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实验报告课程名称：指导老师：成绩：实验名称：实验类型：同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1.掌握测定流体流经直管、管件（阀门）时阻力损失的一般实验方法。2.测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系，流体流经管件（阀门）时的局部阻力系数，验证在一般湍流区内λ与Re的关系曲线，考察ζ与Re是否相关。3.识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用,获得对Re，摩擦系数λ，局部阻力系数ζ的感性认识。二、实验内容和原理1流量计校核通过计时称重对涡轮流量计读数进行校核。2.Re数：[]3.直管阻力摩擦系数λ的测定流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：4.局部阻力系数ζ的测定局部阻力压力降的测量方法：测量管件及管件两端直管（总长度l'）总的压降p，减去其直管段的压降，该直管段的压降可由直管阻力pf（长度l）实验结果求取。∑三、主要仪器设备专业：姓名：学号：日期：地点：过程工程专业实验流体流动阻力实验装订线P.2/8实验名称：___________________姓名：____________学号：____________流体流动阻力实验UserFigure1实1—水箱2—离心泵3、11、12、13、14—压差传感器4—温度计5—涡轮流量计16—粗糙管实验段17—光滑管实验段18—闸阀19—截止阀20—引水漏斗21、22—调节阀23—泵出口阀24—旁路阀（流量校核）abcdefgh—取压点表格1表格2，名称类型光滑管不锈钢管粗糙管镀锌铁管局部阻力截止阀闸阀四．操作方法和实验步骤1.离心泵灌水，关闭出口阀（23），打开电源，启动水泵电机，待电机转动平稳后，把泵的出口阀（23）缓缓开到最大。对压差传感器进行排气，完成后关闭排气阀门，使压差传感器处于测量状态。2.开启旁路阀（24），关闭光滑管段阀件，选定最小流量1.00m3/h，,记录最大流量，设定大于10个数值上等比的流量观测值。自大至小，改变流量，每次改变流量，待流动达到稳定后，记录压直管规格管内径（mm）直管段长度（mm）光滑直管21ef=1000粗糙直管22bc=1000截止阀两端直管（光滑管）21de=660闸阀两端直管（粗糙管）22ab=680装订线P.3/8实验名称：___________________姓名：____________学号：____________流体流动阻力实验User差、流量、温度等数据。粗糙管段测量同光滑管段测量。3.实验结束，关闭出口阀（23）。五、实验数据记录和处理5.1流量计校核仪器读数：V1=0.61m3·h-1，空桶质量m0=0.46kgτ=50.00s时，桶的质量m1=10.22kg，水温tr=32.1℃，ρ=995.0kg/m3实际流速：V2=偏差E=(0.71-0.61)/0.61*100%=16.4%表格3光滑管段实验数据记录NoV1/m3·h-1t1/℃p11/kpap12/kPa(加管件)10.9532.10.439.821.21320.6611.631.4431.90.8412.941.7131.81.1414.852.0531.81.5518.262.2631.71.8320.472.7131.62.5226.583.2331.63.3434.693.7431.64.3244.2104.531.46.1160.8115.2531.27.9979.5125.3931.18.2283.6表格4粗糙管段实验数据记录NoV2/m3·h-1T2/℃P21/kpaP22/kPa(加管件)10.9730.41.441.0521.2430.32.241.7331.4430.23.012.4341.730.14.093.4252.05305.835.0362.3729.97.676.7272.7729.810.3959.2583.229.513.212.593.8229.319.8717.71104.4529.224.9324.15115.0728.724.8324.94实验所用流体为水，ρ，μ的计算参考文献值[1],内插法处理P.4/8实验名称：___________________姓名：____________学号：____________流体流动阻力实验Usert=20℃,;t=30℃,;t=40℃,t=28℃,;t=29℃,;t=30℃,;t=31℃,t=32℃,表格5.光滑管段流动阻力参数计算结果Nou/m·s-1ρ/kg·m3μ/Pa·sReλδ10.6942995.00.00076619828.70.0394639.6570720.8842995.00.00076825205.10.0373328.6703231.0523995.00.00077029934.50.0335522.3801141.2496995.10.00077135474.20.0322818.0532651.4980995.10.00077142527.60.0305415.3569961.6515995.10.00077346788.00.0296714.1161071.9803995.10.00077455989.60.0284112.7026882.3603995.10.00077466732.90.0265111.6628692.7330995.10.00077