第一篇：流體局部阻力系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)小結(jié)

流體局部阻力系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)小結(jié)

這次開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)我做了流組局部阻力測(cè)定與離心泵特性曲線(xiàn)測(cè)定兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。之前有做過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，但這次雖然差不多，但在細(xì)節(jié)上還是有許多的不一樣。實(shí)驗(yàn)前經(jīng)過(guò)和老師商討操作步驟和數(shù)據(jù)處理上可以看出流體局部阻力系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)在操作上雖簡(jiǎn)單，但要一份完美的報(bào)告還是需要再三的修改。

我從這次試驗(yàn) 認(rèn)識(shí)和掌握流體局部阻力實(shí)驗(yàn)的一般實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定突然擴(kuò)大管和閥門(mén)的局部阻力系數(shù)ξ。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在取三個(gè)不同流量時(shí)必須在1~4m3之間，全開(kāi)時(shí)為了方便測(cè)閥門(mén)在不同開(kāi)度時(shí)的局部阻力系數(shù)，需記下全開(kāi)時(shí)的總?cè)?shù)，為了數(shù)據(jù)圖完美點(diǎn)需要多測(cè)幾組。還學(xué)到了在計(jì)算機(jī)上繪圖的一些技巧。處理局部阻力數(shù)據(jù)時(shí)學(xué)到兩種不同方法處理數(shù)據(jù)，一種是根據(jù)公式分別算出在不同閥門(mén)開(kāi)度和不同流量的阻力系數(shù)，最后求平均值。另一種是根據(jù)公式，畫(huà)出在不同閥門(mén)開(kāi)度下局部阻力損失與動(dòng)能的關(guān)系曲線(xiàn)，得出曲線(xiàn)的斜率即局部阻力系數(shù)。

通過(guò)這次試驗(yàn)，在加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解的基礎(chǔ)上，又通過(guò)反復(fù)操作，掌握實(shí)驗(yàn)步驟，為實(shí)際操作做好充分準(zhǔn)備，同時(shí)培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高了獨(dú)立思考和獨(dú)立工作的能力。

第二篇：沿程阻力系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)材料表

沿程阻力系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)材料表

1-蓄水箱（有機(jī)玻璃板）

2-實(shí)驗(yàn)水箱，計(jì)量水箱（透明有機(jī)玻璃板）3-直徑20PPR管，直徑25PPR管

4-細(xì)玻璃管4根，細(xì)橡皮軟管2根，取壓管2根 5-閘閥X1

6-普通閥門(mén)X2

第三篇：流體流動(dòng)阻力的測(cè)定(教案)

化工原理實(shí)驗(yàn)教案

實(shí)驗(yàn)二

流體流動(dòng)阻力的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)二 流體流動(dòng)阻力的測(cè)定

難點(diǎn)：因次分析方法對(duì)工程實(shí)際問(wèn)題的分析解決； 重點(diǎn)：測(cè)定流體經(jīng)直管和管件時(shí)阻力損失的實(shí)驗(yàn)組織法； 課時(shí)：4學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)講解約1學(xué)時(shí)，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)；

流體流動(dòng)阻力測(cè)定是化工領(lǐng)域中最重要的實(shí)驗(yàn)之一，是運(yùn)用因次分析方法的理論來(lái)具體解決復(fù)雜工程問(wèn)題的實(shí)例，通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握工程實(shí)驗(yàn)的基本實(shí)驗(yàn)技能。

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.熟悉測(cè)定流體經(jīng)直管和管件時(shí)阻力損失的實(shí)驗(yàn)組織法及測(cè)定摩擦系數(shù)的工程意義；

2.學(xué)會(huì)用因次分析方法解決工程實(shí)際問(wèn)題； 3.學(xué)會(huì)壓差計(jì)、流量計(jì)的使用方法；

4.學(xué)會(huì)識(shí)別組成管路中各個(gè)管件，閥門(mén)并了解其作用。

二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)

1.測(cè)定特定ε/ d條件下直管摩擦系數(shù)和雷諾數(shù)的關(guān)系。2.測(cè)定流體流經(jīng)閥門(mén)和彎頭時(shí)的阻力系數(shù)。

三、實(shí)驗(yàn)原理

由于流體粘性的存在，流體在流動(dòng)的過(guò)程中會(huì)發(fā)生流體間的摩擦，從而導(dǎo)致阻力損失。層流時(shí)阻力損失的計(jì)算式是由理論推導(dǎo)得到的；湍流時(shí)由于情況復(fù)雜得多，未能得出理論式，但可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，獲得經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算式。

