化工原理实验报告流体力学综合实验姓名：学号：化工原理实验——流体力学综合实验班级号：实验日期：2016.6.12实验成绩：2化工原理实验——流体力学综合实验流体力学综合实验一、实验目的：1.测定流体在管道内流动时的直管阻力损失，作出λ与Re的关系曲线。2.观察水在管道内的流动类型。3.测定在一定转速下离心泵的特性曲线。二、实验原理1、求λ与Re的关系曲线流体在管道内流动时，由于实际流体有粘性，其在管内流动时存在摩擦阻力，必然会引起流体能量损耗，此损耗能量分为直管阻力损失和局部阻力损失。流体在水平直管内作稳态流动（如图1所示）时的阻力损失可根据伯努利方程求得。以管中心线为基准面，在1、2截面间列伯努利方程:因u1=u2，z1=z2，故流体在等直径管的1、2两截面间的阻力损失为Phf流体流经直管时的摩擦系数与阻力损失之间的关系可由范宁公式求得，其表达式为22udlhf由上面两式得：22uldP而duRe由此可见，摩擦系数与流体流动类型、管壁粗糙度等因素有关。由因此分析法整理可形象地表示为)(Re,df式中：hf-----------直管阻力损失，J/kg；λ------------摩擦阻力系数；l.d----------直管长度和管内径，m；ΔP---------流体流经直管的压降，Pa；31122图1流体在1、2截面间稳定流动fhgzupP222212112gz2u化工原理实验——流体力学综合实验ρ-----------流体的密度，kg/m3；μ-----------流体黏度，Pa.s；u-----------流体在管内的流速，m/s；流体在一段水平等管径管内流动时，测出一定流量下流体流经这段管路所产生的压降，即可算得hf。两截面压差由差压传感器测得；流量由涡轮流量计测得，其值除以管道截面积即可求得流体平均流速u。在已知管径d和平均流速u的情况下，测定流体温度，确定流体的密度ρ和黏度μ，则可求出雷诺数Re，从而关联出流体流过水平直管的摩擦系数λ与雷诺数Re的关系曲线图。2、求离心泵的特性曲线离心泵的特性，可用该泵在一定转速下，扬程与流量H=f1(q)、轴功率与流量N=f2(q)和效率与流量η=f3(q)三种曲线来表示。若将H、NηQ和对间的关系分别标绘在同一直角坐标系所得的三条曲线，即为离心泵的特性曲线。泵的特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用离心泵的重要依据。（1）流量qv(m3/h）的测定：通常用泵出口阀调节离心泵输送的流量，并由涡轮流量计测定，本实验采用涡轮流量计后面的调节阀来调节流量。（2）扬程H(mH2O)的测定：扬程是指泵每输送1kg重量流体所提供的外加能量。若泵输送的介质是水，则在水箱液面和离心泵出口压力表之间根据能量守恒定律可确定水经离心泵所增加的能量(mH2O)，此能量称为扬程H。以水平地面为基准，离心泵进口真空泵为1—1截面和离心泵出口压力表处为2—2截面，在此两截面间列出伯努利方程式：p1ρg+u122g+Z1+H=p2ρg+u222g+Z2+∑Hfp因1=p大气压−p真，p2=p大气压+p表，Z2-Z1=0.2，所以水经离心泵所增加的能量为H=p真-p表ρg+u22-u122g+0.2+∑Hf式中：∑Hf≈0，p表，p真——离心泵出口表压、进口真空度，Pa；u2——离心泵出口管内流速，m/s；H——离心泵扬程，mH2O；ρ——流体密度，kg/m3。(3)离心泵的轴功率N(kW)的测定：泵轴功率是指泵轴所消耗的电功率，也是电动机传给泵轴的功率。本实验采用功率表测定电机输入功率后，用下式来计算轴功率。N=N电⋅η传式中：N——离心泵轴功率，kW；η传——机械传动效率，近似值取为0.95；N电——电动机的输入功率，由功率表测定。4化工原理实验——流体力学综合实验(4)η离心泵效率的测定：泵的效率是指理论功率与轴功率的比值，即η=NtNN而理论功率t是离心泵对流体所做的有效功率，即Nt=qHρg=qHρ×9.811000=qHρ102三、实验流程图四、实验操作步骤1、求λ与Re的关系曲线1)根据现场实验装置，理清流程，检查设备的完好性，熟悉各仪表的使用方法。2)打开控制柜面上的总电源开关，按下仪表开关，检查无误后按下水泵开关。3)打开球阀1，调节流量调节闸阀2使管内流量约为10.5m3/h，逐步减小流量，每次约减少0.5m3/h，待数据稳定后，记录流量及压差读数，待流量减小到约为4m3/h后停止实验。4)打开球阀2，关闭球阀1，重复...
