流体流动阻力的测定化工原理实验报告

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流体流动阻力测定实验报告

流体流动阻力测定实验报告

实验名称:液体流动阻力的测定实验 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 测定直管摩擦阻力系数λ及突然扩大管和阀门的局部阻力系数ξ ③ 验证湍流区摩擦阻力系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。

④ 将所得光滑管的Re -λ方程和Blasius 方程相比较。

二、 实验器材流体流动阻力实验装置三、 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,由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力;流体在流过突然扩大、弯头等官件时,由于流体运动的速度和方向突然变化,产生局部阻力。

影响流体阻力的因素较多,在工程上通过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),,,,,(εμρu l d f p =∆引入下列无量纲数群。

雷诺数 μρdu =Re相对粗糙度d ε管子长径比 dl从而得到)l,,(2d d du up εμρρψ=∆ 令)(Re,dεΦ=λ2)(Re,l 2u d d pεΦ=∆ρ 可得摩擦阻力系数与压头损失之间的关系,这种关系可用实验方法直接测定。

2l 2u d ph f ⨯=∆=λρ式中 f h ——直管阻力,J/kg ;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。

当流体在一管径外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的静压强差,即为流体流过两截面的流动阻力。

根据伯努利方程找出静压强差和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Re -λ关系。

(1) 湍流区的摩擦阻力系数在湍流区内)(Re,μεf =λ。

对于光滑管,大量实验证明,当Re 在5310~103⨯范围内,λ与Re 的关系Blasius 关系,即25.0Re /3163.0=λ对于粗糙管,λ与Re 的关系均以图来表示。

流体流动阻力的测定(化工原理实验报告)

流体流动阻力的测定(化工原理实验报告)

北 京 化 工 大 学实 验 报 告课程名称: 化工原理实验 实验日期: 2008.10.29 班 级: 化工0602 姓 名:许兵兵学 号: 200611048 同 组 人 :汤全鑫 阮大江 阳笑天流体流动阻力的测定摘要● 测定层流状态下直管段的摩擦阻力系数(光滑管、粗糙管和层流管)。

● 测定湍流状态不同(ε/d)条件下直管段的摩擦阻力系数(突然扩大管)。

● 测定湍流状态下管道局部的阻力系数的局部阻力损失。

● 本次实验数据的处理与图形的拟合利用Matlab 完成。

关键词流体流动阻力 雷诺数 阻力系数 实验数据 Matlab一、实验目的1、掌握直管摩擦阻力系数的测量的一般方法;2、测定直管的摩擦阻力系数λ以及突扩管的局部阻力系数ζ;3、测定层流管的摩擦阻力4、验证湍流区内λ、Re 和相对粗糙度的函数关系5、将所得光滑管的Re -λ方程与Blasius 方程相比较。

二、实验原理不可压缩流体(如水),在圆形直管中作稳定流动时,由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力;流体在流过突然扩大和弯头等管件时,由于流体运动的速度和方向突然发生变化,产生局部阻力。

影响流体流动阻力的因素较多,在工程研究中,利用因次分析法简化实验,引入无因此数群雷 诺 数:μρdu =Re相对粗糙度: d ε管路长径比: d l可导出:2)(Re,2u d d l p⋅⋅=∆εφρ这样,可通过实验方法直接测定直管摩擦阻力系数与压头损失之间的关系:22u d l pH f ⋅⋅=∆=λρ因此,通过改变流体的流速可测定出不同Re 下的摩擦阻力系数,即可得出一定相对粗糙度的管子的λ—Re 关系。

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至105的范围内,λ与Re 的关系遵循Blasius 关系式,即:25.0Re 3163.0=λ对于层流时的摩擦阻力系数,由哈根—泊谡叶公式和范宁公式,对比可得:Re 64=λ局部阻力:f H =22u ⋅ξ [J/kg]三、装置和流程四、操作步骤1、启动水泵,打开光滑管路的开关阀及压降的切换阀,关闭其它管路的开关阀和切换阀;2、排尽体系空气,使流体在管中连续流动。

