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流体流动阻力测定

实验指导书

流体流动阻力的测定

一、实验目的

I.掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。

2.测定直管擦系数大与雷诺准数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9

4.学会倒U形压差计和前轮流量计的使用方法。

5.识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。

二、基本原理

流体通过由直管、管件（如三通和弯头等）和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流

应力的存在，要损失一定的机械能。流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。流体通过

管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。

I.直管阻力擦系数2的测定

流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：

7(I)

ppd2

2d

f(2)

即，2/

plu~

式中：2—直管阻力擦系数，无因次：

d—直管内径，m；

A/。一流体流经/米直管的压力降，Pa；

/0—单位质量流体流经/米直管的机械能损失，J/kg：

〃一流体密度，kg/m\

/一直管长度，m；

u—流体在管内流动的平均流速，m/s。

滞流层（流）时，

,64

X=—(3)

Re=(4)

式中：Re—雷诺准数，无因次；

—流体粘度，kg/(m-s)

湍流时2是雷诺准数Re和相对粗糙度(以)的函数，须由实验确定。

由式(2)可知，欲测定2,需确定/、d,测定Ap,、〃、p、〃等参数。/、d为装置参数(装置参

数表格中给出)，八4通过测定流体温度，再查有关手册而得，〃通过测定流体流量，再白管径计算

得到。

例如本装置采用涡轮流量计测流量，V,mVho

V

U=7(5)

900/

△P/可用U型管、倒置U型管、测压直管等液柱压差计测定，或采用差压变送器和二次仪表显示。

(I)当采用倒置U型管液柱压差计时

町=qR⑹

式中：R—水柱高度，

(2)当采用U型管液柱压差计时

5产So-P)gR⑺

式中：R—液柱高度，m：

Po一指示液密度，kg/m\

根据实验装置结构参数人〃，指示液密度P。，流体温度3查流体物性〃、)，及实验时测定的

流量V、液柱压差计的读数R,通过式(5)、⑹或