实验三 流量计的标定及流动阻力测定

流体流动阻力测定实验

实验报告 项目名称：流体流动阻力测定实验 学院： 专业年级： 学号： 姓名： 指导老师： 实验组员： 一、实验目的 1、学习管路阻力损失h f和直管摩擦系数λ的测定方法。 2、掌握不同流量下摩擦系数λ与雷诺数Re之间的关系及其变化规律。 3、学习压差测量、流量测量的方法。了解压差传感器和各种流量计的结构、使用方法 及性能。 4、掌握对数坐标系的使用方法。

二、实验原理 流体在管道内流动时，由于黏性剪应力和涡流的存在，会产生摩擦阻力。这种阻力包括流体流经直管的沿程阻力以及因流体运动方向改变或管子大小形状改变所引起的局部阻力。 流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系： h f = ρf P ?=2 2 u d l λ （4-1） 式中： -f h 直管阻力，J/kg ； -d 直管管径，m ； -?p 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 直管管长，m ； -u 流速，m / s ； -ρ流体的密度，kg / m 3； -λ摩擦系数。 滞流时，λ= Re 64 ；湍流时，λ与Re 的关系受管壁相对粗糙度d ε?的影响，即λ= )(Re,d f ε。 当相对粗糙度一定时，λ仅与Re 有关，即λ=(Re)f ，由实验可求得。 由式（4—1），得 λ= 2 2u P l d f ???ρ （4-2） 雷诺数 Re =μ ρ ??u d （4-3） 式中-μ流体的黏度，Pa*s 测量直管两端的压力差p ?和流体在管内的流速u ，查出流体的物理性质，即可分别计算出对应的λ和Re 。 三、实验装置 1、本实验共有两套装置，实验装置用图4-2所示的实验装置流程图。每套装置中被测光滑直管段为管内径d=8mm ，管长L=1.6m 的不锈钢管；被测粗糙直管段为管内径d=10mm ，管长L=1.6m 的不锈钢管 2、 流量测量：在图1-2中由大小两个转子流量计测量。 3、 直管段压强降的测量：差压变送器或倒置U 形管直接测取压差值。

化工原理实验讲义2015(2)

实验一 流量计校核实验 一、实验目的 1．了解孔板流量计、文丘里流量计的构造、原理、性能及使用方法。 2．掌握流量计的标定方法。 3．学习合理选择坐标系的方法。 二、实验原理 流体通过节流式流量计时在流量计上、下游两取压口之间产生压强差，它与流量有如下关系： 采用正U 形管压差计测量压差时，流量Vs 与压差计读数R 之间关系有： (1) 式中： V s 被测流体（水或空气）的体积流量，m 3/s ； C 流量系数（或称孔流系数），无因次； A 0 流量计最小开孔截面积，m 2，A 0=(π/4)d 02； 下上－P P 流量计上、下游两取压口之间的压差，P a ； ρ 被测流体（水或空气）的密度，Kg/m 3； A ρ U 形管压差计内指示液的密度，Kg/m 3； ρ１ 空气的密度，Kg/m 3； R U 形管压差计读数，m ； 式3-1也可以写成如下形式： (1a) 若采用倒置U 形管测量压差： ρgR P P ＝－下上 （忽略空气对测量的影响）则流量系数C 与流量的关系为： () ρ 下上－P P CA V s 20 =() ρ ρρ120 -=A s gR CA V ρ ρρ) 1(2-= A gR A V C s

(2) 用体积法测量流体的流量V s ，可由下式计算： (3) (4) 式中：V s 水的体积流量，m 3/s ； △t 计量桶接受水所用的时间，s ； A 计量桶计量系数； △h 计量桶液面计终了时刻与初始时刻的高度差，mm ，△h=h 2-h 1； V 在△t 时间内计量桶接受的水量，L 。 改变一个流量在压差计上有一对应的读数，将压差计读数 R 和流量V s 绘制成一条曲线即流量标定曲线。同时用式（1a ）或式（2）整理数据可进一步得到流量系数C —雷诺数Re 的关系曲线。 (5) 式中：d —实验管直径，m ； u —水在管中的流速，m/s 。 三、实验内容 1、以涡轮流量计为基准，对孔板流量计进行校核，并绘制校核曲线。 2、以转子流量计为基准，对孔板流量计进行校核，并绘制校核曲线。 实验二 离心泵特性曲线测定 一、实验目的 1. 了解离心泵结构与特性，学会离心泵的操作； 2. 掌握离心泵特性曲线测定方法。 二、基本原理 离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H 、轴功率N 及效率η与泵的流量V 之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的外部表现形式。由于泵内部流动情况复杂，不能用数学方法计算这一特性曲线，只能依靠实 gR A V C s 20=A h V ??=t V V s ??= 310μ ρdu = Re

流体流动阻力实验

实验一 流体流动阻力实验 一、实验目的 1、学习直管摩擦阻力f P ?、直管摩擦系数λ的实验方法； 2、掌握不同流量下摩擦系数λ与雷诺数Re 之间的关系及其变化规律； 3、学习局部阻力的测定方法； 4、学习压强差的几种测量方法和技巧； 5、掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。 二、实验原理 1． 直管摩擦系数 与雷诺数Re 的测定 直管的摩擦阻力系数是雷诺数和相对粗糙度的函数，即)/(Re,d f ελ=，对一定的相对粗糙度而言，(Re)f =λ。 流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时，其管路阻力引起的能量损失为： ρ ρf f P P P h ?=-= 2 1 （1） 又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系（范宁公式） 2 2 u d l P h f f λρ=?= （2） 整理（1）（2）两式得 2 2u P l d f ???=ρλ （3） μ ρ ??= u d Re （4） 式中：-d 管径，m ； -?f P 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 管长，m ； -u 流速，m / s ；