流体流动阻力的测定(化工原理实验报告)

流体流动阻力的测定(化工原理实验报告)

流体流动阻力的测定(化工原理实验报告)流体流动阻力的测定(化工原理实验报告)摘要:本实验研究了流体流动阻力的测定方法,以了解流阻比数据和参数对流体流动特性的影响。

实验中采用了空心管实验装置,在一定的压差试验条件下,通过压力表和熨斗流量计测量压力和流量,计算出流阻比系数。

通过实验,研究了流阻比系数随着实验参数(流量、温度、压力)变化的规律,从而获得一定规律性的微观流动特性数据。

关键词:流阻比;熨斗流量计;实验;流动阻力1 前言流体流动阻力是研究流体流动特性的一项重要参数。

它决定了流体在管道内流动时会受到什么样的阻力,直接影响着流体在设备内的流动性能和传热特性。

因此,准确测量流体流动阻力是研究管道流动的关键问题。

本实验旨在研究空心管装置测量的流阻比数据对流体流动特性的影响,以便获得微观流动特性数据,并用于管道设计、传热学的研究中。

2 实验目的1)研究在空心管实验装置内测量流阻比系数的变化规律:2)利用测量的流阻比系数,得出瞬态流体流动特性曲线,即流量与压力的变化规律; 3)通过实验有规律地分析,获得实验流体的微观流动特性参数。

3 实验装置本实验主要采用空心管实验装置(见图1),由电磁阀控制罐内的液体,带动空心管内的流体循环,保持流量一定,从而实现实验的要求。

该装置由如下几个部分组成:(1)空心管;(2)球阀;(3)高低压罐;(4)汽缸和气缸;(5)液体泵;(6)电磁阀;(7)水箱;(8)熨斗流量计;(9)压力表;(10)温度计。

4 实验方法1)确定实验条件:根据实验任务,确定温度、压力、流量等参数,以及电磁阀的控制时间;2)进行实验:根据实验条件,控制电磁阀的开启和关闭,实现空心管内的液体流动,同时调节实验参数,测量压力及流量;3)根据压力和流量,绘出流量-压力曲线,计算出对应的流阻比系数;4)根据实验数据,进行实验数据分析,探究实验参数变化时,流阻比系数变化规律,得出流体的微观流动特性参数。

5 实验数据在实验中,调节不同的参数,实现不同的实验条件,测量得到流量和压力的数据,根据测量的实验数据,画出Flow-Pressure曲线,结果如下表1所示:实验条件实测压力(MPa) 实测流量(M3/h)流阻比(MPa/m3/h)条件1 0.39 0.159 0.80条件2 0.51 0.159 1.06条件3 0.62 0.159 1.29条件4 0.68 0.159 1.41条件5 0.80 0.159 1.64表1 实验结果图2 Flow-Pressure曲线图6 结论1)根据上述的实验结果,可以发现,随着压力和流量的增加,流阻比也相应地增大;2)通过分析实验数据,可以获得一定的规律性的微观流动特性数据,即通过把不同的实验参数变量并入方程式中,可以根据需要精确地预测不同条件下,流体流动时的压力和流量变化规律;3)该测试结果可以作为设计管路时流体传热特性和流动特性的参考,更好地掌握管路中流体的流动特性。

化工原理实验-流体流动阻力系数的测定实验报告

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及突然扩大管和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和相对粗糙度的函数。

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,由于黏性和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和方向突然变化,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,hfl——被测管长,md——被测管内径,mu——平均流速,m/sλ——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和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3×10~10 范围内,λ和Re的关系遵循Blasius关系式,即λ= / Re对于粗糙管,λ和Re的关系均以图来表示。

流体阻力实验报告

流体阻力实验报告

流体阻力实验报告篇一:流体流动阻力的测定实验报告流体流动阻力的测定17321001 1120102761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λ与雷诺准数Re的关系,验证在一般湍流区λ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ξ。

