化工原理实验雷诺数

化工原理实验雷诺数 实验一、雷诺数实验数据记录及处理 实验二 、 伯努利方程实验 1、实验基本参数换 流体种类:水 实验导管内径: dA=20mm dB=30mm dC=20mm 试验系统总压头:H=450mm 2、非流动系统的机械能分布及其转换 实验数据记录 3、流动系统的机械能分布及其转换 实验数据记录 摘要: 本实验通过测定流体在不同管路中流动时的流量qv、测压点之间的压强差ΔP，结合已知的管路的内径、长度等数据，应用机械能守恒式算出不同管路的λ‐Re变化关系及突然扩大管的?-Re关系。从实验数据 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 可知，光滑管、粗糙管的摩擦阻力系数随Re增大而减小，并且光滑管的摩擦阻力系数较好地满足Blasuis关系式:?? 。突然扩大管的局部阻力系数随Re的变化而变化。 一、 目的及任务 ?掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法。 ?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。 ?验证湍流区内摩擦系数λ为雷诺数Re和相对粗糙度的 函数。 ?将所得光滑管λ-Re方程与Blasius方程相比较。 二、 基本原理 1. 直管摩擦阻力 不可压缩流体，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相关，可表示为: ?p=? 引入下列无量纲数群。 雷诺数 Re?相对粗糙度 管子长径比从而得到 ld du? ?? d ?? ?dd ?p ?u 2 令??? d ? ?p ? ? ld ? 2 2 可得到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。 hf? ?p ? ?? ld ? u 2 2 式中 hf ——直管阻力，J/kg; ——被测管长，m; d——被测管内径，m; u——平均流速，m/s; ?——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。改变流速科测出不同Re下的摩擦阻力系数，这样就可得到某一相对粗糙度下的λ-Re关系。 湍流区的摩擦阻力系数 l 在湍流区内??f。对于光滑管，大量实验 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 ，当Re在3?103~105 d ? 范围内，?与Re的关系式遵循Blasius关系式，即 ?? 对于粗糙管，?与Re的关系均以图来表示。 层流的摩擦阻力系数 ?? 64Re 2. 局部阻力 hf?? u 2 2 式中，ξ为局部阻力系数，其与流体流过管件的集合形状及流体的Re有关，当Re大到一定值后，ξ与Re无关，为定值。 三、 装置和流程 本实验装置如图，管道水平安装，实验用水循环使用。其中管为层流管，管径Φmm,两测压管之间的距离1m;管安装有球阀和截止阀两种管件，管径为Φmm;管为Φ mm不锈钢管;为Φ mm镀锌钢管，直管阻力的两测压口间的距离为;为突然扩大管，管子由Φ mm扩大到Φ mm;a1、a2为层流管两端的两测压口;b1、b2为球阀的两测压口;c1、c2表示截止阀的两测压口;d1、d2表示不锈钢管的两测压口;e1、e2表示粗糙管的两测压口;f1、f2表示突然扩大管的两测压口。系统中孔板流量计以测流量。 四、 操作要点 ? 启动离心泵，打开被测管线上的开关阀及面板上与其对应的切换阀， 关闭其他开关阀和切换阀，确保测压点一一对应。 ? 系统要排净气体使液体连续流动。设备和测压管线中的气体都要排净， 检验的方法是当流量为零时，观察U形压差计的两液面是否水平。 ? 读取数据时，应注意稳定后再读数。测定直管摩擦阻力时，流量由大 到小，充分利用面板量程测取10组数据。测定突然扩大管、球阀和截止阀的局部阻力时，各取3组数据。本次实验层流管不做测定。 ? 测完一根管数据后，应将流量调节阀关闭，观察压差计的两液面是否 水平，水平时才能更换另一条管路，否则全部数据无效。同时要了解各种阀门的特点，学会使用阀门，注意阀门的切换，同时要关严，防止内漏。 五、 数据处理 、原始数据 水温:? 密度:1000kg/m3 粘度:μ=?10?3 2、数据处理 1)不锈钢管，镀锌管以及层流管的雷诺数和摩擦阻力系数用以下公式计算 雷诺数 Re? du? ?u 2 hf? ?p ? ?? ld ? 2 式中 hf ——直管阻力，J/kg; ——被测管长，m; d——被测管内径，m; u——平均流速， m/s; ?——摩擦阻力系数。 2)突然扩大管的雷诺数及摩擦阻力系数由以下公式计算 l 雷诺数 Re? du? ? 摩擦阻力系数 3、数据处理结果如下表所示 数据处理示例: 1、 光滑管:T=?