第一篇：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X2

第二篇：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，畫出在不同閥門開(kāi)度下局部阻力損失與動(dòng)能的關(guān)系曲線，得出曲線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。

第三篇：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)告需用專用的實(shí)驗(yàn)報(bào)告用紙進(jìn)行書寫；

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。

第四篇：物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告-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。

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?！癛ST”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，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)告需用專用的實(shí)驗(yàn)報(bào)告用紙進(jìn)行書寫；

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。

第五篇：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）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)小閥門使發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，也不宜裝在離泵很遠(yuǎn)的出口線上否則，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、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，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，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，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，再關(guān)閉當(dāng)前管道閥門。

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。