化工原理实验
讲义
专业:环境工程 应用化学教研室
2015.3
实验一 流体机械能转化实验
一、实验目的
1、了解流体在管内流动情况下，静压能、动能、位能之间相互转化关系，加深对伯努利方程的理解。
2、了解流体在管内流动时，流体阻力的表现形式。 二、实验原理
流动的流体具有位能、动能、静压能、它们可以相互转换。对于实际流体， 因为存在内摩擦，流动过程中总有一部分机械能因摩擦和碰撞，而被损失掉。所以对于实际流体任意两截面，根据能量守恒有：
p1v12p2v22z1???z2???Hf
?g2g?g2g上式称为伯努利方程。
三、实验装置（dA=14mm，dB=28mm，dC=dD=14mm，ZA-ZD=110mm）
实验装置与流程示意图如图1-1所示，实验测试导管的结构见图1-2所示：
图1-1 能量转换流程示意图
图1-2实验导管结构图
四、操作步骤
1. 在低位槽中加入约3/4体积的蒸馏水，关闭离心泵出口上水阀及实验测试导管出口流量调节阀和排气阀、排水阀，打开回水阀后启动离心泵。 2. 将实验管路的流量调节阀全开，逐步开大离心泵出口上水阀至高位槽溢流管有液体溢流。
3. 流体稳定后读取并记录各点数据。 4. 关小流量调节阀重复上述步骤5次。
5. 关闭离心泵出口流量调节阀后，关闭离心泵，实验结束。 五、数据记录和处理
表一、转能实验数据表 流量（l/h） 压强 测试点标号 1 2 3 4 5 mmH2O 压强 mmH2O 压强 压强 压强 压强 mmH2O mmH2O mmH2O mmH2O
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
五、结果与分析
1、观察实验中如何测得某截面上的静压头和总压头，又如何得到某截面上的动压头？
2、观察实验，对于不可压缩流体在水平不等径管路中流动，流速与管径的关系如何？
3、实验观测到A、B截面的静压头如何变化？为什么？ 4、实验观测到C、D截面的静压头如何变化？为什么？ 5、当出口阀全开时，计算从C到D的压头损失？ 六、注意事项
1．不要将离心泵出口上水阀开得过大以免使水流冲击到高位槽外面，同时导 致高位槽液面不稳定。
2．流量调节阀开大时，应检查一下高位槽内的水面是否稳定，当水面下降时 应适当开大泵上水阀。
3．流量调节阀须缓慢地关小以免造成流量突然下降测压管中的水溢出管外。 4．注意排除实验导管内的空气泡。
5．离心泵不要空转和出口阀门全关的条件下工作。
实验二 流体阻力的测定
一、实验目的
1.学习直管摩擦系数λ的测定方法
2.掌握摩擦系数λ与雷诺数Re之间的关系 二、实验原理
流体在圆管内流动时，由于本身具有黏性及涡流的影响，会产生摩擦阻力。流体在管内流动阻力的大小与管长、管径和摩擦系数有关，它们之间存在着如下关系：
Lv2Hf???? (1)
d2g对于管路的两截面有：
p1v12p2v22z1???z2???Hf (2)
?g2g?g2g如果管路水平并且粗细均匀，有：
z1?z2,v1?v2
则（2）式化简为：
Hf?p1?p2 （3） ?g采用倒U型压差计测量压差，则有：
p1??gh1?p'；p2??gh2?p' （4） 其中p'代表压差计上方压强
将（4）代入（3）式中，则：
Hf?h1?h2?R（5）
化工原理实验讲义
