流体力学综合实验报告.docx

晰江丈禽化学实验报告课程名称：过程工程原理实验甲实验名称：流体力学综合实验扌旨导教0帀： 专业班级： 姓 名： 学号： 同组学生： 实验日期： 实验地点：I流体流动阻力的测定一、实验目的1） 掌握测定流体流经直管、管件（阀门）时阻力损失的一般实验方法2） 测定直管摩擦系数入与雳诺准数Re的关系，验证在一般湍流区内入与 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§ o4） 识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用二、试验流程与装置1—水箱2—离心象3、10、11、12、13、14—压差传磁器4温度计5涡轮流址计6—孔板（或文丘1H）流呈计7、8、9一转/流址计15—层流管实验段16—粗糙管实验段17—光滑关实验段18—闸阀19—截止阀20-引水漏斗21、22-调节阀23—亲出口阀24—旁路阀（流尽枝核〉 abcdefgh—取压点图1流体力学综合实验流程示意图 装置结构说明及参数如下：名称类型直管规格管内径/mm直管段 长度/mm光滑管不锈钢 管光滑直管221000粗糙管镀锌铁 管粗糙直管211000局部阻力截止阀截止阀两端直管（光滑管）22680闸阀闸阀两端直管（粗糙管）21660三、基本原理1. 流量计校核通过计时称重对涡轮流量计读数进行校核。

2. 雷诺数求解3.Re = ^ VU = 900zrd2 式中：V一流体流量，m3//i直管阻力摩擦系数入的测定流体水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为:陌 I u2 耳=竺=入冇 7 p d 2(2)(3)(4)2dApf入=时 式中：直管长度为2的压降，Pa4.局部阻力系数g的测定阻力系数法：流体通过某一管件（阀门）时的机械能损失可表示为 流体在管径内流动时平均动能的某一倍数，B|J：hf =3/P9(5)(6)2Ap/pu2式中：局部阻力压力降，Pa局部阻力压力降的测量方法:测量管件及管件两端直管（总长度为1'） 总的压降为YAp,减去其直管段的压降，该直管段的压降可由直管阻力 ^pf （长度为1）实验结果求取，即四、 实验步骤1） 离心泵灌水，关闭出口阀（23）,打开电源，启动水泵电机，待电机 转动平稳后，把泵的出口阀（23）缓缓开到最大；2） 对压差传感器进行排气，完成后关闭排气口阀，使压差传感器处于 测量状态；3） 开启旁路阀（24）,选定自最小到最大若干流量，对流量计做流量校 核试验；4） 开启流量调节阀（21）,先调至最大流量，然后在最小流量1肌3〃之 间再连续取8组等比数据，每次改变流量，待流量稳定后，，记录压 差、流量、温度等数据；5） 实验结束，关闭出口阀（23）,停止水泵电机，清理装置。

五、 实验数据处理与结果1. 原始数据实验组号温度/°c流 S/m3 /h直管压差/Pa直管和管件压差/Pa粗 糙 管132.25.143696035860232.64.282630025260332.73.571902017480432.83.001397012660532.92.50103308950633.12.0776606240733.21.7157304250833.21.4547333180933.41.21380023101033.51.0231801700光滑管r29.95.269990707002，31.14.407710503003，31.43.666030353004'31.63.024760244005，31.72.503920171006，31.82.05329011700731.81.74287085008'31.91.45254060009'32.11.192330420010732.11.02222033002. 数据计算1）流量校正流量/m3//i时间/s桶质量/kg桶+水质量/kg计算流量m3/h相对 误差/%0.64300.5904.9920.52821.21.07300.5848.9341.0026.8由此可见当流量小于lr^/h时，流量计显示的数据与实际测得 的流量相对误差很大，故而在整个实验过程中，流量不能小于lm3/h, 当流量大于lm3/h时，相对误差在5%~10%之间，在工业误差允许 范围内，但与实际值还是有一定的误差。

