-i-即,山£弋=兽=苗ppd"2"里马杰乡银纳米粒子制备及光谱和电化学性能表征流体流动阻力的测定王晓鸽一、实验目的1.掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的实验方法。2.测定直管摩擦系数入与雷诺准数Re的关系，验证在一般湍流区入与Re的关系曲线。3.测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数£。4.学会流量计和压差计的使用方法。5.识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。二、实验原理流体通过由直管、管件（如三通和弯头等）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机械能损失称为直管阻力损失。流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。1.直管阻力摩擦系数入的测定流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：式中：入一直管阻力摩擦系数，无因次；d一直管内径，m;p△f—流体流经l米直管的压力降，Pa;hf一单位质量流体流经l米直管的机械能损失，J/kg；入p一流体密度，kg/m3；l一直管长度，m;u一流体在管内流动的平均流速，m/s。层流流时，64入=Re湍流时入是雷诺准数Re和相对粗糙度G/d）的函数，须由实验确定。欲测定入，需确定1、d,测定Apf、u、p、等参数。1、d为装置参数（装置参数表格中给出），p、卩通过测定流体温度，再查有关手册而得，u通过测定流体流量，再由管径计算得到。Apf可用U型管、倒置U型管、测压直管等液柱压差计测定，或采用差压变送器和二次仪表显示。求取Re和入后，再将Re和入标绘在双对数坐标图上。2.局部阻力系数§的测定局部阻力损失通常有两种表示方法,即当量长度法和阻力系数法。本实验采用阻力系数法。流体通过某一管件或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,局部阻力的这种计算方法,称为阻力系数法。即：hf'=”因此,g=叫pu2式中：局部阻力系数，无因次；p△/—局部阻力压强降，Pa；（本装置中，所测得的压降应扣除两测压口间直管段的压降,直管段的压降由直管阻力实验结果求取。）p一流体密度，kg/m3；u一流体在管内流动的平均流速，m/s。根据连接阀门两端管径d,流体密度p0,流体温度t0（查流体物性p、|i）.化工原理实验-3-4.排气：选择实验管路，把对应的进口阀，引压阀和差压变送器8的两个阀门打开，并在出口阀最大开度下，保持全流量流动5min左右，直至连接差压变送器的透明管路内气泡为止。5.关闭差压变送器8的两个阀门，在计算机监控界面点击该对应管路，则差压变送器开始检测该管路压差。6.流量调节：手动状态，调节流量，让流量从1~5m3/h范围内变化，建议每次实验变化0.25~0.3m3/h。每次改变流量，待流动达到稳定后，记下对应的压差值，温度，流量。7.依次选择光滑管、粗糙管以及局部阻力管路进行测量，数据测量完毕，关闭所有阀门，关闭水泵和仪表电源。。五、实验数据记录与处理1．原始数据记录。(1)光滑管数据记录序号123456789101112流量m3/h5.004.644.313.913.633.232.912.622.322.041.631.23压差kPa6.956.155.254.453.863.152.602.121.701.340.900.54温度。C19.419.519.619.719.719.819.919.919.919.919.919.9(2)粗糙管数据记录序号123456789101112流量m3/血4.994.624.303.903.623.212.912.612.302.021.621.22压差kPa9.608.207.155.805.124.013.302.702.061.641.090.60温度。C20.020.019.920.020.120.120.220.220.320.420.520.6化工原理实验-5-(3)局部阻力测量数据记录类型半开全开序号1212流量m3/血2.041.242.011.23压差kPa7.952.971.510.62温度。C21.121.221.221.12.根据粗糙管实验结果，在双对数坐标纸上标绘出2〜Re曲线，对照化工原理教材上有关曲线图，即可估算出该管的相对粗糙度和绝对粗糙度。经计算知在实验测量过程中，平均温度值为20.2弋，查表后由内插法计算可知在此温度下，p=998.2kg/m3；“=1.005x103Pa・s。欲测定入，需确定2、d，测定△作、u、p、“等参数。粗糙管中，管径d=0.021m，测压点间距离I=1.00m。根据公式：Qpdu2必—U=Rg=入=f900兀d2'匕ip他2对数据经计算后有：序号123456789101112流量m3/h4.994.624.33.93.623.212.912.612.32.021.621.22压差kPa9.578.27....