-ρ流体的密度，kg / m 3 ； -μ流体的粘度，N ·s / m 2。 在实验装置中，直管段管长l 和管径d 都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降 f P ?与流速u （流量V ）之间的关系。 测得一系列流量下的f P ?后，根据实验数据和式（3）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ；用式（4）计算对应的Re ，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re 的关系曲线。 2. 局部阻力系数ζ的测定 2 2 'u P h f f ζρ =?= ' （5） 2'2u P f ?????? ??=ρζ （6） 式中：-ζ局部阻力系数，无因次； -?'f P 局部阻力引起的压强降，Pa ； -'f h 局部阻力引起的能量损失，J ／kg 。 图3 局部阻力测量取压口布置图 局部阻力引起的压强降'f P ? 可用下面的方法测量：在一条各处直径相等的直管段上，安装待测局部阻力的阀门，在其上、下游开两对测压口a-a ’和b-b ＇，见图3，使 ab ＝bc ； a ＇b ＇＝b ＇c ＇ 则 △P f ，a b ＝△P f ，bc ； △P f ，a ＇b ＇= △P f ，b ＇c ＇

流量计性能测试实验(DOC)

中南大学 仪器与自动检测实验报告 冶金科学与工程院系冶金专业班级 姓名学号同组者同班同学 实验日期2013 年 4 月 08 日指导教师 实验名称：流量计性能测试实验 一、实验目的 1．掌握流量计性能测试的一般实验方法； 2．了解倒U型压差计的使用方法； 3．应用体积法，测定孔板流量计、文丘里流量计的标定曲线; 4．验证孔板流量计、文丘里流量计的孔流系数C0与雷诺数Re的关系曲线。 二、实验原理 流体流过孔板流量计或文丘里流量计时，都会产生一定的压差，而这个压差与流体流过的流速存在着一定的关系。 1．孔板流量计或文丘里流量计的标定 流体在管内的流量可用体积法测量： V= a·?h /τ(1) 式中：V——管内流体的流量，L/s； a——体积系数，即计量筒内水位每增加1cm所增加的水的体积，本实验中a=0.6154 L/cm；

?h ——计量筒液位上升高度，?h = h1- h0，cm ； h1——计量筒内水位的初始读数，cm ； h0——计量筒内水位的终了读数，cm ； τ ——与?h 相对应的计量时间，s 。 测出与V 相对应的孔板流量计（或文丘里流量计）的压差读数R ，即可在直角坐标纸上标绘出对应流量计的V ～R 标定曲线。 其中， R ——孔板流量计（或文丘里流量计）的压差读数，cm 。 2．孔流系数C0与雷诺数Re 关系测定 流体在管内的流量和被测流量计的压差R 存在如下的关系： 3 00102??? ?=ρ P C A V (2) 其中，2 10-???=?g R P ρ （3） 2 00102??= Rg A V C (4) 式中： A0——孔板流量计的孔径（或文丘里流量计喉径）的截面积，m2，本实验中孔板孔d0=17.786mm ，文丘里流量计喉径d0=19.0mm ； C0——孔板流量计（或文丘里流量计）的孔流系数； g ——重力加速度，g=9.807m/s2。 又知 μ ρ du = Re （5） 式中： Re ——雷诺数； d ——水管的内径，m ，本实验中d =0.0238m ； ρ—— 流体的密度，kg/m3； μ—— 流体的粘度，Pa ·s 。 u ——水管内流体流速，m/s,

实验一流体流动阻力的测定

. 化学实验教学中心 实验报告 化学测量与计算实验Ⅱ 实验名称：流体流动阻力的测定 学生姓名：学号： 院（系）：年级：级班 指导教师：研究生助教： 实验日期： 2017.05.26 交报告日期： 2017.06.02

一、实验目的 1.学习直管摩擦阻力、直管摩擦系数的测定方法； 2.掌握直管摩擦阻力系数与雷诺数和相对粗糙度之间的关系及其变化规律； 3.掌握局部阻力的测量方法； 4.学习压强差的几种测量方法和技巧； 5.掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。 二、实验原理 化工管路是由直管和各种管阀件组合构成的，流体通过管内流动必定存在阻力。因此，在进行管路设计和流体机械造型时，阻力大小是一个十分重要的参数。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.直管摩擦阻力系数与雷诺数的测定 流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，对水平等径管道，它们之间存在如下关系： （1-1） （1-2） （1-3） 式中，为直管阻力引起的压头损失，；为管径，；为直管阻力引起的压强降，； 为管长，；为流速，；为流体密度，；为流体的粘度，。 直管摩擦阻力系数与雷诺数之间的关系，一般可以用曲线来表示。在实验装置中，直管段长度与管径都已经固定。若水温一定，则水的密度和粘度也是定值。所以本实验实质上是测定直 管段流体阻力引起的压强降与流速（流量V）之间的关系。根据实验数据以及式（1-2）可以计算出不同流速下的直管摩擦系数，用式（1-3）计算对应的，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出两者的关系曲线。

流量计实验报告

流量计实验报告

中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告 实验日期：成绩： 班级：学号：姓名：教师：李成华 同组者： 实验三、流量计实验 一、实验目的（填空） 1．掌握孔板、文丘利节流式流量计的工作原理及用途； 2．测定孔板流量计的流量系数 ，绘制流量计的校正曲线； 3．了解两用式压差计的结构及工作原理，掌握其使用方法。 二、实验装置 1、在图1-3-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称： 本实验采用管流综合实验装置。管流综合实验装置包括六根实验管路、电磁流量计、文丘利流量计、孔板流量计，其结构如图1-3-1示。

