內(nèi)蒙古大學(xué)化學(xué)原理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)講義02單項(xiàng)流動(dòng)阻力的測(cè)定（A）

1、實(shí)驗(yàn)二 單項(xiàng)流動(dòng)阻力的測(cè)定（A）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)直管摩擦阻力Pf、直管摩擦系數(shù)l的測(cè)定方法。掌握直管摩擦系數(shù)l與雷諾數(shù)Re之間關(guān)系及其變化規(guī)律。學(xué)習(xí)壓強(qiáng)差的幾種測(cè)量方法和技巧。掌握坐標(biāo)系的選用方法和對(duì)數(shù)坐標(biāo)系的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)定實(shí)驗(yàn)管路內(nèi)流體流動(dòng)的阻力和直管摩擦系數(shù)l。測(cè)定實(shí)驗(yàn)管路內(nèi)流體流動(dòng)的直管摩擦系數(shù)l與雷諾數(shù)Re之間關(guān)系曲線(xiàn)和關(guān)系式。三、實(shí)驗(yàn)原理流體在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于流體的粘性作用和渦流的影響會(huì)產(chǎn)生阻力。流體在直管內(nèi)流動(dòng)阻力的大小與管長(zhǎng)、管徑、流體流速和管道摩擦系數(shù)有關(guān)，它們之間存在如下關(guān)系。hf=（1-1）=（1-2）Re=（1-3）式中：管徑，m；直管阻力引起的壓強(qiáng)降，Pa

2、；管長(zhǎng)，m；流速，m/s；流體的密度，kg/m3；流體的粘度，Ns/m2。直管摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)Re之間有一定的關(guān)系，這個(gè)關(guān)系一般用曲線(xiàn)來(lái)表示。在實(shí)驗(yàn)裝置中，直管段管長(zhǎng)l和管徑d都已固定。若水溫一定，則水的密度和粘度也是定值。所以本實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)上是測(cè)定直管段流體阻力引起的壓強(qiáng)降Pf與流速u(mài)（流量V）之間的關(guān)系。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和式（1-2）可計(jì)算出不同流速下的直管摩擦系數(shù)，用式（1-3）計(jì)算對(duì)應(yīng)的Re，從而整理出直管摩擦系數(shù)和雷諾數(shù)的關(guān)系，繪出與Re的關(guān)系曲線(xiàn)。四、實(shí)驗(yàn)裝置A2A1圖一.單相流動(dòng)阻力測(cè)定（1）,（2）玻璃轉(zhuǎn)子流最計(jì)；（3）,數(shù)字電壓表；（4）,壓力傳感器；（5）,空氣水倒置U型管；（6）

3、,導(dǎo)壓管；（7）,被測(cè)直管段(l=1.6m)；（8）,儲(chǔ)水槽；（9）,放水閥；（10）,離心泵；（11）,電動(dòng)機(jī)；（12）,流體輸送管路；（13），流量調(diào)節(jié)閥。實(shí)驗(yàn)裝置與流程如附圖一所示。主要流程是由離心泵將儲(chǔ)水槽中的水抽出,送入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),首先經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量流量,然后送被測(cè)直管段測(cè)量流體阻力,經(jīng)過(guò)回流管流回儲(chǔ)水槽,水循環(huán)使用。被測(cè)直管段流體流動(dòng)阻力Pr可根據(jù)其數(shù)值大小分別采用壓力傳感器和空氣水倒置U型管壓差計(jì)測(cè)量。主要流程是由離心泵將儲(chǔ)水槽中的水抽出,送入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),首先經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量流量,然后送被測(cè)直管段測(cè)量流體阻力,經(jīng)過(guò)回流管流回儲(chǔ)水槽,水循環(huán)使用。被測(cè)直管段流體流動(dòng)阻力Pr可根據(jù)其

4、數(shù)值大小分別采用壓力傳感器和空氣水倒置U型管壓差計(jì)測(cè)量。五、實(shí)驗(yàn)方法及步驟1.接通壓力傳感器的電源,予熱1015分鐘,調(diào)好數(shù)字電壓表的零點(diǎn);2.檢查導(dǎo)壓系統(tǒng)內(nèi)有無(wú)氣泡存在,方法是當(dāng)流量為零時(shí),打開(kāi)空氣水倒U型管連接A,A的止水夾,若空氣水倒u型管內(nèi)兩液柱的高度差不為零,則說(shuō)明系統(tǒng)內(nèi)有氣泡存在。趕凈氣泡方可測(cè)取數(shù)據(jù)。趕氣泡的方法:將流量調(diào)至最大,然后打開(kāi)A,A處的止水夾,排出導(dǎo)壓管內(nèi)的氣泡,直至排凈為止。3.測(cè)取數(shù)據(jù)的順序可以大流量至小流量,反之也可,一般測(cè)2015組數(shù),建議測(cè)定流量(L/h)為1000,900,800,700,600,500,400,300,200,160,100,90,80,

5、70,60,50,40,30,20,16的壓力差。注意當(dāng)流量小于300L/h時(shí),改用空氣水倒U型管壓差計(jì)測(cè)量Pr。4.待數(shù)據(jù)測(cè)量完畢,應(yīng)關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥,切斷電源。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.啟動(dòng)離心泵前,應(yīng)關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥。2.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,每調(diào)節(jié)一個(gè)流量之后,應(yīng)待流量和直管壓降的數(shù)據(jù)穩(wěn)定以后,方可記錄數(shù)據(jù)。3.利用壓力傳感器測(cè)大流量下Pr時(shí),空氣水倒U型管連接處,A,A止水夾應(yīng)夾上(關(guān)閉),否則影響測(cè)量數(shù)值,而用倒U型管測(cè)小流量Pr時(shí),A,A應(yīng)打開(kāi)。七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1.由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的水溫,查表求得密度與粘度,按照(12)式和(13)式計(jì)算和Re。2.根據(jù)計(jì)算出的一系列和Re,在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上,繪出log(Re)曲線(xiàn)。表一、直管阻力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表（光滑直管內(nèi)徑mm、管長(zhǎng)米）t=、(pa.s)、(Kgm3)、儀表的初始讀書(shū)=KPa序號(hào)Q（l/h）RP（KPa）u（m/s）Re（KPa）（mmH2O）12設(shè)備的主要技術(shù)數(shù)據(jù):管徑d和管長(zhǎng)L(第一套裝置d=0.0079m,管長(zhǎng)1.6m。第二套裝置d=0.0078m，管長(zhǎng)1.6m。)對(duì)于第一套實(shí)驗(yàn)裝置用壓力傳感器測(cè)得的P(V)值,需用回歸式:P=(193.46v+9.29)12.6/0.102(pa)換算對(duì)于第二套裝置用壓力傳感器測(cè)得的P