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《化學(xué)工程基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書.docx》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除實驗一流體流動阻力的測定一、實驗?zāi)康?．掌握測定流體流經(jīng)直管、管件和閥門時阻力損失的一般實驗方法。2．測定直管摩擦系數(shù)λ與雷諾準數(shù)Re的關(guān)系，驗證在一般湍流區(qū)內(nèi)λ與Re的關(guān)系曲線。3．測定流體流經(jīng)管件、閥門時的局部阻力系數(shù)x。4．識辨組成管路的各種管件、閥門，并了解其作用。二、基本原理流體通過由直管、管件（如三通和彎頭等）和閥門等組成的管路系統(tǒng)時，由于粘性剪應(yīng)力和渦流應(yīng)力的存在，要損失一定的機械能。流體流經(jīng)直管時所造成機械能損失稱為直管阻力損失。流體通過管件、閥門時因流體運動方向和速度大小改變所引起的機械能損
2、失稱為局部阻力損失。1．直管阻力摩擦系數(shù)λ的測定流體在水平等徑直管中穩(wěn)定流動時，阻力損失為：（1）即，（2）式中：λ—直管阻力摩擦系數(shù)，無因次；d—直管內(nèi)徑，m；—流體流經(jīng)l米直管的壓力降，Pa；—單位質(zhì)量流體流經(jīng)l米直管的機械能損失，J/kg；ρ—流體密度，kg/m3；l—直管長度，m；u—流體在管內(nèi)流動的平均流速，m/s。滯流(層流)時，此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除（3）（4）式中：Re—雷諾準數(shù)，無因次；μ—流體粘度，kg/(m·s)。湍流時λ是雷諾準數(shù)Re和相對粗糙度（ε/d）的函數(shù)，須由實驗確定。由式（2）
3、可知，欲測定λ，需確定l、d，測定、u、ρ、μ等參數(shù)。l、d為裝置參數(shù)（裝置參數(shù)表格中給出），ρ、μ通過測定流體溫度，再查有關(guān)手冊而得，u通過測定流體流量，再由管徑計算得到。例如本裝置采用渦輪流量計測流量，V，m3/h。(5)可用U型管、倒置U型管、測壓直管等液柱壓差計測定，或采用差壓變送器和二次儀表顯示。（1）當(dāng)采用倒置U型管液柱壓差計時(6)式中：R－水柱高度，m。（2）當(dāng)采用U型管液柱壓差計時(7)式中：R－液柱高度，m；－指示液密度，kg/m3。根據(jù)實驗裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)l、d，指示液密度，流體溫度t0(查流體物性ρ、μ)，及實驗時測定的流量V、液
4、柱壓差計的讀數(shù)R，通過式(5)、(6)或(7)、(4)和式(2)求取Re和λ，再將Re和λ標(biāo)繪在雙對數(shù)坐標(biāo)圖上。2．局部阻力系數(shù)x的測定局部阻力損失通常有兩種表示方法，即當(dāng)量長度法和阻力系數(shù)法。(1)當(dāng)量長度法流體流過某管件或閥門時造成的機械能損失看作與某一長度為的同直徑的管道所產(chǎn)此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除生的機械能損失相當(dāng)，此折合的管道長度稱為當(dāng)量長度，用符號表示。這樣，就可以用直管阻力的公式來計算局部阻力損失，而且在管路計算時可將管路中的直管長度與管件、閥門的當(dāng)量長度合并在一起計算，則流體在管路中流動時的總機械
5、能損失為：(8)(1)阻力系數(shù)法流體通過某一管件或閥門時的機械能損失表示為流體在小管徑內(nèi)流動時平均動能的某一倍數(shù)，局部阻力的這種計算方法，稱為阻力系數(shù)法。即：(9)故(10)式中：x—局部阻力系數(shù)，無因次；－局部阻力壓強降，Pa；（本裝置中，所測得的壓降應(yīng)扣除兩測壓口間直管段的壓降，直管段的壓降由直管阻力實驗結(jié)果求取。）ρ—流體密度，kg/m3；g—重力加速度，9.81m/s2；u—流體在小截面管中的平均流速，m／s。待測的管件和閥門由現(xiàn)場指定。本實驗采用阻力系數(shù)法表示管件或閥門的局部阻力損失。根據(jù)連接管件或閥門兩端管徑中小管的直徑d，指示液密度，流
6、體溫度t0(查流體物性ρ、μ)，及實驗時測定的流量V、液柱壓差計的讀數(shù)R，通過式(5)、(6)或(7)、(10)求取管件或閥門的局部阻力系數(shù)x。三、實驗裝置與流程1．實驗裝置實驗裝置如圖1所示：此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除1－水箱；2－管道泵；3－渦輪流量計；4－進口閥；5－均壓閥；6－閘閥；7－引壓閥；8－壓力變送器；9－出口閥；10－排水閥；11－電氣控制箱圖1實驗裝置流程示意圖2.實驗流程實驗對象部分是由貯水箱，離心泵，不同管徑、材質(zhì)的水管，各種閥門、管件，渦輪流量計和倒U型壓差計等所組成的。管路部分有三段并聯(lián)
7、的長直管，分別為用于測定局部阻力系數(shù)，光滑管直管阻力系數(shù)和粗糙管直管阻力系數(shù)。測定局部阻力部分使用不銹鋼管，其上裝有待測管件(閘閥)；光滑管直管阻力的測定同樣使用內(nèi)壁光滑的不銹鋼管，而粗糙管直管阻力的測定對象為管道內(nèi)壁較粗糙的鍍鋅管。水的流量使用渦輪流量計測量，管路和管件的阻力采用差壓變送器將差壓信號傳遞給無紙記錄儀。3．裝置參數(shù)裝置參數(shù)如表1所示。由于管材的材質(zhì)會有不同，因而管內(nèi)徑也會有差別，我們會給此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，以供實驗分析用，表1的數(shù)據(jù)只是參考。表1裝置1名稱材質(zhì)管內(nèi)徑（mm）測量段
8、長度（cm）管路號管內(nèi)徑局部阻力閘閥1A20.095光滑管不銹鋼管1B20.0100粗糙管鍍鋅鐵管1C21.