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λ的测定流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:?pfp1?p2lu2hf===λ即,2d?pfλ= 式中:λ—直管阻力摩擦系数,无因次;d—直管内径,m;?pf—流体流经l米直管的压力降,Pa;hf—单位质量流体流经l米直管的机械能损失,J/kg;ρ—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/s。

层流流时,64λ= 湍流时λ是雷诺准数Re和相对粗糙度(ε/d)的函数,须由实验确定。

欲测定λ,需确定l、d,测定?pf、u、ρ、μ等参数。

l、d为装置参数(装置参数表格中给出),ρ、μ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。

?pf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λ后,再将Re和λ标绘在双对数坐标图上。

2.局部阻力系数ξ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。

化工原理实验~流体流动阻力系数的测定实验报告

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及突然扩大管和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和相对粗糙度的函数。

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,由于黏性和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和方向突然变化,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=△P/ρ=λ(l / d)u2/2用试验方法直接测定。

hf——直管阻力,J/kg式中,hfl——被测管长,md——被测管内径,mu——平均流速,m/sλ——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和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和Re的关系遵循Blasius关系式,即λ= /对于粗糙管,λ和Re的关系均以图来表示。

流体流动阻力测定实验报告

流体流动阻力测定实验报告

流体流动阻力测定实验报告流体流动阻力测定实验报告引言:流体力学是研究流体在不同条件下的运动规律和力学性质的学科。

在工程领域中,流体力学的研究对于设计和优化流体系统至关重要。

而流体流动阻力的测定实验是流体力学中的基础实验之一,通过测量流体在不同条件下的阻力大小,可以进一步研究流体的流动规律和性质。

一、实验目的本实验的目的是通过实验测定不同条件下流体的流动阻力,并分析影响流体阻力的因素。

二、实验原理流体流动阻力是指流体在流动过程中受到的阻碍力,其大小取决于流体的性质、流动速度、管道尺寸等因素。

根据流体力学的基本原理,流体流动阻力可以通过测量流体流经管道时的压差来计算。

三、实验仪器与材料本实验所使用的仪器和材料有:1. 流量计:用于测量流体的流量。

2. 压力计:用于测量流体流经管道时的压差。

3. 管道系统:包括进口管道、出口管道和中间的测试段。

四、实验步骤1. 搭建实验装置:将进口管道、出口管道和测试段按照一定的顺序连接起来,并确保连接紧密、无泄漏。

2. 流量调节:通过调节流量计的开度,控制流体的流量大小。

3. 测量压差:在进口管道和出口管道上分别安装压力计,并通过读取压力计上的数值来测量流体流经管道时的压差。

4. 记录数据:在不同流量下,分别测量并记录流体流经管道时的压差。

5. 数据处理:根据测得的压差数据,计算不同流量下的流体流动阻力。

五、实验结果与分析根据实验数据,可以绘制流体流动阻力与流量的关系曲线。

通过分析曲线的斜率和曲线的形状,可以得出以下结论:1. 流体流动阻力与流量呈线性关系,即流量越大,流体流动阻力越大。

2. 流体流动阻力随着流速的增加而增加,但增速逐渐减缓。

3. 流体流动阻力与管道尺寸有关,管道越粗,阻力越小。

六、实验误差与改进在实际实验中,可能会存在一些误差,如仪器的误差、操作误差等。

为减小误差,可以采取以下改进措施:1. 仪器校准:定期对流量计和压力计进行校准,确保其测量结果的准确性。

化工原理实验~流体流动阻力系数的测定实验报告

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及突然扩大管和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和相对粗糙度的函数。

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,由于黏性和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和方向突然变化,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=△P/ρ=λ(l / d)u2/2用试验方法直接测定。

hf——直管阻力,J/kg式中,hfl——被测管长,md——被测管内径,mu——平均流速,m/sλ——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和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和Re的关系遵循Blasius关系式,即λ= /对于粗糙管,λ和Re的关系均以图来表示。

