化工原理实验报告

北 京 化 工 大 学实 验 报 告课程名称： 化工原理实验 实验日期： 2009.10.20班 级： 化工0702 姓 名： 王某某同 组 人：王某某,王某某,王某某, 王某某 装置型号： FFRS-型流体阻力实验一、摘要关键词：摩擦阻力系数 局部阻力系数 Re /d 二、实验目的三、实验原理四、实验流程图1、流体阻力实验流程1、水箱 2、水泵 3、涡轮流量计 4、层流水槽 5、层流管 6、截止阀 7、球阀 8、光滑管 9、粗糙管 10、突扩管 11、流量调节阀 12、层流调节阀不锈钢管：l=1.5m，d=0.021m镀锌钢管：l=1.5m，d=0.023m突 扩 管：l1=0.14m，l2=0.28m，d1=0.016m，d2=0.042m截止阀、球阀管道：d=0.021m层流管：l=1.0m，d=0.003m五、实验操作六、实验数据处理1、不锈钢管：l=1.5 m d= m序号水流量 /m3h-1不锈钢管压降/kPa水温度/雷诺数Re摩擦阻力系数Blasius10.60 20.8031.0041.3051.6062.0072.5083.0093.50104.0011以第一组数据为例，计算过程如下：t水=20，查表得= = 流速u=4Q/(3600d2)= (代入数字)=（结果）+单位雷诺数Re=du/= (代入数字)=（结果）+单位注意：所有表格中Re 保留到个位，保留三位小数，保留两位小数，计算示例和结果分析采用蓝色五号宋体字。2、镀锌钢管：l=1.5 m d= m序号水流量 /m3h-1镀锌钢管压降/kPa水温度/雷诺数Re摩擦阻力系数Blasius10.60 20.8031.0041.3051.6062.0072.5083.0093.50104.0011以第一组数据为例，计算过程如下：t水=20，查表得= = 流速u=4Q/(3600d2)= (代入数字)=（结果）+单位雷诺数Re=du/= (代入数字)=（结果）+单位3、突扩管：d1= m ；d2= m（l1=0.14m，l2=0.28m，=0.023）序号水流量 /m3h-1突扩管压降/kPa水温度/雷诺数Re1局部阻力系数理论11.0021.5032.0042.5053.00说明：此处突扩管压降p1-p20。以第一组数据为例，计算过程如下：t水=20，查表得= = 流速u=4Q/(3600d2)= (代入数字)=（结果）+单位雷诺数Re=du/= (代入数字)=（结果）+单位4、截止阀（全开）：d=0.021 m 序号水流量 /m3h-1截止阀压降/kPa水温度/雷诺数Re局部阻力系数理论11.0021.5032.0042.5053.00以第一组数据为例，计算过程如下：t水=20，查表得= = 流速u=4Q/(3600d2)= (代入数字)=（结果）+单位雷诺数Re=du/= (代入数字)=（结果）+单位5、球阀（全开）：d=0.021 m序号水流量 /m3h-1球阀压降/kPa水温度/雷诺数Re局部阻力系数理论11.0021.5032.0042.5053.00以第一组数据为例，计算过程如下：t水=20，查表得= = 流速u=4Q/(3600d2)= (代入数字)=（结果）+单位雷诺数Re=du/= (代入数字)=（结果）+单位6、层流管：l= m d=0.003 m序号水体积 /ml时间 /s层流管压降/kPa水温度/雷诺数 Re摩擦阻力 系数理论1400.402400.703401.204401.805402.506404.007406.00以第一组数据为例，计算过程如下：t水=20，查表得= = 流速u=4Q/(3600d2)= (代入数字)=（结果）+单位雷诺数Re=du/= (代入数字)=（结果）+单位七、实验结果作图及分析： 图2 湍流直管摩擦阻力系数与雷诺数关系结果分析：图3、层流摩擦阻力系数与雷诺数关系结果分析：1、在层流范围内，摩擦阻力系数随雷诺数线性减小，且实验测量值与理论计算值相符；此外：（分析没有作图的表格数据等）1、突然扩大管的局部阻力系数受水流量（雷诺数）的影响不大，0.63，与理论值基本相符。八、思考题1、不锈钢管、镀锌钢管实验测量的只是Re改变后的值，为什么判断受Re和/d共同影响？2、在不同设备（包括相对粗糙度相同而管径不同）、不同温度下测定的-Re数据能否关联在一条曲线上？为什么？3、以水作工作流体所测得的-Re关系能否适用于其它种类的牛顿型流体？为什么？4、以下测出的直管摩擦阻力与设备的放置状态有关吗？它们分别是多少？（管径、管长一样，管内走水，且R1=R2=R3）5、柏努利方程的适用条件是什么？该条件与本实验有什么联系？参考文献：1、杨祖荣主编化工原理实验北京：化学工业出版社，20032、杨祖荣，刘丽英，刘伟化工原理北京：化学工业出版社，20023、陈敏恒，丛德滋，方图南，齐鸣斋编化工原理北京：化学工业出版社，1999九、问题、建议等1、2、- 6 -