流体流动阻力的测定化工原理试验报告

北 京 化 工 大 学实验报告课程名称：化工原理实验实验日期：2008.10.29 班级：化工 0602 姓名：许兵兵学号：200611048 同 组 人 ：汤全鑫阮大江阳笑天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（ε/d ）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，引入无因此数群雷诺数：duRe相对粗糙度：d管路长径比：dl可导出：2)(Re,2uddlp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：22udlpH f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 λ — Re关系。在湍流区内，λ = f （ Re，ε/ d ），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：25.0Re3163.0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：Re64局部阻力：fH=22u [J/kg] 三、装置和流程四、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（ Remin＞4000）, 记录光滑管压降、孔板压降数据；5、完成 10组数据测量后，验证其中两组数据，确保无误后，关闭该组阀门；6、测量粗糙管（10组）、突然扩大管（6组）数据时，方法及操作同上；7、测量层流管压降时，首先连通阀门6、7、8、9、10所...