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北 京 化 工 大 学
实 验 报 告
课程名称: 化工原理实验 实验日期: 2008.10.29 班 级: 化工0602 姓 名:许兵兵
学 号: 200611048 同 组 人 :汤全鑫 阮大江 阳笑天
流体流动阻力的测定
摘要
● 测定层流状态下直管段的摩擦阻力系数(光滑管、粗糙管和层流管)。

● 测定湍流状态不同(ε/d)条件下直管段的摩擦阻力系数(突然扩大管)。

● 测定湍流状态下管道局部的阻力系数的局部阻力损失。

● 本次实验数据的处理与图形的拟合利用Matlab 完成。

关键词
流体流动阻力 雷诺数 阻力系数 实验数据 Matlab
一、实验目的
1、掌握直管摩擦阻力系数的测量的一般方法;
2、测定直管的摩擦阻力系数λ以及突扩管的局部阻力系数ζ;
3、测定层流管的摩擦阻力
4、验证湍流区内λ、Re 和相对粗糙度的函数关系
5、将所得光滑管的Re -λ方程与Blasius 方程相比较。

二、实验原理
不可压缩流体(如水),在圆形直管中作稳定流动时,由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力;流体在流过突然扩大和弯头等管件时,由于流体运动的速度和方向突然发生变化,产生局部阻力。

影响流体流动阻力的因素较多,在工程研究中,利用因次分析法简化实验,引入无因此数群
雷 诺 数:
μρ
du =
Re
相对粗糙度: d ε
管路长径比: d l
可导出:
2)(Re,2u d d l p
⋅⋅=∆εφρ
这样,可通过实验方法直接测定直管摩擦阻力系数与压头损失之间的关系:
22u d l p
H f ⋅
⋅=∆=λρ
因此,通过改变流体的流速可测定出不同Re 下的摩擦阻力系数,即可得出一定相对粗糙度的管子的λ—Re 关系。

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至105的范围内,λ与Re 的关系遵循Blasius 关系式,即:
25
.0Re 3163.0=λ
对于层流时的摩擦阻力系数,由哈根—泊谡叶公式和范宁公式,对比可得:
Re 64=λ
局部阻力:
f H =2
2
u ⋅ξ [J/kg]
三、装置和流程
四、操作步骤
1、启动水泵,打开光滑管路的开关阀及压降的切换阀,关闭其它管路的开关阀和切换阀;
2、排尽体系空气,使流体在管中连续流动。

检验空气是否排尽的方法是看当流量为零时候U 形压差计的两液面是否水平;
3、调节倒U 型压差计阀门1、2、3、
4、5的开关,使引压管线内流体连续、液柱等高;
4、打开流量调节阀,由大到小改变10次流量(Re min >4000),记录光滑管压降、孔板压降数据;
5、完成10组数据测量后,验证其中两组数据,确保无误后,关闭该组阀门;
6、测量粗糙管(10组)、突然扩大管(6组)数据时,方法及操作同上;
7、测量层流管压降时,首先连通阀门6、7、8、9、10所在任意一条回流管线,其次打开进入高位水灌的上水阀门11,关闭出口流量调节阀16;
8、当高位水灌有溢流时,打开层流管的压降切换阀,对引压管线进行排气操作;
9、打开倒U 型压差计阀门5,使液柱上升到n 型压差计示数为0的位置附近,然后关闭该阀门,检
图1 流体阻力实验装置流程图
1. 水箱 2.离心泵 3.孔板流量计 4.管路切换阀 5.测量管路 6.稳流罐 7.流量调节阀
查两边液柱是否等高;
<2000),记录光滑管压降体积数据;
10、调节阀门16,改变6次流量(Re
max
11、所有实验完成后,关闭阀门、停泵、切断电源,清理实验台,整理所用仪器,填好原始数
据表格。

