化工原理实验流体流动阻力测定实验指导书.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date化工原理实验流体流动阻力测定实验指导书化工原理实验流体流动阻力测定实验指导书流体流动阻力测定实验指导书流体流动阻力的测定一、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一般实验方法。 2测定直管摩擦系数与雷诺准数Re的关系,验证在一般湍流区内与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x。 4学会倒U形压差计和涡轮流量计的使用方法。5识辨组成
2、管路的各种管件、阀门,并了解其作用。二、基本原理 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直管阻力摩擦系数的测定 流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为: (1)即, (2)式中: 直管阻力摩擦系数,无因次; d 直管内径,m;流体流经l米直管的压力降,Pa;单位质量流体流经l米直管的机械能损失,J/kg; 流体密度,kg/m3;l 直管长度,m;u 流体在管内流动的平均流速,m/
3、s。滞流(层流)时, (3) (4)式中:Re 雷诺准数,无因次; 流体粘度,kg/(ms)。湍流时是雷诺准数Re和相对粗糙度(/d)的函数,须由实验确定。由式(2)可知,欲测定,需确定l、d,测定、u、等参数。 l、d为装置参数(装置参数表格中给出), 、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。例如本装置采用涡轮流量计测流量,V,m3/h。 (5)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。(1)当采用倒置U型管液柱压差计时 (6)式中:R水柱高度,m。 (2)当采用U型管液柱压差计时 (7)式中:R液柱高度,m;指示
4、液密度,kg/m3。根据实验装置结构参数l、d,指示液密度,流体温度t0(查流体物性、),及实验时测定的流量V、液柱压差计的读数R,通过式(5)、(6)或(7)、(4)和式(2)求取Re和,再将Re和标绘在双对数坐标图上。2局部阻力系数x 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。 (1) 当量长度法 流体流过某管件或阀门时造成的机械能损失看作与某一长度为的同直径的管道所产生的机械能损失相当,此折合的管道长度称为当量长度,用符号表示。这样,就可以用直管阻力的公式来计算局部阻力损失,而且在管路计算时可将管路中的直管长度与管件、阀门的当量长度合并在一起计算,则流体在管路中流
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