浙江大学化工原理实验.docx

渺W,,穿实验报告 专业： 姓名： 学号： 日期：2015 地点：教十1208 课程名称： 指导老师：金伟光 成绩： 实验名称：流体力学综合实验（一、二） 实验类型：工程实验 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 1、流体流动阻力的测定实验 1.1实验目的： 1.1.1掌握测定流体流经直管、阀门时阻力损失的一般实验方法 1.1.2测定直管摩擦系数入与雷诺数Re的关系，验证在一般湍流区内入与Re的关系曲线 1.1.3测定流体流经阀门时的局部阻力系数Z 1.1.4识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。 1.2实验装置与流程： 1.2.1实验装置介绍： 实验对象部分由贮水箱、离心泵、不同管径和材质的水管、阀门、管件、涡轮流量计、U形流量计等 所组成。实验管路部分有两段并联长直管，自上而下分别为用于粗糙管直管阻力系数和光滑管直管阻力系 数。同时在粗糙直管和光滑直管上分别装有闸阀和截止阀，用于测定不同种类阀门的局部阻力。 水的流量使用涡流流量计测量，管路直管阻力和局部阻力采用压差传感器测量。 1.2.2实验装置示意图，箭头所示为实验流程： 其中：1一水箱2一离心泵3、10、11、12、13、14一压差传感器4—温度计5一涡轮流量计6— 孔板（或文丘里）流量计7、8、9一转子流量计15—层流管实验段16—粗糙管实验段17一光滑 关实验段18一闸阀19一截止阀20—引水漏斗21、22—调节阀23一泵出口阀24一旁路阀（流 量校核）a b c d e f g h一取压点 1.3基本原理： 流体通过由直管、管件和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定 的机械能。 流体流经直管时所造成的机械能损失成为直管阻力损失。流体通过管件、阀门时由于流体运动方向和 速度大小的改变所引起的机械能损失成为局部阻力损失。 1.3.1直管阻力摩擦系数入的测定： 由流体力学知识可知，流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为： h兰方些 f p d 2 （1） 公式中： 明了：流体流经l米直管的压力将，错误!未找到引用源。； 入：直管阻力摩擦系数，无因次； d：直管内径，m； h :单位质量流体流经l米直管的机械能损失,J/K； f P：流体密度，kg/错误!未找到引用源。； 1：直管长度，m； u：流体在管内流动的平均速度，m/s； 由上面的式子可知：x =也J （2） plu 2 式子中：Re :雷诺数，无因次 U：流体粘度，kg/（m*s）。 湍流时入是Re和相对粗糙度（8 / d）的函数，须由实验测定。 由（2）可是，要测定入，需要确定1、d，测定邸『u、P、U等参数。其中1和d由装置参数表 （见下文）给出，P、U通过测定流体温度，查相关手册而得，u通过测定流体流量，再由管径计算得到。 本装置采用涡流流量计或者转子流量计，那么： 错误!未找到引用源。 v为流量计测得的流量，错误!未找到引用源。 /h。 （3） 气可直接从仪表中读出。 根据实验装置结构参数1、d，液体温度，以及实验测定的相关参数，求取Re和入，然后将两者在双 对数坐标图上绘制成曲线。 1.3.2局部阻力系数5的测定： 流体通过某一管件或者阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数，局部 阻力的这种算法，叫做阻力系数法。即： ,a . U 2 F 2% hf=~t = T 故：确 （4） （5） 式中：错误!未找到引用源。：单位流体流经某一管件或者阀门时的机械能损失，J/kg； E：局部阻力系数，无因次； 错误!未找到引用源。：局部阻力压力降，错误!未找到引用源。；（错误!未找到引用源。=错误! 未找到引用源。，即表示流体经过阀门或管件时的静压损失。） P：流体密度，kg/错误!未找到引用源。； g：重力加速度，9.81m/错误!未找到引用源。； u：流体在在小截面管内流动的平均速度，m/s； 根据连接管件或阀门两端管径中小管的直径d，流体温度t，以及实验测定的相关参数，通过公式（5） 求取管件或阀门的局部阻力系数E。 1.4实验步骤： 1.4.1开启仪表柜上的总电源、仪表电源开关。 1.4.2实验室已经将水泵中灌满水，否则应先将水泵中灌满水，然后进行排气，保证管道内流体流动是 连续的，以便准确测量压差。本装置使用压差变送器测量压差。 1.4.3实验从做大流量开始做起，最小流量应控制在1.3错误!未找到引用源。/h。由于实验数据处理 时使用的是双对数坐标，所以实验时每次流量变化取一递减的等比数列，这样得到的数据点就会均匀分布， 时实验结果更具准确性。流量改变后，要等到流动达到稳定后再