F1——文丘里流量计；F2——孔板流量计；F3——电磁流量计；C——量水箱；V——阀门；K——局部阻力实验管路 图1-3-1 管流综合实验装置流程图

说明：本实验装置可以做流量计、沿程阻力、局部阻力、流动状态、串并联等多种管流实验。其中V8为局部阻力实验专用阀门，V10为排气阀。除V10外，其它阀门用于调节流量。 另外，做管流实验还用到汞-水压差计（见附录A）。 三、实验原理 1．文丘利流量计 文丘利管是一种常用的量测有压管道流量的装置，见图1-3-2属压差式流量计。它包括收缩段、喉道和扩散段三部分，安装在需要测定流量的管道上。在收缩段进口断面1-1和喉道断面2-2上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的测压管水头差，就可计算管道的理论流量Q ，再经修正得到实际流量。 2．孔板流量计 如图1-3-3，在管道上设置孔板，在流动未经孔板收缩的上游断面1-1和经孔板收缩的下游断面2-2上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的测压管水头差，可计算管道的理论流量

实验二气体流量测定与流量计标定(精)

实验二气体流量测定与流量计标定 一、实验目的 气体属于可压缩流体。气体流量的测量，虽然有一些与用于不可压缩流体相同的测量仪表但也有不少专用于气体的测量仪表，在测量方法和检定方法上也有一些特殊之处。显然，气体流量的测量与液体一样，在工业生产上和科学研究中，都是十分重要的。尤其是在近代，工业生产规摸的大型化和科学实验的微型化，往往这些流量、温度、压力等的检测仪表就成为关键问题。 目前，工业用有LZB 系列转子流量计，实验室用有LZW 系列微型转子流量计，可供选用。对于市售定型仪表，若流体种类和使用条件都按照规格规定，则读出刻度就能知道流量。但从精度上考虑，仍有必要重新进行校正。转子流量计自制是有困难的，因锥形玻璃管的锥度手工难于制作。但是，在科学研究中或其它某种场合，有时，不免还要根据某种特殊需要，创制一些新型测量仪表和自制一些简易的流量计。不论是市售的标准系列产品还是自制的简易仪表，使用前，尤其是使用一段时间后，都需要进行校正，这样才能保证计量的准确、可靠。 气体流量计的标定，一般采用容积法，用标准容量瓶量体积，或者用校准过的流量计作比较标定。在实验室里，一般采用湿式气体流量计作为标准计量器。它属于容积式仪表，事先应经标准容量瓶校准。实验用的湿式流量计的额定流量，一般有 0.2m3h 1和0.5m3h 1两种。若要标定更大流量的仪表，一般采用气柜计量体积。实验室往往又需用微型流量计，现时一般采用皂膜流量计来标定。 本实验采用标准系列中的转子流量计和自制的毛细管流量计来测量空气流量。并用经标准容量瓶直接校准好的湿式流量作为标准，用比较法对上述两种流量计进行检定，标定出流量曲线.，对毛细管流量计标定。通过本实验学习气体流量的测量方法，以及气体流量计的原理、使用方法和检定方法。同时，这些知识和实验方法对学习者在进行以下各项实验时，肯定会有帮助，尤其时对今后所从事的各种实验研究工作，也是有益处的。 二、实验原理 1．湿式气体流量计 该仪器属于容积式流量计。它是实验室常用的一种仪器，其构造主要由圆鼓形壳

化工原理实验三单相流体阻力测定实验

实验三 单相流体阻力测定实验 一、实验目的 ⒈ 学习直管摩擦阻力△P f 、直管摩擦系数的测定方法。 ⒉ 掌握不同流量下摩擦系数 与雷诺数Re 之间关系及其变化规律。 ⒊ 学习压差传感器测量压差，流量计测量流量的方法。 ⒋ 掌握对数坐标系的使用方法。 二、实验内容 ⒈ 测定既定管路内流体流动的摩擦阻力和直管摩擦系数。 ⒉ 测定既定管路内流体流动的直管摩擦系数与雷诺数Re 之间关系曲线和关系式。 三、实验原理 流体在圆直管内流动时，由于流体的具有粘性和涡流的影响会产生摩擦阻力。流体在管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和摩擦系数有关，它们之间存在如下关系。 h f = ρf P ?=2 2 u d l λ （3-1） λ= 22u P l d f ?? ?ρ （3-2） Re = μ ρ ??u d （3-3） 式中：-d 管径，m ； -?f P 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 管长，m ； -u 管内平均流速，m / s ； -ρ流体的密度，kg / m 3 ； -μ流体的粘度，N ·s / m 2 。 摩擦系数λ与雷诺数Re 之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。在实验装置中，直管段管长l 和管径d 都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△P f 与流速u （流量V ）之间的关系。 根据实验数据和式3-2可以计算出不同流速（流量V ）下的直管摩擦系数λ，用式3-3计算对应的Re ，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re 的关系曲线。

四、实验流程及主要设备参数： 1.实验流程图:见图1 水泵8将储水槽9中的水抽出,送入实验系统,首先经玻璃转子流量计2测量流量,然后送入被测直管段5或6测量流体流动的光滑管或粗糙管的阻力,或经7测量局部阻力后回到储水槽, 水循环使用。被测直管段流体流动阻力△p可根据其数值大小分别采用变送器18或空气—水倒置∪型管10来测量。

