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1、.专业：姓名：实验报告学号：日期：地点：课程名称：过程工程专业实验指导老师：成绩：流体流动阻力实验实验名称：实验类型：同组学生：一、实验目的和要求（必填）二、实验容和原理（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、心得一、实验目的和要求装1. 掌握测定流体流经直管、管件（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，流体流经管件 （阀门）时的局部阻力系数 ，验订与 Re 是否相关。证在一般湍流区 与 Re 的关系曲线，考察线3. 识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用, 获得对 Re，摩
2、擦系数，局部阻力系数的感性认识。二、实验容和原理1 流量计校核通过计时称重对涡轮流量计读数进行校核。2. Re数：3. 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：.4. 局部阻力系数的测定局部阻力压力降的测量方法：测量管件及管件两端直管（总长度l）总的压降p，减去其直管段的压降，该直管段的压降可由直管阻力pf （长度 l）实验结果求取。三、主要仪器设备.Figure 1实1水箱2 离心泵3 、11、12、13、14压差传感器4 温度计5涡轮流量计16粗糙管实验段17 光滑管实验段18 闸阀19 截止阀20 引水漏斗21 、 22调节阀23 泵出口阀24 旁路阀（流量校
3、核）a b c de f g h 取压点表格 1表格 2，名称类型直管规格管径直管段长度（ mm）（mm）光滑管不锈钢管光滑直管21ef = 1000粗糙直管22bc =1000粗糙管镀锌铁管21de = 660截止阀两端直管（光滑管）局部阻力截止阀闸阀闸阀两端直管（粗糙管）22ab = 680四操作方法和实验步骤1. 离心泵灌水，关闭出口阀（ 23），打开电源，启动水泵电机，待电机转动平稳后，把泵的出口阀（ 23）缓缓开到最大。对压差传感器进行排气，完成后关闭排气阀门，使压差传感器处于测量状态。.32. 开启旁路阀（ 24），关闭光滑管段阀件，选定最小流量1.00m /h ，, 记录最大流量
4、，设定大于录压差、流量、温度等数据。粗糙管段测量同光滑管段测量。3. 实验结束，关闭出口阀（ 23）。五、实验数据记录和处理5.1 流量计校核仪器读数： V1=0.61m3h-1 ，空桶质量m0=0.46kg =50.00s 时，桶的质量 m1=10.22kg ，水温 t r =32.1 ， =995.0kg/m 3实际流速：V2=偏差 E=(0.71-0.61)/0.61 *100%=16.4%表格 3光滑管段实验数据记录NoV1/m3h-1t1/p11/kpap12/kPa( 加管件 )10.9532.10.439.821.21320.6611.631.4431.90.8412.941.7
5、131.81.1414.852.0531.81.5518.262.2631.71.8320.472.7131.62.5226.583.2331.63.3434.693.7431.64.3244.2.104.531.46.1160.8115.2531.27.9979.5125.3931.18.2283.6表格 4粗糙管段实验数据记录NoV2/m3h-1T2/P21/kpaP22/kPa( 加管件 )10.9730.41.441.0521.2430.32.241.7331.4430.23.012.4341.730.14.093.4252.05305.835.0362.3729.97.676.727
6、2.7729.810.3959.2583.229.513.212.593.8229.319.8717.71104.4529.224.9324.15115.0728.724.8324.94实验所用流体为水，的计算参考文献值1 , 插法处理t=20,;t=30,; t=40,t=28,; t=29,; t=30,; t=31,.t=32,表格 5. 光滑管段流动阻力参数计算结果No123456789101112-13/Pa sReu/ms /kg m0.6942995.00.00076619828.70.0394639.657070.8842995.00.00076825205.10.037332
7、8.670321.0523995.00.00077029934.50.0335522.380111.2496995.10.00077135474.20.0322818.053261.4980995.10.00077142527.60.0305415.356991.6515995.10.00077346788.00.0296714.116101.9803995.10.00077455989.60.0284112.702682.3603995.10.00077466732.90.0265111.662862.7330995.10.00077477269.70.0255711.102783.2883
8、995.20.00077892593.10.0249810.527573.8364995.30.000781107587.30.0240010.112643.9387995.30.000782110232.90.0234210.10460表格 6粗糙管段流动阻力参数计算结果No-13/Pa sReu/ms/kg m10.7779995.60.00079420483.10.100380.33063.20.9945995.60.00079626130.60.095550.5110731.1549995.60.00079730282.70.095200.6678341.3634995.70.0007
9、9935676.90.092820.7787151.6441995.70.00080142934.00.090980.8785161.9007995.70.00080249530.10.089550.9217072.2215995.80.00080457766.50.088840.9724282.5664995.80.00080966310.90.084531.1551093.0636995.90.00081378825.60.089280.98338103.5689995.90.00081591632.90.082551.21348114.0661996.00.000823103289.40
10、.063331.03868Figure 2 摩擦系数与Re 的关系曲线（y1 为光滑管摩擦系数，y2 为粗糙管摩擦系数）.对照 Moody图 1 ，Figure 3 Moody 图查得光滑管段1-Re 图对应的相对粗糙度1/d1=0.002;粗糙管段 2-Re 图对应的相对粗糙度2/d20.05.绝对粗糙度：1=0.002*21=0.42mm ， 20.05*22=1.10mm;查表 2 知，中等腐蚀的无缝钢管绝对粗糙度：0.4mm；普通镀锌钢管绝对粗糙度：0.10.15mm.Figure 4 局部阻力系数与Re 的关系曲线（y1 为光滑管局部阻力系数，y2 为粗糙管局部阻力系数）.截止阀局部
11、阻力系数: 1=10.70闸阀局部阻力系数：2=1.04（两者均取-Re 曲线上平直部分对应的局部阻力系数）查文献，知截止阀在全开时=6.4 ，闸阀在全开时=0.17六实验结果与分析1. 实验误差分析：1.1由对涡轮流量计的校核知，当流速较小时，流量计的测量误差较大，可达16.4%，因而-Re ， -Re 图上， Re 值较小时，实验数据点的误差较大。1.2 实验读数时，由于仪表显示的读数值并不稳定，液体实际的流动不是不可压缩的稳定流动，p，V， t 值随时间变化存在一定程度上的波动。1.3 温度传感器，流量计，压差传感器的仪器测量误差不可避免。1.4 调节流量时，流动并未完全稳定读数1.5
12、计算局部阻力系数时，采用的公式：，合成不确定度相较摩擦阻力系数测定时，引入的不确定度增加了一项，误差增大。1.6所用的水不够洁净，含较多杂质，而实验中都做纯水处理，实际流体的，值与计算得到的值存在一定程度的偏差。.2. 实验结果分析2.1. 实验测得光滑管的绝对粗糙度1=0.42mm, 在给出的参考围0.4mm，粗糙管的绝对粗糙度 1.10mm,偏大，可能原因水管使用较久由于污垢腐蚀而造成绝对粗糙度偏大2.2实验测得的截止阀与闸阀在全开时，局部阻力系数较文献值均偏大，可能的原因：a. 实际因为阀件的制造水平，加工精度不同的原因，不同的阀件的局部阻力系数在一定围波动；b. 实验用阀件可能存在积垢
13、，腐蚀的问题，导致局部阻力系数偏大。3. 思考题3.1 在对装置做排气工作时，是否一定要关闭流程尾部的出口阀？为什么？答：是，由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。3.2 如何检测管路中的空气已经被排除干净？答：关闭出口阀后，打开 U 形管顶部的阀门，利用空气压强使 U形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。3.3 以水做介质所测得的Re 关系能否适用于其它流体？如何应用？答：能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许d、 u、变化。3.4. 在不同设备上（包括不同管径），不同水温下测定的Re 数据能否关联在同一条曲线上？答：不可以，, 设备改变，相对粗糙度也发生改变，从而变化。3.5 如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不垂直，对静压的测量有何影响？答：有毛刺，增加额外的阻力损失，安装不垂直，增加额外的压差，使测量误差增大。七参考文献1. 何潮洪，霄 . 化工原理（上册） . M 科学： 20132. 时均 . 化学工程手册 上卷 .M 化学工业： 1996.