1、直管阻力——采用因次分析法規(guī)劃實(shí)驗(yàn)：（1）影響過(guò)程的主要因素

hf =f(d, u,ρ,μ, l,ε)湍流時(shí)直管阻力損失hf與的大小取決于流體的物性（密度ρ、粘度μ）、流動(dòng)狀況（流速u(mài)）及流道的幾何尺寸和形狀（內(nèi)直徑d、長(zhǎng)度l、管壁粗糙程度ε），若每個(gè)自變量的數(shù)值變化10次，測(cè)取hf的值而其它自變量保持不變，6個(gè)自變量，根據(jù)正交網(wǎng)絡(luò)法規(guī)劃，實(shí)驗(yàn)次數(shù)將達(dá)10。

6化工原理實(shí)驗(yàn)教案

實(shí)驗(yàn)二

流體流動(dòng)阻力的測(cè)定

2、因次分析法規(guī)劃實(shí)驗(yàn)因次分析法是通過(guò)將變量組合成無(wú)因次數(shù)群，從而研究無(wú)因次數(shù)群之間的關(guān)系，大大減少實(shí)驗(yàn)自變量的個(gè)數(shù)，大幅度地減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)。在物理方程因次一致性的條件下，任何一個(gè)方程都可化為無(wú)因次方程；原方程共有7個(gè)變量；它們的因次分別為：d--[L]；u--[LT－]；ρ– [ML－]；μ--[ML－

113T－]；ε--[L]；h f--[LT－]，其中有[L]、[M]、[T] 3個(gè)基本因次；根據(jù)無(wú)因122次方程的變量總數(shù)等于原方程變量總數(shù)和基本因次數(shù)之差，可得無(wú)因次數(shù)群的個(gè)數(shù)π=7-3=4個(gè)。

即h f =f(d, u,ρ,μ, l,ε)→ π4 =f（π1，π2，π3）式中：?1?LL? ?L?d??L???d

?2??3??MLT??ML??L??LT??1?1?3?1????Re?1

?4??LT??u2?2hfhf2

由因次分析法可將對(duì)h f =f(d, u,ρ,μ, l,ε)的研究轉(zhuǎn)化成對(duì)無(wú)因次數(shù)群π4 =f（π1，π2，π3）之間關(guān)系的研究，即：

du?l??f(，)2u?dd'hf實(shí)驗(yàn)工作量將從106次實(shí)驗(yàn) → 103次實(shí)驗(yàn)，若實(shí)驗(yàn)設(shè)備已定，則：

du??lu2hf?f(,)???dd2 實(shí)驗(yàn)次數(shù)又將從103次實(shí)驗(yàn) → 102次實(shí)驗(yàn)，從而，實(shí)驗(yàn)工作量大大降低。若實(shí)驗(yàn)設(shè)備是水平直管，阻力損失表現(xiàn)為壓強(qiáng)的降低，即：

?Pdu??lu2?f(,)????dd2 2 化工原理實(shí)驗(yàn)教案

實(shí)驗(yàn)二

流體流動(dòng)阻力的測(cè)定

所以

du????f(,)2?ld?Pu?????d2其中

在實(shí)驗(yàn)裝置和物系已確定的情況下，摩擦系數(shù)λ只隨Re而變，實(shí)驗(yàn)操作變量?jī)H是流量，通過(guò)閥門(mén)的開(kāi)度改變流量，用流量計(jì)測(cè)定流速，由壓差計(jì)測(cè)定壓差，用溫度計(jì)測(cè)定物系溫度，從而確定ρ和μ。

四、實(shí)驗(yàn)裝置

光滑直管為不銹鋼管，管徑20.5mm，測(cè)壓點(diǎn)間長(zhǎng)度2m；粗糙直管為鍍鋅管，管徑20.5mm，測(cè)壓點(diǎn)間長(zhǎng)度2m；兩根管并聯(lián)，通過(guò)球閥控制，直管和彎頭的壓強(qiáng)損失使用水銀壓差計(jì)測(cè)定，閘閥的壓強(qiáng)損失通過(guò)氯仿壓差計(jì)測(cè)定。

化工原理實(shí)驗(yàn)教案

實(shí)驗(yàn)二

流體流動(dòng)阻力的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)介質(zhì)為自來(lái)水，置于水箱內(nèi)循環(huán)使用，通過(guò)離心泵輸送，用流量計(jì)測(cè)定流速，用出口控制閥調(diào)節(jié)流量（注意：出口控制閥的安裝位置，流量調(diào)節(jié)閥一般不設(shè)在吸入側(cè)，以免在關(guān)小閥門(mén)使發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，也不宜裝在離泵很遠(yuǎn)的出口線(xiàn)上否則，在調(diào)節(jié)閥前面管段內(nèi)若有積存空氣時(shí)會(huì)發(fā)生泵的喘振，通常在靠近出口的管上安裝流量調(diào)節(jié)閥）。