477269.70.0255711.10278103.2883995.20.00077892593.10.0249810.52757113.8364995.30.000781107587.30.0240010.11264123.9387995.30.000782110232.90.0234210.10460表格6粗糙管段流动阻力参数计算结果Nou/m·s-1ρ/kg·m3μ/Pa·sReλδ10.7779995.60.00079420483.10.100380.3306320.9945995.60.00079626130.60.095550.5110731.1549995.60.00079730282.70.095200.6678341.3634995.70.00079935676.90.092820.7787151.6441995.70.00080142934.00.090980.8785161.9007995.70.00080249530.10.089550.9217072.2215995.80.00080457766.50.088840.9724282.5664995.80.00080966310.90.084531.1551093.0636995.90.00081378825.60.089280.98338103.5689995.90.00081591632.90.082551.21348114.0661996.00.000823103289.40.063331.03868装订线P.5/8实验名称：___________________姓名：____________学号：____________流体流动阻力实验User对照Moody图[1]，Figure2．摩擦系数λ与Re的关系曲线（y1为光滑管摩擦系数，y2为粗糙管摩擦系数）P.6/8实验名称：___________________姓名：____________学号：____________流体流动阻力实验UserFigure3．Moody图查得光滑管段λ1-Re图对应的相对粗糙度ε1/d1=0.002;粗糙管段λ2-Re图对应的相对粗糙度ε2/d20.05.绝对粗糙度：ε1=0.002*21=0.42mm，ε20.05*22=1.10mm;查表[2]知，中等腐蚀的无缝钢管绝对粗糙度：ε~0.4mm；普通镀锌钢管绝对粗糙度：ε：0.1~0.15mmFigure4．局部阻力系数ζ与Re的关系曲线（y1为光滑管局部阻力系数，y2为粗糙管局部阻力系数）装订线P.7/8实验名称：___________________姓名：____________学号：____________流体流动阻力实验User截止阀局部阻力系数:ζ1=10.70闸阀局部阻力系数：ζ2=1.04（两者均取ζ-Re曲线上平直部分对应的局部阻力系数）查文献，知截止阀在全开时ζ=6.4，闸阀在全开时ζ=0.17六．实验结果与分析1.实验误差分析：1.1由对涡轮流量计的校核知，当流速较小时，流量计的测量误差较大，可达16.4%，因而λ-Re，ζ-Re图上，Re值较小时，实验数据点的误差较大。1.2实验读数时，由于仪表显示的读数值并不稳定，液体实际的流动不是不可压缩的稳定流动，Δp，V，t值随时间变化存在一定程度上的波动。1.3温度传感器，流量计，压差传感器的仪器测量误差不可避免。1.4调节流量时，流动并未完全稳定读数1.5计算局部阻力系数时，采用的公式：∑，合成不确定度相较摩擦阻力系数测定时，引入的不确定度增加了一项，误差增大。1.6所用的水不够洁净，含较多杂质，而实验中都做纯水处理，实际流体的μ，ρ值与计算得到的值存在一定程度的偏差。2.实验结果分析2.1.实验测得光滑管的绝对粗糙度ε1=0.42mm,在给出的参考范围~0.4mm内，粗糙管的绝对粗糙度1.10mm,偏大，可能原因水管使用较久由于污垢腐蚀而造成绝对粗糙度偏大P.8/8实验名称：___________________姓名：____________学号：____________流体流动阻力实验User2.2实验测得的截止阀与闸阀在全开时，局部阻力系数较文献值均偏大，可能的原因：a.实际因为阀件的制造水平，加工精度不同的原因，不同的阀件的局部阻力系数在一定范围内波动；b.实验用阀件可能存在积垢，腐蚀的问题，导致局部阻力系数偏大。3.思考题3.1在对装置做排气工作时，是否一定要关闭流程尾部的出口阀？为什么？答：是，由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。3.2．如何检测管路中的空气已经被排除干净？答：关闭出口阀后，打开U形管顶部的阀门，利用空气压强使U形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。3.3．以水做介质所测得的λ～Re关系能否适用于其它流体？如何应用？答：能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许d、u、ρ、μ变化。3.4.在不同设备上（包括不同管径），不同水温下测定的λ～Re数据能否关联在同一条曲线上？答：不可以，φ（，,设备改变，相对粗糙度也发生改变，从而λ变化。3.5．如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不垂直，对静压的测量有何影响？答：有毛刺，增加额外的阻力损失，安装不垂直，增加额外的压差，使测量误差增大。七．参考文献[1].何潮洪，冯霄.化工原理（上册）.[M]科学出版社：2013[2].时均.化学工程手册上卷.[M]化学工业出版社：1996