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化工原理雷诺实验报告
篇一：化工原理实验报告(流体阻力) 摘要：
本实验通过测定流体在不同管路中流动时的流量qv、测压点之间的压强差ΔP，结合已知的管路的内径、长度等数据，应用机械能守恒式算出不同管路的λ‐Re变化关系及突然扩大管的?-Re关系。从实验数据分析可知，光滑管、粗糙管的摩擦阻力系数随Re增大而减小，并且光滑管的摩擦阻力系数较好地满足Blasuis关系式：?? 。突然扩大管的局部阻力系数随Re的变化而变化。 一、 目的及任务
①掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法。 ②测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管和阀门的局部阻力系数ξ。 ③验证湍流区内摩擦系数λ为雷诺数Re和相对粗糙度的函数。 ④将所得光滑管λ-Re方程与Blasius方程相比较。 二、 基本原理 1. 直管摩擦阻力
不可压缩流体，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；流体在流过突然扩大、弯头等管件时，由于流体运动的速度和方向突然变化，产生局部阻力。影响流体阻力的因素较多，在工程上通常采用量纲分析
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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，流体流经处的几何尺寸以及流动状态相关，可表示为：
△p=?(d,l,u,ρ, μ, ε) 引入下列无量纲数群。 雷诺数 Re?相对粗糙度 管子长径比从而得到 ld du? ?? d ??( du??l ,,) ?dd ?p ?u 2
令???(Re,) d ? ?p ? ?
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ld ?(Re, ?ud) 2 2
可得到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。 hf? ?p ? ?? ld ? u 2 2 式中 hf
——直管阻力，J/kg；
——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，
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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。改变流速科测出不同Re下的摩擦阻力系数，这样就可得到某一相对粗糙度下的λ-Re关系。
(1)湍流区的摩擦阻力系数 l
在湍流区内??f(Re,)。对于光滑管，大量实验证明，当Re在3?103~105 d ?
范围内，?与Re的关系式遵循Blasius关系式，即 ??0.3163Re 0.25
对于粗糙管，?与Re的关系均以图来表示。 (2)层流的摩擦阻力系数 ?? 64Re
2. 局部阻力 hf?? u 2
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2
式中，ξ为局部阻力系数，其与流体流过管件的集合形状及流体的Re有关，当Re大到一定值后，ξ与Re无关，为定值。
三、 装置和流程
本实验装置如图，管道水平安装，实验用水循环使用。其中No.1管为层流管，管径Φ(6×1.5)mm,两测压管之间的距离1m；No.2管安装有球阀和截止阀两种管件，管径为Φ(27×3)mm；No.3管为Φ(27×2.75) mm不锈钢管；No.4为Φ(27×2.75) mm镀锌钢管，直管阻力的两测压口间的距离为1.5m；No.5为突然扩大管，管子由Φ(22×3) mm扩大到Φ(48×3) mm；a1、a2为层流管两端的两测压口；b1、b2为球阀的两测压口；c1、c2表示截止阀的两测压口；d1、d2表示不锈钢管的两测压口；e1、e2表示粗糙管的两测压口；f1、f2表示突然扩大管的两测压口。系统中孔板流量计以测流量。
四、 操作要点
① 启动离心泵，打开被测管线上的开关阀及面板上与其对应的切换阀，
关闭其他开关阀和切换阀，确保测压点一一对应。 ② 系统要排净气体使液体连续流动。设备和测压管线中的气体都要排净，
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