五、實(shí)驗(yàn)步驟

1、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：對(duì)照實(shí)驗(yàn)流程圖，熟習(xí)實(shí)驗(yàn)裝置及流程，識(shí)別組成管路中各個(gè)管件、閥門(mén)、壓差計(jì)并了解其作用；檢查軸承潤(rùn)滑情況，用手轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)軸節(jié)看其是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活；同時(shí)將水箱充水至80％。

2、打開(kāi)壓差計(jì)平衡閥、四個(gè)引壓閥和切換閥；關(guān)閉各放氣閥和離心泵的出口控制閥，啟動(dòng)電源。（為什么？——離心泵在啟動(dòng)時(shí)關(guān)閉出口閥門(mén)，可使軸功率低，以免電機(jī)燒壞；同時(shí)，在出口閥全開(kāi)的情況下開(kāi)動(dòng)離心泵，管內(nèi)流量瞬間達(dá)到最大值，壓差計(jì)也會(huì)隨著迅速上升，這樣很可能導(dǎo)致壓差計(jì)中的指示液被沖走）。

3、系統(tǒng)排氣（為什么？——?dú)怏w的存在會(huì)影響壓力傳遞，導(dǎo)致測(cè)量誤差）。? 管路排氣：先將控制閥開(kāi)足然后再關(guān)閉，重復(fù)三次，排走總管中的大部分氣體，然后打開(kāi)總管排氣閥，開(kāi)足然后再關(guān)閉，重復(fù)三次。（注意平衡閥處于開(kāi)啟狀態(tài)）

? 引壓管排氣：依次分別對(duì)六個(gè)放氣閥，開(kāi)關(guān)重復(fù)三次，應(yīng)保持平衡閥在開(kāi)啟狀態(tài)。

? 壓差計(jì)排氣：關(guān)閉平衡閥，緩慢旋動(dòng)壓差計(jì)上放氣閥排除壓差計(jì)中的氣泡，注意：此時(shí)眼睛要注視著U型壓差計(jì)中的指示液面的上升，先排進(jìn)壓管，后排低壓管（嚴(yán)防壓差計(jì)中水銀沖走），排氣完畢。

4、檢驗(yàn)排氣是否徹底。（如何檢驗(yàn)？——將出口控制閥打開(kāi)至最大，再關(guān)閉出口閥，看U型壓差計(jì)讀數(shù)，若左右讀數(shù)相等，說(shuō)明排氣徹底，若左右讀數(shù)不等，重復(fù)上述3排氣順序。

化工原理實(shí)驗(yàn)教案

實(shí)驗(yàn)二

流體流動(dòng)阻力的測(cè)定

5、實(shí)驗(yàn)布點(diǎn)（如何布點(diǎn)？——將控制閥開(kāi)至最大，讀取流量顯示儀讀數(shù)F大，然后關(guān)至水銀壓差計(jì)差值約0.08時(shí)，再讀取流量顯示儀讀數(shù)F小，確定流量范圍，在F大和F小之間布12～14個(gè)點(diǎn)，其中在大流量時(shí)少布點(diǎn)，小流量時(shí)多布點(diǎn)，這是由于Re在充分湍流區(qū)時(shí)λ～Re的關(guān)系是直線(xiàn)，所以在大流量時(shí)少布點(diǎn)，而Re在比較小時(shí)λ～Re的關(guān)系是曲線(xiàn)，所以在小流量時(shí)多布點(diǎn)。

6、測(cè)定：通過(guò)控制閥調(diào)節(jié)管道中的流量，從流量?jī)x讀出一系列流量，從相應(yīng)的壓差計(jì)讀取壓差。

7、開(kāi)啟切換閥，測(cè)定另一根直管。

8、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，打開(kāi)壓差計(jì)上的平衡閥，先關(guān)閉控制閥后，再關(guān)閉泵（為什么？——防止出口管內(nèi)的流體倒流使葉輪受損），排出水槽內(nèi)的水（為什么？避免設(shè)備的銹蝕和凍裂），實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)原狀，并清理實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地。

9、上機(jī)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并打印處理結(jié)果，每小組打印一份。

六、思考題

1.本實(shí)驗(yàn)裝置采用了哪種型式的泵，操作時(shí)要不要灌水？ 2.流體在管路中流動(dòng)產(chǎn)生阻力的起因是什么？它取決于哪些因素？

3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)定前，為什么一定要排氣？如何排氣？如何檢查氣是否排凈？

七、注意事項(xiàng)

1、啟動(dòng)電源時(shí)，應(yīng)打開(kāi)壓差計(jì)平衡閥和四個(gè)引壓閥，關(guān)閉各放氣閥，關(guān)閉離心泵的出口控制閥。

2、在排氣時(shí)，應(yīng)嚴(yán)防壓差計(jì)中的指示液被沖走。

3、測(cè)定數(shù)據(jù)前必須對(duì)管路及測(cè)壓系統(tǒng)進(jìn)行排氣，并檢查空氣是否確實(shí)排盡。

4、兩根并聯(lián)管共用一個(gè)流量計(jì)及測(cè)壓裝置，實(shí)驗(yàn)中只能逐根測(cè)定；進(jìn)行管道切換時(shí)，一定要先打開(kāi)待測(cè)管道閥門(mén)，再關(guān)閉當(dāng)前管道閥門(mén)。

5、測(cè)定時(shí)待流量穩(wěn)定后再讀數(shù)。

八、作業(yè)

1、上機(jī)處理數(shù)據(jù)，并打印處理結(jié)果，每小組打印一份。

化工原理實(shí)驗(yàn)教案

實(shí)驗(yàn)二

流體流動(dòng)阻力的測(cè)定

2、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，應(yīng)包含：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)步驟、原始數(shù)據(jù)、計(jì)算示例，討論等，其中對(duì)計(jì)算示例，同一小組同學(xué)不得采用同一組數(shù)據(jù)處理。

第四篇：流體流動(dòng)阻力測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告（共）

.實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 專(zhuān)業(yè)：

姓名：

學(xué)號(hào)：

日期：

地點(diǎn)：

課程名稱(chēng)：

過(guò)程工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)流體流動(dòng)阻力實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)老師：

成績(jī)：

實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：

實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：

同組學(xué)生：

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿?/p>

二、實(shí)驗(yàn)容和原理（必填）

三、主要儀器設(shè)備（必填）

四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟

五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理 六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）

七、討論、心得

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?裝 1.掌握測(cè)定流體流經(jīng)直管、管件（閥門(mén)）時(shí)阻力損失的一般實(shí)驗(yàn)方法。

2.測(cè)定直管摩擦系數(shù) λ 與雷諾準(zhǔn)數(shù) Re的關(guān)系，流體流經(jīng)管件（閥門(mén)）

時(shí)的局部阻力系數(shù)，驗(yàn) 訂 證在一般湍流區(qū) λ 與 Re的關(guān)系曲線(xiàn)，考察 ζ 與 Re 是否相關(guān)。

線(xiàn) 3.識(shí)辨組成管路的各種管件、閥門(mén)，并了解其作用 , 獲得對(duì) Re，摩擦系數(shù)λ，局部阻力系數(shù)ζ的感性認(rèn)識(shí)。

二、實(shí)驗(yàn)容和原理 1 流量計(jì)校核 通過(guò)計(jì)時(shí)稱(chēng)重對(duì)渦輪流量計(jì)讀數(shù)進(jìn)行校核。

2.Re 數(shù)：

3.直管阻力摩擦系數(shù) λ 的測(cè)定 流體在水平等徑直管中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，阻力損失為：

.4.局部阻力系數(shù)ζ的測(cè)定

局部阻力壓力降的測(cè)量方法：測(cè)量管件及管件兩端直管（總長(zhǎng)度 l“）總的壓降 p，減去其直管段的壓降，該直管段的壓降可由直管阻力 p f（長(zhǎng)度 l）實(shí)驗(yàn)結(jié)果求取。

三、主要儀器設(shè)備

.Figure 1 實(shí) 1—水箱 2 —離心泵 3、11、12、13、14—壓差傳感器 —引水漏斗 4 —溫度計(jì) 21、22—調(diào)節(jié)閥 5—渦輪流量計(jì) 16—粗糙管實(shí)驗(yàn)段 17 —光 滑管實(shí)驗(yàn)段 18 a b c de f g h —閘閥 19 —截止閥 20 23 —泵出口閥 24 —旁路閥（流量校核）

— 取壓點(diǎn) 表格 1 表格 2，名稱(chēng) 類(lèi)型 直管規(guī)格 管徑 直管段長(zhǎng)度 截止閥 局部阻力 閘閥 閘閥兩端直管（粗糙管）ab = 680

光滑管

不銹鋼管

光滑直管（mm）（mm）

ef = 1000

粗糙直管 22 bc =1000 粗糙管 鍍鋅鐵管

截止閥兩端直管（光滑管）

de = 660

四．操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟 1.離心泵灌水，關(guān)閉出口閥（23），打開(kāi)電源，啟動(dòng)水泵電機(jī)，待電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)后，把泵的出口閥（23）緩緩開(kāi)到最大。對(duì)壓差傳感器進(jìn)行排氣，完成后關(guān)閉排氣閥門(mén)，使壓差傳感器處于測(cè)量狀態(tài)。

2.開(kāi)啟旁路閥（24），關(guān)閉光滑管段閥件，選定最小流量 1.00m /h，, 記錄最大流量，設(shè)定大于 10個(gè)數(shù)值上等比的流量觀測(cè)值。自大至小，改變流量，每次改變流量，待流動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后，記錄壓 差、流量、溫度等數(shù)據(jù)。粗糙管段測(cè)量同光滑管段測(cè)量。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉出口閥（23）。

五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理 5.1 流量計(jì)校核 3-1 儀器讀數(shù)：

V1=0.61m ·h，空桶質(zhì)量 m0 =0.46kg

V2= τ =50.00s

時(shí)，桶的質(zhì)量 m 1 =10.22kg，水溫 t r =32.1 ℃，ρ =995.0kg/m 實(shí) 際 流 速 ：

偏差 E=(0.71-0.61)/0.61 *100%=16.4% 表格 3 光滑管段實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

No V1/m3 ·h-1 t1/ p11/kpa p12/kPa(加管件)1 0.95 32.1 0.43 9.8 2 1.21 32 0.66 11.6 3 1.44 31.9 0.84 12.9 4 1.71 31.8 1.14 14.8 5 2.05 31.8 1.55 18.2 6 2.26 31.7 1.83 20.4 7 2.71 31.6 2.52 26.5 8 3.23 31.6 3.34 34.6 9 3.74 31.6 4.32 44.2 3

[1]4.5 31.4 6.11 60.8 11 5.25 31.2 7.99 79.5 12 5.39 31.1 8.22 83.6

表格 4 粗糙管段實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

件)

實(shí)驗(yàn)所用流體為水，ρ，μ的計(jì)算參考文獻(xiàn)值 , 插法處理

t=20 ,;t=30 ,;t=40 , t=28 ,;t=29 ,;t=30 ,;t=31 , No 3-1 V2/m ·h T2/ P21/kpa P22/kPa(加管1 0.97 30.4 1.44 1.05 2 1.24 30.3 2.24 1.73 3 1.44 30.2 3.01 2.43 4 1.7 30.1 4.09 3.42 5 2.05 30 5.83 5.03 6 2.37 29.9 7.67 6.72 7 2.77 29.8 10.395 9.25 8 3.2 29.5 13.2 12.5 9 3.82 29.3 19.87 17.71 10 4.45 29.2 24.93 24.15 11 5.07 28.7 24.83 24.94

t=32 , 表格 5.光滑管段流動(dòng)阻力參數(shù)計(jì)算結(jié)果

No-1 u/m·s

0.6942 3 ρ /kg ·m

995.0 μ/Pa ·s

0.000766 Re

19828.7 λ

0.03946 δ

39.65707 2 0.8842 995.0 0.000768 25205.1 0.03733 28.67032 3 1.0523 995.0 0.000770 29934.5 0.03355 22.38011 4 1.2496 995.1 0.000771 35474.2 0.03228 18.05326 5

1.4980

995.1

0.000771

42527.6

0.03054

15.35699 6 1.6515 995.1 0.000773 46788.0 0.02967 14.11610 7 1.9803 995.1 0.000774 55989.6 0.02841 12.70268 8 2.3603 995.1 0.000774 66732.9 0.02651 11.66286 9 2.7330 995.1 0.000774 77269.7 0.02557 11.10278 10

3.2883

995.2

0.000778

92593.1

0.02498

10.52757 11 3.8364 995.3 0.000781 107587.3 0.02400 10.11264 12 3.9387 995.3 0.000782 110232.9 0.02342 10.10460

表格

No

粗糙管段流動(dòng)阻力參數(shù)計(jì)算結(jié)果

-1 3 u/m·s ρ/kg ·m

μ/Pa ·s

Re

λ

δ 1

0.7779 995.6 0.000794 20483.1 0.10038 0.33063

0.9945 995.6 0.000796 26130.6 0.09555 0.51107 3 1.1549 995.6 0.000797 30282.7 0.09520 0.66783 4 1.3634 995.7 0.000799 35676.9 0.09282 0.77871 5 1.6441 995.7 0.000801 42934.0 0.09098 0.87851 6 1.9007 995.7 0.000802 49530.1 0.08955 0.92170 7 2.2215 995.8 0.000804 57766.5 0.08884 0.97242 8 2.5664 995.8 0.000809 66310.9 0.08453 1.15510 9 3.0636 995.9 0.000813 78825.6 0.08928 0.98338 10 3.5689 995.9 0.000815 91632.9 0.08255 1.21348 11 4.0661 996.0 0.000823 103289.4 0.06333 1.03868

Figure 2 ．摩擦系數(shù)λ與 Re 的關(guān)系曲線(xiàn)（y1 為光滑管摩擦系數(shù)，y2 為粗糙管摩擦系數(shù)）

.[1] [2]

對(duì)照 Moody圖，F(xiàn)igure 3 ． Moody 圖

查得光滑管段λ 1-Re 圖對(duì)應(yīng)的相對(duì)粗糙度ε 1/d1=0.002;粗糙管段λ 2-Re 圖對(duì)應(yīng)的相對(duì)粗糙度ε 2/d2>0.05.絕對(duì)粗糙度：ε 1=0.002*21=0.42mm，ε 2>0.05*22=1.10mm;查表 知，中等腐蝕的無(wú)縫鋼管絕對(duì)粗糙度：ε ~0.4mm；普通鍍鋅鋼管絕對(duì)粗糙度：ε：

0.1~0.15mm

.Figure 4 ．局部阻力系數(shù)ζ與 Re 的關(guān)系曲線(xiàn)（y1 為光滑管局部阻力系數(shù)，y2 為粗糙管局部阻力系數(shù)）

截止閥局部阻力系數(shù) : ζ1=10.70 閘閥局部阻力系數(shù)：ζ

2=1.04（兩者均取ζ-Re 曲線(xiàn)上平直部分對(duì)應(yīng)的局部阻力系數(shù)）

查文獻(xiàn)，知截止閥在全開(kāi)時(shí)ζ =6.4，閘閥在全開(kāi)時(shí)ζ =0.17

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 1.實(shí)驗(yàn)誤差分析：

1.1 由對(duì)渦輪流量計(jì)的校核知，當(dāng)流速較小時(shí)，流量計(jì)的測(cè)量誤差較大，可達(dá) 16.4%，因而λ-Re，ζ-Re 圖上，Re 值較小時(shí)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)的誤差較大。

1.2 實(shí)驗(yàn)讀數(shù)時(shí)，由于儀表顯示的讀數(shù)值并不穩(wěn)定，液體實(shí)際的流動(dòng)不是不可壓縮的穩(wěn)定流動(dòng)，Δ p，V，t 值隨時(shí)間變化存在一定程度上的波動(dòng)。

1.3 溫度傳感器，流量計(jì)，壓差傳感器的儀器測(cè)量誤差不可避免。

1.4 調(diào)節(jié)流量時(shí)，流動(dòng)并未完全穩(wěn)定讀數(shù)

1.5 計(jì)算局部阻力系數(shù)時(shí)，采用的公式：，合成不確定度相較摩擦阻力系數(shù)測(cè)定時(shí)，引入的不確定度增加了一項(xiàng)，誤差增大。

1.6 所用的水不夠潔凈，含較多雜質(zhì)，而實(shí)驗(yàn)中都做純水處理，實(shí)際流體的μ，ρ值與計(jì)算得到 的值存在一定程度的偏差。

.2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 2.1.實(shí)驗(yàn)測(cè)得光滑管的絕對(duì)粗糙度ε 1=0.42mm, 在給出的參考圍 ~0.4mm，粗糙管的絕對(duì)粗糙度>1.10mm,偏大，可能原因水管使用較久由于污垢腐蝕而造成絕對(duì)粗糙度偏大 2.2

實(shí)驗(yàn)測(cè)得的截止閥與閘閥在全開(kāi)時(shí)，局部阻力系數(shù)較文獻(xiàn)值均偏大，可能的原因：

a.實(shí)際因?yàn)殚y件的制造水平，加工精度不同的原因，不同的閥件的局部阻力系數(shù)在一定圍波動(dòng)；

b.實(shí)驗(yàn)用閥件可能存在積垢，腐蝕的問(wèn)題，導(dǎo)致局部阻力系數(shù)偏大。

3.思考題 3.1 在對(duì)裝置做排氣工作時(shí)，是否一定要關(guān)閉流程尾部的出口閥？為什么？ 答：是，由離心泵特性曲線(xiàn)知，流量為零時(shí)，軸功率最小，電動(dòng)機(jī)負(fù)荷最小，不會(huì)過(guò)載燒毀線(xiàn) 圈。

3.2 ．如何檢測(cè)管路中的空氣已經(jīng)被排除干凈？ 答：關(guān)閉出口閥后，打開(kāi) U 形管頂部的閥門(mén)，利用空氣壓強(qiáng)使 U形管兩支管水往下降，當(dāng)兩支管 液柱水平，證明系統(tǒng)中空氣已被排除干凈。

3.3 ．以水做介質(zhì)所測(cè)得的λ～ Re 關(guān)系能否適用于其它流體？如何應(yīng)用？ 答：能用，因?yàn)槔字Z準(zhǔn)數(shù)是一個(gè)無(wú)因次數(shù)群，它允許 d、u、ρ、μ變化。

3.4.

在不同設(shè)備上（包括不同管徑），不同水溫下測(cè)定的λ～ Re 數(shù)據(jù)能否關(guān)聯(lián)在同一條曲線(xiàn)上？

答：不可以，, 設(shè)備改變，相對(duì)粗糙度也發(fā)生改變，從而λ變化。

3.5 ．如果測(cè)壓口、孔邊緣有毛刺或安裝不垂直，對(duì)靜壓的測(cè)量有何影響？ 答：有毛刺，增加額外的阻力損失，安裝不垂直，增加額外的壓差，使測(cè)量誤差增大。七．參考文獻(xiàn) [1].何潮洪，霄.化工原理（上冊(cè)）

.[M] 科學(xué)：

2013 [2].時(shí)均.化學(xué)工程手冊(cè) 上卷.[M] 化學(xué)工業(yè)：

1996.

第五篇：穩(wěn)態(tài)法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)

穩(wěn)態(tài)法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生加深對(duì)傅立葉導(dǎo)熱定律的認(rèn)識(shí)。

2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)，掌握在穩(wěn)定熱流情況下利用穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)定材料導(dǎo)熱系數(shù)的方法。

3、確定材料的導(dǎo)熱系數(shù)與溫度之間的依變關(guān)系。

4、學(xué)習(xí)用溫差熱電偶測(cè)量溫度的方法。

5、學(xué)習(xí)熱工儀表的使用方法

二、實(shí)驗(yàn)原理

平板式穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱儀的測(cè)量原理是基于一維無(wú)限大平板穩(wěn)態(tài)傳熱模型，這種方法是把被測(cè)材料做成比較薄的圓板形或方板形，薄板的一個(gè)表面進(jìn)行加熱，另一個(gè)表面則進(jìn)行冷卻，建立起沿厚度方向的溫差。圖1是無(wú)限大平板導(dǎo)熱示意圖。

根據(jù)傅立葉（Fourier）定律：

Tw2 y x T Q Tw1 ?c?T??T??T??T??(?)?(?)?(?)?????x?x?y?y?y?y（1）

在一維無(wú)限大平板穩(wěn)態(tài)傳熱時(shí)，方程（1）可簡(jiǎn)化為：

?2T?02?x

δ圖1 無(wú)限大平板的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱示意圖

（2）

其邊界條件為

x=0時(shí)，T=Tw1 x=δ時(shí)，T=Tw2

可解得下列方程

Q??A(Tw1?Tw2)?

（3）

由式（3）可得

??Q??A?(Tw1?Tw2)

（4）

式中

λ——導(dǎo)熱系數(shù)，W/m ·℃； δ——試件厚度，m；

Q——熱流量，w； A——試件面積，m2；

Tw1 ——試件下表面溫度，℃； Tw2 ——試件上表面溫度，℃。

一般情況下，選擇平板試件的尺寸要注意滿(mǎn)足下列條件：

??17D~110D

式中

D ——方板的短邊長(zhǎng)度，m。

熱流量Q也可以由輸入電壓和電阻表示為：

Q?U2R 式中 U——施加在加熱板上的電壓，V；

R——加熱板上內(nèi)部加熱電阻絲的電阻，Ω。將式（5）帶入式（4）得

??U2?R?A?(Tw1?Tw2)

對(duì)應(yīng)此λ的材料溫度為

T?Tw1?Tw2 2

（5）

（6）

（7）

根據(jù)式（7）只要知道試件面積A、電壓U、電阻R、厚度δ以及在厚度δ方向上的溫度差，便可求出導(dǎo)熱系數(shù)。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖2所示。

圖2平板式穩(wěn)態(tài)法導(dǎo)熱儀的總體結(jié)構(gòu)圖

1.調(diào)壓器2.銅板3.主加熱板 4.上均熱片 5.中均熱片

6.下均熱片7.熱電偶 8.副加熱板 9.數(shù)據(jù)采控系統(tǒng) 10.溫度儀表 11.試樣裝置 12.循環(huán)水箱電位器 13.保溫材料 14.電位器

鍵盤(pán)共有6個(gè)按鍵組成，包括為“5”、“1”、“0.1”3個(gè)數(shù)據(jù)鍵，“±”正負(fù)號(hào)轉(zhuǎn)換鍵，“RST”復(fù)位鍵，“ON/OFF”開(kāi)關(guān)鍵。

數(shù)據(jù)鍵：根據(jù)不同的功能對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行加減，與后面的“±”正負(fù)號(hào)轉(zhuǎn)換鍵和“shift”功能鍵配合使用。

“±”正負(fù)號(hào)轉(zhuǎn)換鍵：當(dāng)“±”正負(fù)號(hào)轉(zhuǎn)換鍵為“+”時(shí)，在原數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上加相應(yīng)的數(shù)值；為“-”時(shí)，減相應(yīng)的數(shù)值。

