1)λb123456789阻力系數(shù)的計算示例：?4?4×3.691u=?=?=×?/?=2.96?/????23.14×(21.0×103)23600???(21.0×103)×2.96×996.95??===69034?0.8973×1032???2×(7.18×103)×(21.0×103)?===0.02303??2?996.95×2.962×1.5?=0.3163=0.3163=0.01951???0.25690340.25序號流量/(m3*h-1)流速/(m*s-1)實際壓差/(kPa)Reλ123456789ebRe糙度更高的粗糙管比光滑管的摩擦系數(shù)更大，說管數(shù)據(jù)處理表序號流量/(m3*h-1)壓差/(kPa)細管流速/(m*s-1)粗管流速/(m*s-1)ζ123的計算示例：?4?4×3.571?1=?=??=3.14×(16.0×103)2×3600?/?=4.93?/??4?4×3.571?2=?=??=3.14×(42.0×103)2×3600?/?=0.72?/??=1?=1=1=0.71494.9321?=∑??=0.7159理論值ζ?=(1?1/?2)2=(1?/?)2=(1162/422)2=0.7308δ=||×100%=|×100%=2.04%1.本次曲線擬合的相對大小比較準確，但是其中表現(xiàn)的趨勢不明顯，并未得到隨著雷諾數(shù)增大，摩擦系數(shù)趨近于某一值的結(jié)論?？赡苁菧y定的摩擦系數(shù)2.測定的局部阻力系數(shù)和理論值接近，說明實驗結(jié)果較好。實驗值低于理論值，可能是實驗設(shè)備本身存在損耗，細管在高流量下腐蝕變粗的結(jié)果?？梢钥吹诫S著流量增大有上升趨勢，而的三次結(jié)果的差值應該是被忽略的直管阻力的影響，因而隨著流量增大，表觀的局部阻力系數(shù)應該增大而不是減小，可能(包括相對粗糙度相同而管徑不同)、不同溫度下測定的λ-答：僅在相對粗糙度不同時可以。由?=?(??,?/?)知，摩擦系數(shù)是雷諾數(shù)2.以水為工作流體所測得的λ-Re關(guān)系能否適用于其他種類的牛頓性流體