在直管实用流体阻力手册实验中，两测压点之间的距离对实验曲线是否有影响

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2014-11-13 17:28 标签： 流体流动阻力思考题
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化工原理实验~流体流动阻力的测定|化​工​原​理​实​验​~​流​体​流​动​阻​力​的​测​定
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4.1 流体流动阻力测定实验
一、实验目的 ⒈学习直管摩擦阻力△Pf、直管摩擦系数λ的测定方法。 ⒉掌握直管摩擦系数λ与雷诺数 Re 和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。 ⒊掌握局部阻力的测量方法。 ⒋学习压强差的几种测量方法和技巧。 ⒌掌握双对数坐标系的使用方法。 二、实验内容 ⒈测定实验管路（光滑管和粗糙管）内流体流动的阻力和直管摩擦系数λ。 ⒉测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数λ与雷诺数 Re 和相对粗糙度之间的关系曲 线。 ⒊在本实验压差测量范围内，测量阀门的局部阻力系数。 三、实验原理 ⒈直管摩擦系数λ与雷诺数 Re 的测定 流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。流体在直管内 流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系： hf =
2d ?Pf ? ρ ? l u2
Re = 式中： d - 管径，m ；
?Pf - 直管阻力引起的压强降，Pa； l - 管长，m； u - 流速，m / s； ρ - 流体的密度，kg / m3； u - 流体的粘度，N·s / m2。
直管摩擦系数λ与雷诺数 Re 之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。在实验 装置中，直管段管长 l 和管径 d 都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。 所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△Pf 与流速 u （流量 V） 之间的关系。 根据实验数据和式（1-2）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ，用式（1-3）计算对 应的 Re，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与 Re 的关系曲线。 ⒉局部阻力系数 ζ 的测定
ζ = ? ?? 2 ?ρ? u ? ?
（4-5） 式中： ζ - 局部阻力系数，无因次；
? 2 ? ?P ' f
?Pf' - 局部阻力引起的压强降，Pa；
h 'f - 局部阻力引起的能量损失，J／kg。
图 4-1 局部阻力测量取压口布置图 局部阻力引起的压强降 ?Pf 可用下面的方法测量：在一条各处直径相等的直管段上，
安装待测局部阻力的阀门，在其上、下游开两对测压口 a-a'和 b-b＇ ，见图 4-1，使 ab＝bc ； a＇b＇＝b＇c＇ 则 △Pf，a b ＝△Pf，bc ； △Pf，a＇b＇= △Pf，b＇c＇ ＇ 在 a~a＇ 之间列方程式：Pa－Pa＇ =2△Pf， b+2△Pf， ＇ ＇ （4-6） a a b +△P f ＇ 在 b~b＇之间列方程式： Pb－Pb＇ = △Pf，bc+△Pf，b＇c＇+△P f ＇ = △ P f ， a b+ △ P f ， a ＇ b ＇ + △ P f （4-7） 联立式(1-6)和(1-7)，则：
?Pf' ＝2(Pb－Pb＇)－(Pa－Pa＇)
为了实验方便， 称(Pb－Pb＇)为近点压差， 称(Pa－Pa＇)为远点压差。 用差压传感器来测量。 四、实验
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