“RST”復(fù)位鍵：復(fù)位數(shù)據(jù)，重新選擇。

控制板上的四個(gè)發(fā)光二極管分別對(duì)應(yīng)四路熱電偶，發(fā)光二極管發(fā)光表示對(duì)應(yīng)的熱電偶接通。由一臺(tái)調(diào)壓器輸出端采用并聯(lián)方式提供兩路輸出電壓，電位器對(duì)每路輸出電壓進(jìn)行調(diào)整，作為兩個(gè)加熱板的輸入電壓。

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器材料，搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。調(diào)整好電加熱器的電壓（調(diào)節(jié)調(diào)壓器），并測(cè)定相關(guān)的溫度及電熱器的電壓等試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2、對(duì)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按照一定的方法測(cè)量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，確定材料的導(dǎo)熱系數(shù)與溫度之間的依變關(guān)系公式。

3、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與討論。

4、分析影響制導(dǎo)熱儀測(cè)量精度的主要因素。

5、在以上分析結(jié)論的基礎(chǔ)之上盡可能的提出實(shí)驗(yàn)臺(tái)的改進(jìn)方法。

五、實(shí)驗(yàn)步驟

1、利用游標(biāo)卡尺測(cè)量試樣的長(zhǎng)、寬、厚度，測(cè)試樣3個(gè)點(diǎn)的厚度，取其算術(shù)平均值，作為試樣厚度和面積。

2、測(cè)量加熱板的內(nèi)部電阻。

3、校準(zhǔn)熱工溫度儀表。

4、向水箱內(nèi)注入冷卻水。

5、通過(guò)調(diào)整電位器改變提供給主加熱板和副加熱板的加熱功率，通過(guò)4位“LED”顯示主加熱板和副加熱板的溫度，根據(jù)主加熱板的溫度，調(diào)整電位器改變施加在副加熱板的電壓，使副加熱板的溫度與主加熱板的溫度一致。利用數(shù)字電壓表測(cè)量并記錄主加熱板電壓。

6、在加熱功率不變條件下, 試樣下表面和循環(huán)水箱下表面的溫度波動(dòng)每5min不超過(guò)±1℃時(shí)，認(rèn)為達(dá)到穩(wěn)態(tài)。此時(shí)，記錄主加熱板溫度、試樣兩面溫差。

7、通過(guò)數(shù)據(jù)鍵輸入試樣面積、厚度等相關(guān)參數(shù)，由試樣面積、厚度、主加熱板的電阻、電壓、上表面溫度及上均熱片的上表面溫度獲得試樣的導(dǎo)熱系數(shù)。

8、改變電位器改變提供給主加熱板和副加熱板的加熱功率件，重復(fù)步驟（5至7）測(cè)量并記錄多個(gè)溫度下的材料導(dǎo)熱系數(shù)。

9、關(guān)掉電源。

六、實(shí)驗(yàn)要求

1、采用精度不低于0.05 mm的厚度測(cè)量工具(游標(biāo)卡尺)，沿試樣四周測(cè)量四處的厚度，取其算術(shù)平均值，作為實(shí)驗(yàn)前試樣厚度。

2、用酒精將試件及均熱片擦洗干凈并晾干，晾干后在其上均勻涂抹導(dǎo)熱油。

3、用調(diào)壓器將電壓調(diào)至一定值，保持不變，經(jīng)一段時(shí)間后，待跟試件上下表面接觸的銅片各點(diǎn)溫度為一定值時(shí)，即導(dǎo)熱過(guò)程達(dá)到穩(wěn)定后記錄各點(diǎn)溫度及電熱器的電壓。

4、改變電加熱器的電壓（調(diào)節(jié)調(diào)壓器），即改變電熱器熱量使之維持在另一個(gè)數(shù)值上，跟試件上下表面接觸的銅片各點(diǎn)溫度達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)后，重復(fù)第3項(xiàng)的測(cè)量。

5、用最小二乘法計(jì)算不同橡膠材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化的關(guān)系式。

五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

1、材料溫度可取材料上下表面溫度的平均值，即T?(Tw1?Tw2)/2，其中：Tw1為試樣材料下表面溫度，Tw2為試樣上表面溫度。

2、實(shí)驗(yàn)報(bào)告需用專(zhuān)用的實(shí)驗(yàn)報(bào)告用紙進(jìn)行書(shū)寫(xiě)；

3、實(shí)驗(yàn)報(bào)告中必須包含實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)步驟；

4、實(shí)驗(yàn)報(bào)告中必須包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄；

5、實(shí)驗(yàn)報(bào)告中必須包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的具體步驟，并有材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化的關(guān)系式及關(guān)系曲線(xiàn)圖；

6、實(shí)驗(yàn)報(bào)告中必須有對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果的分析。