压差流量计计算公式

（）差压式流量计差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据，根据节流原理，当流体流经节流件时（如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等），在其前后产生压差，此差压值与该流量地平方成正比.在差压式流量计仪表中，因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛 地应用.孔板流量计理论流量计算公式为：式中，为工况下地体积流量，；为流出系数，无量钢；β，无量钢；为工况下孔板内径，；为工况下上游管道内径，；ε为可膨胀系数，无量钢；Δ为孔板前后地差压值，；ρ为工况下流体地密度，.对于天然气而言，在标准状态下天然气积流量地实用计算公式为： 式中，为标准状态下天然气体积流量，；为秒计量系数，视采用计量单位而定，此式×；为流出系数；为渐近速度系数；为工况下孔板内径，；为相对密度系数，ε为可膨胀系数；为超压缩因子；为流动湿度系数；为孔板上游侧取压孔气流绝对静压，；Δ为气流流经孔板时产生地差压，. 差压式流量计一般由节流装置（节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路）和差压计组成，对工况变化、准确度要求高地场合则需配置压力计（传感器或变送器）、温度计（传感器或变送器）流量计算机，组分不稳定时还需要配置在线密度计（或色谱仪）等.流量计算器.（）速度式流量计速度式流量计是以直接测量封闭管道中满管流动速度为原理地一类流量计.工业应用中主要有：①涡轮流量计：当流体流经涡轮流量传感器时，在流体推力作用下涡轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，涡轮转动周期地改变磁电转换器地磁阻值，检测线圈中地磁通随之发生周期性变化，产生周期性地电脉冲信号.在一定地流量（雷诺数）范围内，该电脉冲信号与流经涡轮流量传感器处流体地体积流量成正比.涡轮流量计地理论流 量方程为：式中为涡轮转速；为体积流量；为流体物性（密度、粘度等），涡轮结构参数（涡轮倾角、涡轮直径、流道截面积等）有关地参数；为与涡轮顶隙、流体流速分布有关地系数；为与摩擦力矩有关地系数. ②涡街流量计：在流体中安放非流线型旋涡发生体，流体在旋涡发生体两侧交替地分离释放出两列规则地交替排列地旋涡涡街.在一定地流量（雷诺数）范围内，旋涡地分离频率与流经涡街流量传感器处流体地体积 流量成正比.涡街流量计地理论流量方程为：式中，为工况下地体积流量，；为表体通径，；为旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面积之比；为旋涡发生体迎流面宽度，；为旋涡地发生频率，；为斯特劳哈尔数，无量纲. ③旋进涡轮流量计：当流体通过螺旋形导流叶片组成地起旋器后，流体被强迫围绕中心线强烈地旋转形成旋涡轮，通过扩大管时旋涡中心沿一锥形螺旋形进动.在一定地流量（雷诺数）范围内，旋涡流地进动频率与流经旋进涡流量传感器处流体地体积流量成正比.旋进旋涡流量计地理论流量方程 为：式中，为工况下地体积流量，；为旋涡频率，；为流量计仪表系数，(为 脉冲数). ④时差式超声波流量计：当超声波穿过流动地流体时，在同一传播距离内，其沿顺流方向和沿逆流方向地传播速度则不同.在较宽地流量（雷诺数）范围内，该时差与被测流体在管道中地体积流量（平均流速）成正比.超声波流量计地流量方程式为：

流量标定实验报告

实验报告——流量标定装置和流量计标定实验 实验人： 实验时间： 一、实验目的 1.了解流量标定装置；掌握钟罩式流量标定装置的工作原理和操作方法，流量计的标 定方法。 2.对被检流量计精度进行标定 二、实验原理 1.流量和累计流量的概念 2.流量计：了解浮子流量计的基本原理 3.钟罩式气体流量标定装置示意图 三、实验步骤 1.熟悉流量标定装置结构、开关、阀门、工作原理。 2.启动风机，观察钟罩工作是否正常。 3.掌握钟罩刻度读数和秒表计时方法；掌握流量计的读数和单位 4.通过加减砝码的方式可以使得进出气体加快或者减慢时间。 5.重复测量三组，比较差别，由此得出流量计误差。 四、数据处理 1.流量计示数：0.46m3/h 3 1

480 560 80 10.21 78 0.472 流量平均值：0.485m3/h 标准差：0.019m3/h 流量值：（0.485±0.019）m3/h 2.流量计示数：0.43m3/h 3 310 390 80 10.21 85 390 470 80 10.21 83 0.443 470 550 80 10.21 86 0.428 流量平均值：0.437m3/h 标准差：0.006m3/h 流量值：（0.437±0.006）m3/h 3.流量计示数：0.50m3/h 初始刻度/cm 终止刻度/cm 间隔/cm 体积/L 所用时间/s 流量/m3 330 410 80 10.21 72 410 490 80 10.21 73 0.504 490 570 80 10.21 73 0.504 流量平均值：0.508 m3/h 标准差：0.004m3/h 流量值：（0.508±0.004）m3/h 4.初始分析 流量计示数/m3/h实测示数/m3/h绝对误差/m3/h相对误差 0.46 0.485 0.025 5.25% 0.43 0.437 0.007 1.60% 0.50 0.508 0.008 1.57% 绝对误差平均值：0.013m3/h 绝对误差方差：0.008m3/h 标定结果：真实示数=（流量计示数+绝对误差平均值±0.008）m3/h 5.实验结果评定 首先，从三组数据来看，明显可以看出第一组第一次测量的数据的人为误差很大，这是因为第一次测量的时候，读数者和秒表计时者之间的配合出现了一些问题，导致第一次测量的随机误差比较大，对整个实验的结果产生了一定程度上的影响，不过从整体上来看，本次标定实验的结果还是很好的，除了第一组第一个数据之外的相对误差不超过2%，比较理想。 然后，从三次测量结果来看，实际示数和流量计示数之间只是相差一个常数，这也说明了流量计本身的度量是精确的，只是刻度标定的不是很准确，经过测量，我们给出了标定公式： 真实示数=（流量计示数+0.013±0.008）m3/h （不确定度由标准差给出，并非置信区间） 最后，谈一点实验感想，本次测量的主要误差来源，人为因素，当然系统误差我们并没有考虑，因为单凭本次实验无法发现系统误差，但是人为误差本是可以避免的，在以后的实验中要吸取教训。 2

实验一 单相流体流动阻力实验

实验一单相流体流动阻力实验 一、实验目的 1、学习了解直管摩擦阻力h f、直管摩擦阻力系数λ的测定方法。 2、掌握摩擦阻力系数λ与雷诺数Re之间的关系。 3、熟悉压差的测定方法。 二、实验内容 1、测定不同的流体流型状态下摩擦阻力系数λ与Re之间的关系。 2、在对数坐标纸上绘制λ— R e的关系曲线。 三、实验原理 直管的摩擦阻力是雷诺数和管壁相对粗糙度的函数，即λ=f（Re，ε/d），所以对一定的相对粗糙度而言（特定的直管）λ与Re才有一定的关系。但λ随Re的变化规律与流体流型有关。 流体以不同的流速在一定的长度等直径的水平圆型直管内流动时，其管路阻力引起的能量损失为： h f=(P1 - P2 (/ρ=Δp/ρ（1—1） 又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系（范宁公式） h f =λ×L/d ×u2/2 （1—2） 整理（1—1）、（1—2）两式得 λ=2d/ Lρ ×Δp/u2 Re=duρ/μ（1—4） 分析以上两式，对实验来说，直管的长度L和管径d是已知的，确定流体的温度，则流体的ρ和μ也是定值。调节一系列的流量，通过压差测定，就可计算一系列的λ和Re，从而得出λ随Re的变化关系。 四、实验主要仪器及主要技术数据 直管的长度L=1.8m 管内径d=8.3mm. 五、实验方法 1、接通电源，打开数字式差压变送器开关，预热15min后，检察零点（方法：不带电的状态下检察电流表的零点，称为机械零点。带电壮态下的零点是差压变送器的零点，称为电器零点）不为零时在老师的指导下调整。 2、向储水槽内注水，到水满为止。关闭水泵出口阀（即各流量计调节阀），开动水泵，分别逐步打开大流量转子流量计和小流量转子流量计进口阀，可使流量各自达到最大时，排出流道和导压管内的空气。此环节中，在逐步打开大流量计时，应用夹子夹住U型压差计的导压管，待数字式压差计和流道中气体排出后，关闭大流量计进口阀。将U型压差计导压管夹子去掉，适当打开大流量计进口阀。使流体在U型压差计的导压管内流动，关闭阀门，通过U型管顶部旋塞，排出U型压差计管内的空气并调节压差计两侧的液位，使其等高。 3、确定流道和导压管内的气体排完后，夹住U型压差计的导压管。 4、逐步打开大流量计进口阀，每对应一定的流量值，待数字式压差计的数值稳定后，读数（单位：KPa）。如此，可得一系列流量和Δp。 5、待大流量计最大值测完后，可关闭其进口阀。同时，打开U型压差计导压管夹子，调节U型管两端的液位，使之平齐。打开小流量转子流量计进口阀，依次测出不同流量对应于U型管中的液柱差。 6、测试中，为保证数据准确，每组数据应重复测1-3次，且为整体重复。 7、在数据测量完毕，关闭流量调节阀，并切断电源。

化工原理实验~流体流动阻力系数的测定实验报告

流体流动阻力系数的测定实验报告 一、实验目的: 1、掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法。 2、测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管与阀门的局部阻力系数ξ。 3、验证湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺系数Re与相对粗糙度的函数。 4、将所得光滑管的λ—Re方程与Blasius方程相比较。 二、实验器材: 流体阻力实验装置一套 三、实验原理: 1、直管摩擦阻力 不可压缩流体(如水),在圆形直管中做稳定流动时,由于黏性与涡流的作用产生摩擦阻力;流体在流过突然扩大、弯头等管件时,由于流体运动的速度与方向突然变化,产 生局部阻力。影响流体阻力的因素较多,在工程上通常采用量纲分析方法简化实验,得 到在一定条件下具有普遍意义的结果,其方法如下。 流体流动阻力与流体的性质,流体流经处的几何尺寸以及流动状态有关,可表示为 △P=f (d, l, u,ρ,μ,ε) 引入下列无量纲数群。 雷诺数Re=duρ/μ 相对粗糙度ε/ d 管子长径比l / d 从而得到 △P/(ρu2)=ψ(duρ/μ,ε/ d, l / d) 令λ=φ(Re,ε/ d) △P/ρ=(l / d)φ(Re,ε/ d)u2/2 可得摩擦阻力系数与压头损失之间的关系,这种关系可用试验方法直接测定。 h f=△P/ρ=λ(l / d)u2/2 ——直管阻力,J/kg 式中,h f l——被测管长,m d——被测管内径,m u——平均流速,m/s λ——摩擦阻力系数。 当流体在一管径为d的圆形管中流动时,选取两个截面,用U形压差计测出这两个截面间的静压强差,即为流体流过两截面间的流动阻力。根据伯努利方程找出静压强差 与摩擦阻力系数的关系式,即可求出摩擦阻力系数。改变流速可测出不同Re下的摩擦 阻力系数,这样就可得出某一相对粗糙度下管子的λ—Re关系。 (1)、湍流区的摩擦阻力系数 在湍流区内λ=f(Re,ε/d)。对于光滑管,大量实验证明,当Re在3×103~105范围内,λ与Re的关系遵循Blasius关系式,即λ=0、3163 / Re0、25 对于粗糙管,λ与Re的关系均以图来表示。 2、局部阻力

