流体流动阻力的测定+实验报告.doc

实验一流体流动阻力的测定摘要:通过实验测定流体在光滑管、粗糙管、层流管中流动时,借助于伯努利方程计算摩擦阻力系数和雷诺数之间的关系,并与理论值相比较。同时以实验手段计算突然扩大处的局部阻力,并对以上数据加以分析,得出结论。一、。。。。-Re方程与Blasius方程相比较。二、基本原理  (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;流体在突然扩大、弯头等管件时,由于流体运动速度和方向的突然变化,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,流体流经处几何尺寸以及流动状态有光,可表示为p=f(d,l,u,,,)引入下列无量纲数群雷诺数Re=相对粗糙度管子的长径比从而得到令=(Re,)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。式中——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;——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-Re关系。⑴湍流区的摩擦阻力系数在湍流区内=f(Re,)。对于光滑管,大量实验证明,当Re在3~范围内,与Re的关系遵循Blasius关系式,即=,与Re的关系均以图来表示。⑵,为局部阻力系数,其与流体流过的几何形状及流体的Re有关,当Re大到一定值后,与Re无关,成为定值。三、装置与流程本实验管道水平安装,实验用水循环使用。其中,1管为层流管,,两测压点之间距离为1m;,;,;4管为突然扩大管,(l=140mm)(l=280mm);测压计统一使用电子测压计;一组切换阀;总管安装流量计。四、,打开被测管线上的开关阀及面板上与其相应的切换阀,关闭其他的开关阀和切换阀,保证测压点一一对应。。设备和测压线中的气体都要排尽,检验是否排尽的方法是当流量为0时,观察流量计是否为零。,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量10组数据,然后再由小到大测取几组数据以检查数据的重复性。测定突然扩大管时,测取3组数据。层流管的流量用秒表与量筒测取。,应将流量调节阀关闭,观察流量计是否为零,是才能更换另一条管路,否则数据全部失效。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、实验数据及处理不锈钢管(d=,l=),ρ=,μ=(m3/h)T(oC)Δp(KPa)u(m/s)-%%%%%%%%%%%%%         以第一组为例。在整个过程