2）以粗糙管1为例，计算过程如下：查水的物性表可知，在32.2时，水的密度为994.93kg/m3,水的粘度 为7.684 X 10~4Pa • s.根据式（2）可得，V 5.14U = 900^ = 90020212 = 4.124/H/S 根据式（1）可得，pud 994.93 X 4.124 X 0.021 ,7.684 X 10~4Re = — = d―不飞 =1121 X 105“ 7.684 X 10~4根据式（4）得,入=顾根据式（7）可得，2® _ 2X0.021X36960 = § 仇 乂 10-2994.93 X 1 X 4.1242迂 2Ap/ 2 X （35860 - 36960 X 0.66） ?= PU2 994.93 X 4.1242从而根据以上计算过程可得到下表：实验组 号流速 m/s密度kg/m3粘度Pa・s.Re入粗 糙 管14.124994.937.684X 10-41.121X1059.172X 10-21.35523.434994.797.625 X 10-49.409X1049.415X 10-21.34732.865994.767.610 X 10-47.863X1049.786X 10-21.20742.407994.727.596X 10-46.620X1041.018X 10-11.19452.006994.697.581X 10-45.527X1041.084X 10-11.06561.661994.627.551X 10-44.594X1041.172X 10-10.86371.372994.587.536X 10-43.803x 1041.285X 10-10.50081.163994.587.536X 10-43.225X1041.476X 10-10.08490.971994.517.507X 10-42.701X1041.702X 10-1-0.422100.818994.487.492X 10-42.281X1042.005X 10-1-1.197光滑管r3.846995.738.030X 10-41.049X1052.985X10-28.6802，3.217995.327.847X10-48.977X1043.294X10-28.7493，2.676995.217.803X10-47.508X1043.723X10-28.7574'2.208995.147.773X10-46.219X1044.317X10-28.7255，1.828995.117.78X 10-45.158X1045.188X 10-28.6846，1.499995.077.744 X 10-44.237X1046.476 X 10-28.4677，1.272995.077.744X 10-43.596X1047.842X 10-28.1338，1.060995.047.729X 10-43.003X1049.994X 10-27.6429，0.870994.977.699X 10-42.474X1041.361X 10-16.94610,0.746994.977.699 X 10"42.120x 1041.765X 10一丄6.471根据上表可作入-Re的关系曲线如下图:?TRe曲线图0.100 0 ―♦—粗糙管- o-光滑管0.011.0E+04Re将该图与莫狄图对照，可得粗糙管的相对粗糙度？ = 0.05,绝对粗糙度£ = 0.05 X 0.021 = 1.05mm光滑管的相对粗糙度扌=0.004 ,绝对粗糙度w = 0.004 X 0.022 =0.09nmio另外，从上表中排除粗糙管的9,10两组g为负值的数据，可以得出球心 阀的局部阻力系数远远大于闸阀的局部阻力系数。

六、思考题1） 对装置做排气工作时，是否一定要关闭流程尾部的出口阀，为什么？要先打开流程尾部的出口阀，是流体稳定流动后，再关闭出口阀可以形成较 高压差以利于气体的排出2） 如何检测管路中的空气己经被排净？当连接软管以及传感器的出口管中没有气泡后，关闭流量调节阀，看压 差计的读数是否为零，如果为零，则说明气体己经排空否则要继续排气3） 以水作介质所测得的入-Re关系能否适用于其他流体，如何应用？影响曲线的因素在于密度和黏度，所以把水介质下的曲线换算成其他流 体的密度和黏度则可以依旧使用4） 在不同设备上（包括不同管径），不同水温下测定的入~Re数据能否关联 在同一曲线上？可以关联在同一曲线上5） 如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不垂直，对静压的测量有何影响？根据U型压差计的原理，这样的偏差会使静压的测量值偏大II离心泵特性曲线测定—、实验目的1） 了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用；2） 测定离心泵在恒定转速下的操作特性，做出特性曲线；3） 了解差压变送器、涡轮流量计等仪器仪表的工作原理和使用方法二、 试验流程与装置装置图见流体流动阻力测定实验的装置图三、 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n与泵流量Q之前的关系曲线，它是 流体在泵内流动规律的宏观表现形式。

由于泵内流动复杂，不能使用理论方 法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定1.扬程H的测定与计算离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面，列机械能衡算方。