土木工程专业实训室建设方案

2016年实训试验室建设方案 河北工程技术学院土木工程学院 2016年03月18日

河北工程技术学院 2016年实训试验室建设方案 为进一步加强土木工程学院土木工程专业和建筑工程技术专业、建筑电气工程技术专业建设和课程开发建设和课程开发，提高人才培养质量，增强学生的实践能力，经认真研究、多方考察，结合人才培养方案提出了2016年实训室建设方案，现将方案提交学院研究审批。 一、建设思路： 围绕学院的定位和为本科教学做准备的要求，以服务建筑类专业为主，突出专业基础课程的试验项目开发，以提供教学服务、培训服务、技术服务、职业资格鉴定服务为目标，紧贴社会需求，加强对内对外服务，建设成一个硬件与软件均处于国内领先水平的职业技能实训基地，起到服务、带动、示范作用，营造良好的实践教学环境。 二、土木工程实验室调查分析 根据土木工程专业应有实验（实训）室调查结果，结合我校土木工程专业实验（实训）室建设情况，得出我校需扩建、新建实验（实训）室项目。分析结果如表1-1所示。 表1-1 实验（实训）室情况分析表 应有实验（实训）室已有实验室扩建实验室新建实验室物理实训室 力学实训室 土力学实训室 土木工程材料实训室框架实训室 建筑CAD实训室天正CAD实训室 PKPM实训室 资料管理实训室 三好实训室 物理实训室 力学实训室 土力学实训室 土木工程材料实训室 框架实训室 建筑CAD实训室 天正CAD实训室 广联达实训室 土木工程材料实训室 PKPM实训室 资料管理实训室 三好实训室 水力学实验室

广联达实训室 水力学实验室 三、建设项目： 新建项目一：建筑工程PKPM软件实训室90.4万元。 新建项目二：建筑工程品茗资料实训室10万元。 新建项目三：建筑工程虚拟仿真（三好）综合实训室35万元。 新建项目四：水力学实验室28.42万元。 扩建项目一：土木工程材料实验室12.395万元 四、建设意见及费用： 经论证，该实训室项目是为专业基础课程和专业课程服务的实验实训室，可开设的实验实训项目能满足土木工程学院各专业的基本实践教学要求。项目建设资金共计176.215万元。

实验一 流体流动阻力测定实验

4.1 流体流动阻力测定实验 一、实验目的 ⒈学习直管摩擦阻力△P f 、直管摩擦系数λ的测定方法。 ⒉掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。 ⒊掌握局部阻力的测量方法。 ⒋学习压强差的几种测量方法和技巧。 ⒌掌握双对数坐标系的使用方法。 二、实验内容 ⒈测定实验管路（光滑管和粗糙管）内流体流动的阻力和直管摩擦系数λ。 ⒉测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系曲线。 ⒊在本实验压差测量范围内，测量阀门的局部阻力系数。 三、实验原理 ⒈直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的测定 流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。流体在直管内 流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系： h f = ρf P ?=22 u d l λ （4-1） λ=22u P l d f ???ρ （4-2） Re = μρ??u d （4-3） 式中：-d 管径，m ； -?f P 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 管长，m ； -u 流速，m / s ； -ρ流体的密度，kg / m 3； -μ流体的粘度，N ·s / m 2。 直管摩擦系数λ与雷诺数Re 之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。在实验装置中，直管段管长l 和管径d 都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△P f 与流速u （流量V ）之间的关系。 根据实验数据和式（1-2）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ，用式（1-3）计算对应的Re ，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re 的关系曲线。 ⒉局部阻力系数ζ的测定 22 'u P h f f ζρ=?=' （4-4）

流量计校核实验报告

流量计校核实验报告 一、实验目的 1、熟悉孔板流量计和文氏流量计的构造及工作原理； 2、掌握流量计标定方法之一——称量法； 3、测定孔板流量计和文氏流量计的孔流系数，掌握孔流系数随雷诺数的变化规律； 4、测定孔板流量计和文氏流量计的流量与压差的关系。 二、实验原理 常用的流量计大都按标准规范制造，出厂前厂家需通过实验为用户提供流量曲线：或给出规定的流量计算公式用的流量系数，或将流量读数直接刻在显示仪表上。如果用户遗失出厂的流量曲线；或被测流体的密度与工厂标定所用流体不同；或流量计经长期使用而磨损；或使用自制的非标准流量计时，都必须对流量计进行标定。 孔板流量计和丘里流量计是应用最广的节流式流量计，本实验就是通过测定节流元件前后的压差及相应的流量来确定流量系数。 （一）孔板流量计 孔板流量计的构造原理如图1-1所示，在管路中装有一块孔板，孔板两侧接出测压管，分别与U 形压差计相连接。 孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减小，造成孔板前后压强差，作为测量的依据。 若管路直径为1d ，孔板锐孔直径为0d ；流体流经孔板后所形成缩脉的直径为2d ；流体密度为ρ。 在截面积I 、II 处，即孔板前导管处和缩脉处的速度和压强分别为1212u u p p ，与，，根据柏努利方程可得： 222112 2u u p p ρ --= （1） 或 = （2） 由于缩脉位置因流速而变，截面积2S 又难于知道，而孔板孔径的面积0S 是已知的，测压器的位置在设置一旦制成后也是不变的。因此，用孔板孔径处流速0u 来代替式（2）中的 2u ；又考虑到实际流体因局部阻力所造成的能量损失，故需用系数C 加以校正。式（2）就 可改写为： 图1－1 孔板流量计构造原理图

流体阻力测定实验

流体阻力测定实验实验指导书 环境与市政工程学院 2015年11月

一、实验目的： 1.学习直管摩擦阻力f P ?,直管摩擦系数λ的测定方法。 2.掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。 3.掌握局部摩擦阻力f P ?,局部阻力系数ζ的测定方法。 4.学习压强差的几种测量方法和提高其测量精确度的一些技巧。 二、实验内容: 1.测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数λ。 2.测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系曲线。 3.测定管路部件局部摩擦阻力f P ?和局部阻力系数ζ。 三、实验原理: 1.直管摩擦系数 与雷诺数Re 的测定: 直管的摩擦阻力系数是雷诺数和相对粗糙度的函数，即)/(Re,d f ελ=，对一定的相对粗糙度而言，(Re)f =λ。 流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时，其管路阻力引起的能量损失为： ρ ρf f P P P h ?=-= 2 1 （1） 又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系（范宁公式） 2 2u d l h f P f λρ == ? （2） 整理（1）（2）两式得 2 2u P l d f ???=ρλ （3） μ ρ ??= u d Re （4） 式中： -d 管径，m ； -?f P 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 管长，m ； -u 流速，m / s ； -ρ流体的密度，kg / m 3； -μ流体的粘度，N ·s / m 2。

在实验装置中，直管段管长l 和管径d 都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△P f 与流速u （流量V ）之间的关系。 根据实验数据和式（3）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ，用式（4）计算对应的Re ，整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re 的关系曲线。 2．局部阻力系数ζ的测定 22 'u P h f f ζρ =?= ' 2'2u P f ?????? ??=ρζ 式中： -ζ局部阻力系数，无因次； -?'f P 局部阻力引起的压强降，Pa ； -'f h 局部阻力引起的能量损失，J ／kg 。 图-1 局部阻力测量取压口布置图 局部阻力引起的压强降'f P ? 可用下面方法测量：在一条各处直径相等的直管段上，安装待测局部阻力的阀门，在上、下游各开两对测压口a-a'和b-b ＇如图-1，使 ab ＝bc ； a ＇b ＇＝b ＇c ＇，则 △P f ，a b ＝△P f ，bc ； △P f ，a ＇b ＇= △P f ，b ＇c ＇ 在a ～a ＇之间列柏努利方程式 P a －P a ＇ =2△P f ，a b +2△P f ，a ＇b ＇+△P ＇f (5) 在b ～b ＇之间列柏努利方程式： P b －P b ＇ = △P f ，bc +△P f ，b ＇c ＇+△P ＇f = △P f ，a b +△P f ，a ＇b ＇+△P ＇f （6） 联立式(5)和(6)，则：'f P ?＝2(P b －P b ＇)－(P a －P a ＇) 为了实验方便，称(P b －P b ＇)为近点压差，称(P a －P a ＇)为远点压差。其数值用差压传感器来测量。

流体流动阻力的测定实验

流体流动阻力的测定实验 一、实验内容 1.测定流体在特定的材质和ξ/d 的直管中流动时的阻力摩擦系数λ，并确定λ和Re 之间的关系。 2.测定流体通过阀门时的局部阻力系数。 二、实验目的 1．解测定流体流动阻力摩擦系数的工程定义，掌握测定流体阻力的实验组织方法。 2．测定流体流经直管的摩擦阻力和流经管件或阀门的局部阻力，确定直管阻力摩擦系数与雷诺数之间的关系。 3．熟悉压差计和流量计的使用方法。 4．认识组成管路系统的各部件、阀门并了解其作用。 三、实验原理 流体通过由直管和阀门组成的管路系统时，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 流体流动过程是一个多参数过程，)(ερμ、、、、、u l d f h f =。由因次分析法，从诸多影响流体流动的因素中组合流体流经管件时的阻力损失可用下式表示： ?? ????ξμρ=ρ?d ,du ,d l F u P 2 λ=Ψ（Re ，ε/d ） 雷诺准数μ ρdu e = R ;2 2 u d l P h f ??=?=λρ 只要找出λ、ξ就可计算出流体在管道内流动时的能量损失。 g P Hg )R(ρρ-=?