时水的密度??1000Kg/m，粘度???s 3 以光滑管第4组数据为例: qv= m3/hΔP= d= mml= m 序号成绩 中国地质大学 实验报告 实验名称:流体流动阻力的测定 班级:034131班 组长姓名: 张元星 专业:材料化学 组序号:1 组员姓名:刘雨桐、刘伟、刘光悦 设备型号:流体阻力-泵联合实验装置UPRS?型-第4套 实验日期:2016-4-8 一、实验摘要 本实验通过改变流速，测定不同流速下水流经不锈钢管的管路压降，以此计算摩擦阻力系数，进而绘制雷诺数与摩擦系数曲线进而与Blasius曲线比较，验证:湍流区，光滑管摩擦阻力系数随Re增大而减小，且摩擦阻力系数较好地满 ??足Blasuis关系式:。 同样地，通过改变流速，由管路压降最终计算出突扩管的局部阻力系数，验证:不同流速下，局部阻力系数为定值，从而求取平均值。 关键词:摩擦阻力系数，局部阻力系数，雷诺数 二、实验目的 1、掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法: ?测量湍流直管的阻力，确定摩擦阻力系数。 ?测量湍流局部管道的阻力，确定摩擦阻力系数。 2、验证在湍流区内光滑管摩擦阻力系数λ与雷诺数Re关系。 3、将实验所得光滑管的λ-Re曲线关系与Blasius方程相比较。 三、实验内容 1、测定湍流状态下不锈钢管管路压降Δp从而得到λ随Re变化关系 2、测定湍流状态下突扩管的局部压降Δp从而求取局部阻力系数平均值 四、实验原理 1、直管阻力 不可压缩流体在圆形直管中做稳定流动时，由于黏性和涡流的作用会产生摩擦阻力;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，会产生局部阻力。为化简工作难度，同时使实验的结果具有普遍的应用意义，应采用基于实验基础的量纲分析法来对直管阻力进行测量: 流体流动阻力与流体的性质、流体流经处的几何尺寸、流体的运动状态有关: ?p?f?d,l,?,?,?,u?。 通过一系列的数学过程推导，引入以下几个无量纲数群: Re? 雷诺数du?? ? 相对粗糙度:d l 长径比:d 整理得到: ?du??l??p??,,? ?2?u??dd? 令:???????Re,?d??为直管阻力系数，则有: ?pl???u2 ??Re,??d?d?2。 ? lu2 Hf?????d2 ?p阻力系数与压头损失之间的关系可通过实验测得，上式改写为: 式中: Hf——直管阻力; l——被测管长; d——被测管内径; u——平均流速; ?——直管中的摩擦阻力系数。 当流体在管径为d的圆形管中流动时，选取两个截面，测出这两个截面的静压强差，即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: ?测量?2d??p??l?u2 通过改变流速可测出不同Re下的摩擦阻力系数，得到某一相对粗糙度下的??Re关系。 在湍流区内摩擦阻力系数λ=φ，对于光滑管，大量实验证明，当Re在3×103~105的范围内，λ与Re遵循Blasius关系式: ?Blasius? 2、局部阻力 流体的边界在局部地区发生急剧变化时，迫使主流脱离边壁而形成漩涡，流体质点间产生剧烈的碰撞，所形成的阻力称为局部阻力。本实验中采用局部阻力系数法，即流体通过某一件阀门或管件的 阻力损失用流体在管路中的动能系数来表示: u2 Hf??? ?2?p 式中: Hf——局部阻力; ξ——局部阻力系数; 对于不同的阀门和管径变化，有着不同的局部阻力系数。其 中突扩管局部阻力系数为: ???1?A1A2? 在本实验中，由于管道是水平布置，则局部阻力系数计算式 化简为: 2 u2? ζ?1- 式中: p1 、p2——上、下游截面压强差， u1 、u2——两个管径内的平均流速， ρ——流体密度。 22?p?2u1 五、实验流程和设备 1—水箱 2—水泵 3—涡轮流量计 4—主管路切换阀 5—不锈钢管 6—突扩管 7—流量调节阀 8—变频仪 图1 流体阻力实验带控制点 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 流程 实验介质:水 研究对象:不锈钢管，l=,d=;突扩管， d1=,d2=; 六、实验操作 1、 准备工作及通用操作: 1、开泵。打开各管路的切换阀门，关闭流量调节阀，按变频仪上绿色按钮启动泵，转速在变化上升。 2、排气。排尽整个系统的气体，包括设备主管和测压管线中的气体。具体步骤为:全开压差传感器排气阀，打开流量调节阀数十秒钟后再关闭，这时流量为零，等待一段时间，观察压差传感器指示读数是否为0，否则，要重新排气。导压管排气、测压管线排气:打开全部测压阀、压差传感器排气阀，查看Δp孔板。再次打开传感器排气阀，10秒后关闭，重复多次至零点不变，记录Δp孔板。 3、实验测取数据。打开测量管路的切换阀和测压管线上的切换阀，其余管路的切换阀和测压管线上的切换阀都关闭。流量由小到大，测取数据。 2、不锈钢管实验: