化工原理实验Word文档下载推荐.docx
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d2
d2g
（1）
⑵
或一Pf=P1-F2=
（3）
式中hf――以能量损失表示的阻力，J/kg；
Hf——以压头损失表示的阻力，m液柱；
△Pf——以压降表示的阻力，N/m2
L管道长，m
d管道内径，m;
u――流体平均流速，m/s;
P――流体密度，kg/m3；
入一一摩擦系数，无因次；
g重力加速度，g一9.81m/s2。
.
入为直管摩擦系数，由于流体流动类型不同，产生阻力的原因也不同。
层流时流体流动主要克服流体粘性作用的内摩擦力。
湍流时除流体的粘性作用外，还包括涡流及管壁粗糙度
的影响，因此入的计算式形式各不相同。
层流时，禾U用计算直管压降的哈根一泊谡叶公式：
P=P1-卩2=
32Lu
和直管阻力计算公式（3），比较整理得到入的理论计算式为
322=64
duRe
由此式可见，入与管壁粗糙度&
无关，仅为雷诺数的函数。
是利用因
湍流时，由于流体流动的复杂性和管壁粗糙度的影响，入的计算比层流复杂,
次分析和实验得到计算公式。
将影响阻力的许多因素表示为压降的函数，即
Pf=f（d,L,u,,,）
通过因次分析得到以下准数函数式,
Pf
~2
u
也与计算直管阻力的公式（3）相比较，整理得到:
/d）
r/du
=f（,一）=f（Re,
d
由此式可见，湍流时直管摩擦系数入，是流体流动Re和管壁相对粗糙度&
/
此函数的具体形式通过实验确定。
许多学者实验研究了上述函数关系，其中较简单的是柏拉修斯
_0.3164
—厂0.25
Re
（6）
d的函数。
（Blasius）公式:
可见化工
此式适用于光滑管，Re在2500〜1X105范围内。
对粗糙管入与Re的关系，
原理教材上册摩擦系数入与雷诺数Re及相对粗糙度&
/d的关系图及其他学者的计算公式。
本实验是利用水作实验，在管长、管径和管壁粗糙度一定的条件下，改变水的流量，测定直
管阻力，即流体压力降厶Pf=P1-P2,然后分别计算入和Re值，考察两者的关系。
2•局部阻力系数E测定
流体在管路中流过管件如阀门、弯头、三通、突然扩大或突然收缩等处时，产生涡流形成
阻力，习惯称为局部阻力。
其计算式表示为
2
Pf=
u2
N/m
式中，E称为局部阻力系数，无因次。
它与管件的几何形状与Re有关。
当Re大到一
定时，E与Re无关，成为定值。
管件的局部阻力系数E也都是由实验测定的。
三、实验装置
装置一涼休阻力实验装置示意图
1—水彳曹2—底阀3—离心泵4一真空表5—压力表6-温度计7-涡轮流量计8—排气阀
9一平衝阀W—U型压差计11-闸阀（球阀）12,13—控制阀14一引圧阀15—总管排气阀16—岀口阀
袋置二流体阻力实验装置示意图
1一出木骨2—阀门3—小转子说城计4一人转子
5—水惴§
—放水阀7—离心泵8—闸阀勺一球阀
10_异轻接头11—闸阀12—14X2mm13—4>
20X2nm
■-MM15—倒U型压公汁纽16-U型压公讣□一扌*气业从18—排气旋塞19—平衡览塞
四、实验要求
1根据实验内容的要求和流程•拟定实验步骤.
2•根据流量范围和流动类型划分，大致确定实验点的分布。
3•经指导教师同意后，可以开始按拟定步骤进行实验操作。
先排气，再测定数据。
4•在获取必要数据后•经指导教师检查同意后可停止操作。
将装置恢复到实验前的状态，
做好清洁工作。
五、操作方法
1•熟悉实验装置及流程。
观察U型（倒U型压差计）与实验管道和管件上测压接头的
连接及位置。
弄清楚排气及平衡旋塞的作用和使用方法。
2•检查实验的管路上各阀门是否处于正确状况：
U形管压差计上的平衡阀及相应的测
压阀是否打开？
若未打开，则将其打开。
排气旋塞是否关闭和管路出口阀是否关闭？
若未关闭，则将其关闭。
3．根据离心泵的安装位置判断是否需要灌泵？
若需引水灌泵，则打开引水阀和泵体放气阀，观察到有水从泵体放气阀溢出，表示气体被排尽，关闭放气阀和引水阀。
启动水泵。
（注意在泵出口阀关阀的情况下，泵转动不可过久，以防其发热损坏）。
4．系统排气慢慢打开出口阀，让水流入实验管道和测压导管，排出管道和测压导管中的气体。
排气时可以反复调节泵的出口阀和有关管道上的其他阀门，使积存在系统中的气体全部被流动的水带出。
（1）总管排气：
先将控制阀开足然后再关闭，重复三次，目的为了使总管中的大部分气体被排走，然后打开总管排气阀，开足后再关闭，重复三遍。
（2）引压管排气：
依次分别对每个放气阀，开、关重复三次。
（3）U型压差计排气：
关闭平衡阀，依次分别打开2个放气阀，此时眼睛要注视着U型压差计中的指示剂液面的上升，防止指示剂冲出，开、关重复三次。
（4）检验排气是否彻底是将控制阀开至最大，再关至为零，看U型压差计读数，若左右
读数相等，则判断系统排气彻底；
若左右读数不等，则重复上述
（2）（3）步骤。
5．确认系统中的气体被排净后，关闭平衡阀，准备测取数据。
装置二倒U型压差计的处理。
关闭泵的出口阀14,小转子流量计出口阀2和020X2mm实验直管入口阀&
然后再慢慢打开小转子流量计阀2,此时可以看到倒U型压差计玻璃管
中的水被排出,液面下降,当液面降到最低位置时,关闭阀2．接着关闭上部的排气旋塞17,以切断与大气的连通,此时如果打开泵的出口阀14．因玻璃管内空气被压缩,其水面会上
升到适当的稳定位置。
如果水面不断上升以致充满整个玻璃管内,说明排气旋塞没有关闭或未关严,排气失败,需要关闭水泵的出口阀,重新排水处理。
6．实验数据测定
用管路出口阀调节流量,注意阀门的开度,在最大流量范围要合理分割流量,进行实验布点。
测量完成后,打开各测压计的平衡阀。
7．改测另一条管路；
打开第二条管路上相应的阀门及测压阀,关闭第一条管路上的相应的阀门及测压阀。
8．实验结束后,关闭泵的出口阀,停泵。
请指导教师检查实验数据,通过后停止实验,将装置恢复到实验前的状态,做好清洁工作。
六、注意事项
1、在排气和使用时要特别注意开关顺序,因若操作失误,就可能发生冲走水银的事故。
2、实验开始与结束后,都应关闭泵的出口阀,检查各压差计两管读数是否相等,否则是排气过程气泡没排净或实验过程有气泡进入测量系统。
3、实验时需选择管路实验顺序,并开关相应的阀门。
4、装置一直管测量段管长都为2m;
装置二$14X2mm直管的测量段管长为1.1m,020X2mm直管的测量段管长为1.5m。
5、数据测定时，层流由于流量范围较小，只要取三组数据；
湍流一般应取8〜10组数据。
6、要注意分清各压差计的连接位置和压差计所用的指示液,不能混淆；
数据记录时要注意有效数字和单位。
7、注意两直管管路包括引压管都要排气。
8、由于系统的流量采用涡轮流量计计量,其小流量受到结构的限制,因此,从大流量做起,实验数据比较准确。
9、改变流量后须等流量稳定后再测量数据。
10、若发现流量显示仪读数达不到零，可采用将调节阀开至最大，再快速关闭调节阀，流量显示仪读数将为零，可能此读数不久还会上升，仍为正常现象，上升的数据不采集，以零计。
此时其余的仪表读数不随显示仪读数而变。
六、原始实验数据
装置一
管径直管两测压接头间长度水温
涡轮流量系数
序
号
流量计读数
/sec
粗糙管阻力压差计
读数cm
螺旋槽管阻力压差
计读数cm
管件阻力压差计读
数cm
阀门阻力压差计读
左
右
差值
1
...
装置二
管子内径〔mm〕直管两测压接头间距离〔m〕
水温〔C〕
1、直管阻力
序号
流量计
流速u
〔m/s〕
压差计读数
〔mmH2O〕或〔mmHg〕
△P
〔N/m〕
摩擦系数
入
备
注
〔L/h〕
〔m/h〕
差
2、阀门局部阻力
球心阀两测压接头间距离〔m〕闸阀门两测压接头间距离〔m〕
流量
流速
球心阀阻力压差计
阻力系
读数
〔mmH2O〕
[N/m2]
数E
读数〔
mmH2O〕
[m3/h]
[m/s]
七、实验报告要求
3、作图并讨论实验结果
根据测定的数据，计算Re和入值，在双对数坐标纸上标绘二者的关系，并与教材上的图线相比较。
或按经验式关联．并与层流理论式和湍流柏拉修斯公式比较。
4回答下列思考题、。
（1）U型压差计的平衡旋塞和排气旋塞起什么作用？
怎样使用？
在什么情况下会冲走水银如何防止？
（2）如何检验测试系统内的空气已经排除干净？
（3）U型压差计的零位应如何校正？
（4）倒U型压差计读数与压差之间的换算式与U型压差计有什么不同？
倒U型压差计般适用于什么场合？
实验二、孔板流量计的流量校正
、实验目的
（1）、熟悉孔板流量计的构造、性能及使用方法；
（2）、学会流量计流量校正（或标定）的方法。
（3）、通过孔板流量计孔流系数的测定，了解孔流系数的变化规律。
（4）、学会压差计、流量计的使用方法以及识别管路中各个管件、阀门的作用。
二、基本原理
流量计的种类和型式很多，本实验是研究差压式流量计的校正。
差压式流量计也称速度式流量计，是用测定流体的压差来确定流体的速度，常用的有孔
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