五、原始数据及处理
A、原始数据
18℃水的密度:ρ=998.2kg/m3
Pa
粘度:μ=1.0559×10-3s
B、数据处理整理
按照表后
表1.光滑管和粗糙管实验原始数据
表2.突然扩大管局部阻力系数测定原始数据
表3.层流管实验原始数据
如下面的示例方法,用Excel程序处理数据,计算结果如下:
表4.光滑管数据处理结果
表5.
表7.突然扩大管的数据处理结果
用Excel 程序处理数据方法示例:
(1)湍流时流量、流速、雷诺数以及摩擦阻力系数的计算: 如:由表1光滑管第一组数据: 流量
流速 3.50 s m 021.014.33600 4.36441
-2
2=⋅⨯⨯⨯===
d q A q u V V π -1s m ⋅ 雷诺数3-10
1.05992
.99850.302.0Re ⨯⨯⨯==μρdu =69453 摩擦阻力系数 由2
2
u d l p ⨯=∆ρλ得
0.01850.35.12.9988020
021.0222
2=⨯⨯⨯⨯=∆=
lu p d ρλ (2)突然扩大的阻力损失: 如表2第三组数据,计算得
4.231=u -1s m ⋅
0.61421623.42
2
2
1
12=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛=d
d u u -1s m ⋅ 由机械能守恒得 2
2212
2
21u u u p h f ξρ=-+∆= 2
1222121)()(2u u u p p ρρξ-+-=
2
2223.42.998)61.023.4(2.998)140(2⨯-⨯+⨯=
=1.107
六、实验结果讨论分析
(1)将上面光滑管和层流管的数据绘成双对数坐标图如下:
图6.1
结果分析一:
1、不锈钢管与镀锌钢管的摩擦阻力系数均随雷诺数的增大而减小,当雷诺数增加到一定值后,阻力系数减小的程度变缓,这是由于管壁大小、高度不等的凸出物相继暴露于湍流之中的缘故。

雷诺数在60000以上,它们的摩擦阻力系数基本不变,这是由于凸出物已完全暴露于湍流主体;
2、当Re相同时,不锈钢管与镀锌钢管的摩擦阻力系数明显不同,且后者高于前者,可见ε/d 越大,摩擦阻力系数也也越大;
3、相同Re条件下,不锈钢管与镀锌钢管的λ值大于水力学光滑管,可见前两者的相对粗糙度值并没有小到光滑管以下,其仍对λ有影响。

(2)对层流管迭代数据做双对数坐标如下:

结果分析二:
1、在层流范围内,摩擦阻力系数随雷诺数线性减小,且实验测量值与理论计算值相符; ·····
结果分析三:
1、突然扩大管的局部阻力系数受水流量(雷诺数)的影响不大,ζ≈0.63,与理论值基本相符。

八、思考题(4分)
2、在不同设备(包括相对粗糙度相同二内径不同)、不同温度下测定的λ-Re 数据是否能关联在一条曲线上?
答:只要ε/d 相同,λ~Re 的数据点就能关联在一条直线上。

3、以水为工作流体测定的λ-Re 曲线能否用于其他种类得牛顿型流体?为什么?
答: 适用,从)(Re,d
ε
λΦ=可以看出,阻力系数与流体具体流动形态无关,只与管径、粗糙度
等有关。

4、测出的直管摩擦阻力与设备的放置状态有关吗?为什么? 答:无关。

机械能守恒式:
2
)()(2
2
2121
11u u gz p gz p h f -++-+=ρρ
U 形压差计读出的差值为
2
)(2
2
21u u gR h i f -+-=ρρ
所以f h 不变,λ就不变。

5.增加雷诺数的范围,由那些方法?
答:
μρ
du =
Re , 可以加粗管径,增加流速等。

参考文献:
1、杨祖荣主编.化工原理实验.北京:化学工业出版社,2003
2、杨祖荣,刘丽英,刘伟.化工原理.北京:化学工业出版社,2002
3、陈敏恒,丛德滋,方图南,齐鸣斋编.化工原理.北京:化学工业出版社,1999。

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