易知，直管摩擦系数λ仅与Re 和 d ε 有关。因此，只要在实验室规模的装置 上，用水做实验物系，进行试验，确定λ与Re 和 d ε 的关系，然后计算画图即可。 2.局部阻力 局部阻力可以用当量长度法或局部阻力系数法来表示，本实验用局部阻力系数法来表示，即流体通过某一管件或阀门的阻力损失用流体在管路中的动能系数 来表示，用公式表示： 2 2 u P h f ξρ=?= 一般情况下，由于管件和阀门的材料及加工精度不完全相同，每一制造厂及每一批产品的阻力系数是不尽相同的。 四、实验设计 由 22 u d l h f ??=λ和2 2u h f ξ=知，当实验装置确定后，只要改变管路中流体流速u 及流量V ，测定相应的直管阻力压差ΔP 1和局部阻力压差ΔP 2，就能通过计算得到一系列的λ和ξ的值以及相应的Re 的值， 【原始数据】在实验中，我们要测的原始数据有流量V ，用来计算直管阻力压差ΔP 1和局部阻力压差ΔP 2的U 型压差计的左右两边水银柱高度，流体的温度t （据此确定ρ和μ），还有管路的直径d 和直管长度l 。 【测量点】在直管段两端和局部两端各设一对测压点，分别测定ΔP 1 和ΔP 2 ，还要在管路中配置一个流量和温度测试点。 【测试方法】温度用温度计测定，流量我们用涡轮流量计来测定，则 Ｑ=f/ξ 其中，f 表示涡轮流量计的转子频率，其值由数显仪表显示；ξ为涡轮流量计的仪表系数；Q 为流量，单位L/s 。 五、实验装置流程及说明 主要设备和部件：离心泵，循环水箱，涡轮流量计，阀门，直管及管件，玻

化工原理实验报告-管路设计与安装

管路设计与安装 一、实验目的及基本要求 1．实验目的 (1)综合运用流体力学基本原理与操作技能，设计并安装“流量计 校核”与“突然扩大、缩小局部阻力系数的测定”两个实验装置； (2) 掌握常用工具的使用方法，学习管路的组装、试压、冲洗及 拆除操作方法； (3) 学习管路系统的运行测试及停车方法。 2．对化工管路装拆的基本要求: (1) 化工管路布置的一般要求：在管路布置及安装时，主要考虑安装、检修、操作的方便及安全，同时尽可能减少基建费用，并根据生产的特点、设备的布置、材料的性质等加以综合考虑。 ①化工管路安装时，各种管线应成平行铺设，便于共用管架，要尽量走直线，少拐弯，少交叉，以节约管材，减小阻力，同时力求做到整齐美观； ②为便于操作及安装检修，并列管路上的零件与阀门位置应错开安装； ③管子安装应横平竖直，水平管其偏差不大于 15mm/10m，垂直管其偏差不大于10mm/10m； ④管路安装完毕后，应按规定进行强度和严密度试验；

⑤管路离地面的高度以便于检修为准,但通过人行道时,最低点离地面不得小于2m。 (2) 常见管件及阀门、流量计的安装要求： ①转子流量计是用来测量管系中流体流量的，其安装有严格的要求。它必须垂直安装在管系中，若有倾斜，会影响测量的准确性，严重时会使转子升不上来。转子流量计前后各应有相应的直管段，前段应有15～20d 的直管段，后段应有5d 左右的直管段（d 为管子内径），以保证流量的稳定。 ②阀门的装拆：截止阀结构简单，易于调节流量，但阻力较大。安装时，应使流体从阀盘的下部向上流动，目的是减小阻力，开启更省力。在关闭状态下阀杆、填料函部不与介质接触,以免阀杆等受腐蚀。闸阀密封性能好，流体阻力小，但不适用输送含有晶体和悬浮溶物的液体管路中。 ③活动接头是管系中常见的管件，在闭合管系时，它应是最后安装，拆除管系时，应首先从活动接头动手。 (3) 泵的管路布置总的原则是保证良好的吸入条件与检修方便 ①为增加泵的允许吸上高度, 吸入管路应尽量短而直,减少阻力, 吸入管路的直径不应小于泵吸入口直径. ②在泵的上方不布置管路,有利于泵的检修. 3、对指导教师的要求 (1) 指导教师对实训重点进行相应的讲解，给学生进行分组； (2) 组织学生观看有关化工管路方面的教学录像，使学生对化工管路有一定感性认识；

流量计流量的校正实验

流量计流量的校正实验 一． 实验目的 1. 熟悉孔板流量计、文丘里流量计的构造、性能及安装方法。 2. 掌握流量计的标定方法之一——容量法。 3. 测定孔板流量计、文丘里流量计的孔流系数与雷诺准数的关系。 二． 基本原理 对非标准化的各种流量仪表在出厂前都必须进行流量标定，建立流量刻度标尺（如转子流量计）、给出孔流系数（如涡轮流量计）、给出校正曲线（如孔板流量计）。使用者在使用时，如工作介质、温度、压强等操作条件与原来标定时的条件不同，就需要根据现场情况，对流量计进行标定。 孔板、文丘里流量计的收缩口面积都是固定的，而流体通过收缩口的压力降则随流量大小而变，据此来测量流量，因此，称其为变压头流量计。而另一类流量计中，当流体通过时，压力降不变，但收缩口面积却随流量而改变，故称这类流量计为变截面流量计，此类的典型代表是转子流量计。 1、孔板流量计的校核 孔板流量计是应用最广泛的节流式流量计之一，本实验采用自制的孔板流量计测定液体流量，用容量法进行标定，同时测定孔流系数与雷诺准数的关系。 孔板流量计是根据流体的动能和势能相互转化原理而设计的，流体通过锐孔时流速增加，造成孔板前后产生压强差，可以通过引压管在压差计或差压变送器上显示。其基本构造如图1所示。 若管路直径为d 1，孔板锐孔直径为d 0，流体流经孔板前后所形成的缩脉直径为d 2，流体的密度为ρ，则根据柏 努利方程，在界面1、2处有： 图1 孔板流量计 2 2 21 12 2 u u p p p ρ ρ --?= = 或 = 由于缩脉处位置随流速而变化，截面积2A 又难以指导，而孔板孔径的面积0A 是已知的，因此，用孔板孔径处流速0u 来替代上式中的2u ，又考虑这种替代带来的误差以及实际流体局部阻力造成的能