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流体流动阻力系数测定

流体流动阻力系数测定. 武汉工程大学环境与化工清洁生产实验教学中心 2009 年 5 月. 一、实验目的（ Objectives ）. 1. 学习管路阻力损失 ( h f ) 、管路摩擦系数（ λ ）、管件局部阻力系数（ ζ ）的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识； 2. 了解与本实验有关的各种流量测量仪表、压差测量仪表的结构特点和安装方式，掌握其测量原理，学会正确使用； 3. 学习对数坐标纸的用法。 4. 测定流体流过直管的阻力，确定摩擦系数 λ 与雷诺数 Re 的关系； 5. 测定阀门、管件的局部阻力系数 ζ 。.

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流体流动阻力系数测定

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  1. 流体流动阻力系数测定 武汉工程大学环境与化工清洁生产实验教学中心 2009年5月

  2. 一、实验目的（Objectives ） • 1.学习管路阻力损失(hf)、管路摩擦系数（λ）、管件局部阻力系数（ζ）的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识； • 2.了解与本实验有关的各种流量测量仪表、压差测量仪表的结构特点和安装方式，掌握其测量原理，学会正确使用； • 3.学习对数坐标纸的用法。 • 4.测定流体流过直管的阻力，确定摩擦系数λ与雷诺数Re的关系； • 5.测定阀门、管件的局部阻力系数ζ。

  3. 二、实验原理（Principles） • 1. 寻找影响过程的主要因素 • 对所研究的过程作初步的实验和经验的归纳，尽可能地列出影响过程的主要因素。对湍流时直管阻力损失hf与诸多影响ζ因素的关系式应为： hf = f(d，u，ρ，µ，l，ε) (1) • 2. 因次分析法规划实验 • 因次分析法可以将对(1)式的研究变成对(2)式的4个无因次数之间的关系的研究。 即： (2) • 其中，若实验设备已定，那么，式(2)可写成为： • 实验设备是水平直管，式(3)又可写为： • (4) • 若令 (5)则有 • 则有 (6)

  4. 三．装置流程（Apparatus） The schematic flow chart of the flow friction measurement 1—tank; 2—centrifugal pump;3—turboflowmeter; 4—thermometer;5—pipe fitting or valve; 6—straight pipe section; 7—bottom valve; 8—control valve; 9—prime valve; 10—leading pressure valves; 11,13—exhaust valves; 12—balancing valves

  5. 四．实验步骤（Procedures ） • 1.关闭控制阀，打开二个平衡阀，引水﹑灌泵放气，关闭功率表，启动泵。 • 2.系统排气： • (1) 总管排气，(2) 引压管排气，(3) 压差计排气。 • 3.检验排气是否彻底。 • 4.通过调节阀调节流量，记录数据。由于系统的流量采用涡轮流量计计量，其小流量受到结构的限制，因此，从大流量做起。 • 5.关闭出口阀，关闭功率表开关，停泵，打开平衡阀。

  6. 五．数据记录（Data records ） • 1.一次性原始数据涡轮流量计仪表常数 ζ= 次/升; • 直管 长度l=m； 管径mm； 指示剂：; • 局部 阀件或管件类型； 管径mm；指示剂：; • 水温 t=℃。 • 2.原始数据记录表

  7. 六.数据处理(Data processing) λ~Re关系图

  8. 七、思考题（Questions ） • 1.为了确定λ与ζ的函数关系要测定那些数据？宜选用什么仪器仪表来测定？如何处理数据？ • 为什么要进行排气操作？如何排气？为什么操作失误可能将U形管中的水银冲走？ • 3.不同管径﹑不同水温下测定的λ－Re数据能否关联到一条曲线上，为什么? • 4.以水为工作流体测定的λ－Re曲线能否用于计算空气在管内的流动阻力，为什么? • 5.两段管线的管长﹑管径﹑相对粗糙度及管内流速均相同，一根水平放置，另一根倾斜放置.问流体流过这两段管线的阻力及管子两端的压差是否相同，为什么?

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