中南大学：《化工原理实验》课程教学资源（PPT课件讲稿）流体阻力

体阻

化工原理 实验 流体阻力

实验目的及任參 掌握测定流体流动阻力的一般实验方法 通过实验了解流体流动中能量损失的变化 规律。 2、测定直管摩擦阻力系数λ及突然扩大局部 阻力系数ξ

一、实验目的及任务 1、掌握测定流体流动阻力的一般实验方法， 通过实验了解流体流动中能量损失的变化 规律。 2、测定直管摩擦阻力系数λ及突然扩大局部 阻力系数ξ

3、验证在流区内λ为雷诺数和管子相对粗糙 度的函数。 4、将所得光滑管的入Re方程与 Blasius方 程相比较。 5、观察流体流过突然扩大管时静压的分布 确定测定局部阻力的最佳测压口位置

3、验证在流区内λ为雷诺数和管子相对粗糙 度的函数。 4、将所得光滑管的λ-Re方程与Blasius方 程相比较。 5、 观察流体流过突然扩大管时静压的分布， 确定测定局部阻力的最佳测压口位置

二、基本原理 不可压缩流体(如水),在圆形直管中作稳 定流动时,粘性和涡流的影响产生摩擦阻力 ◆流体在流过突然扩大弯头等管件时,由于 运动的速度和方向突然变化产生局部阻力,影 响阻力的因素较多。 ◆通常采用因次分析法简化实验

二、基本原理 1、 不可压缩流体(如水),在圆形直管中作稳 定流动时,粘性和涡流的影响产生摩擦阻力。 ◆ 流体在流过突然扩大,弯头等管件时,由于 运动的速度和方向突然变化,产生局部阻力,影 响阻力的因素较多。 ◆ 通常采用因次分析法,简化实验

流体流动阻力与流体的性质流体流经处 的几何尺寸以及流动状态有关可表示为 △D=f(dl,1p,H,8) 引入无因次数群 Re

◆ 流体流动阻力与流体的性质,流体流经处 的几何尺寸,以及流动状态有关,可表示为: p = f (d,l,u,,,) 引入无因次数群   = du Re

相对粗糙 cd 管子长径比 从而得到 =o(R,/d) △p_(adp pa

相对粗糙 管子长径比 从而得到  d l d            =    , d d l , du u 2 ( ) 2 2 u Re, d d l =    

令=p(Re,E/) 则可得摩擦阻力系数与压头损失之间的关 系,这种关系可用实验方法直接测定 H 式中:-直管阻力[/Kg 被测管长[m] d一被测管内径[m]

◆则可得摩擦阻力系数与压头损失之间的关 系，这种关系可用实验方法直接测定 2 2 u d p l H f =    = 令  = (Re, d ) m m 式中： —直管阻力 —被测管长 d —被测管内径 J Kg l H f

u平均流速m/s] 入摩擦阻力系数 当流体在圆管中流动时,选两截面,测其 间静压强差,即两截面流动阻力。找出静压 差和λ的关系式,即可求出入。改变流速得出 不同Re数的,即得出一相对粗糙度时-Re的 关系

u—平均流速 —摩擦阻力系数 m s  ◆当流体在圆管中流动时，选两截面，测其 间静压强差，即两截面流动阻力。找出静压 差和 的关系式，即可求出 。改变流速得出 不同Re数的 ，即得出一相对粗糙度时 的 关系。     − Re

在湍流区內/与R数及管子得相对粗糙度 有关,即=fRe,s{d) 对于光滑管,大量实验证明,当Re数在 3×103-10范围内R与λ的关系遵循 Blasius 关系式,即 0.3163 入 Re 0.25 对于粗糙管λ与R的关系均以图来表示

◆在湍流区内 与 数及管子得相对粗糙度 有关，即  Re  = f (Re, d ) 对于光滑管，大量实验证明，当 数在 范围内， 与 的关系遵循Bjasius 关系式，即 Re 3 5 310 −10 Re  0 25 0 3163 . Re .  = 对于粗糙管，与  Re 的关系均以图来表示

2.局部阻力 H 式中:ξ称为局部阻力系数,它与所流过 的管件的几何形状及流体的e数有关,当 Re数大到一定值后则ξ与R数无关,成 为定值

2.局部阻力 2 2 u H f =  J Kg 式中： 称为局部阻力系数，它与所流过 的管件的几何形状及流体的 数有关，当 数大到一定值后则 与 数无关，成 为定值。  Re  ReRe