第7章 化工原理实验实验一 流体阻力实验在化工生产中，需要将流体从一台设备输送到另一台设备，从一个位置输送到另一个位置，这就牵涉到流体输送、流体计量、流体输送机械的选择等问题。
因此，为了能更符合现代化工生产的实际情形，培育学生的工程观念，福州大学化工原理实验室与北京化工大学化工原理教研室联合研制了“流体流动阻力及离心泵联合实验”装置。
在该实验装置上可单独进行流体流动阻力和离心泵两个单项实验，也可进行流体流动阻力及离心泵联合实验，而且该联合实验装置增加了泵的串联、并联管路，采用运算机在线数据收集和自动控制系统，集实验、研究为一体，因此可为不同层次的学生开出不同的实验。
学生能够按照教学大纲的要求进行实验，也能够按照自己的兴趣进行其它的实验开发、设计和研究等。
一、实验任务化工管路是由直管和各类管阀件组合组成，流体通过管内流动一定存在阻力。
因此，在进行管路的设计和流体机械的选型中，阻力的大小是一个十分重要的参数。
那么如何测定这些阻力？阻力的转变有何规律？它与哪些因素有关？可否利用实验室设备进行孔板流量计的水力特性研究？可否用间接法肯定管壁的粗糙度？这些都是值得研究与探讨的问题。
请从以下实验项目当选择一项进行实验。
一、不可紧缩流体在圆形管中层流与湍流的沿程损失随Re 转变规律的研究。
二、实测Re ~λ曲线与莫迪图比较，探讨其合理性。
3、局部阻力损失机理及减少局部阻力损失若干问题的探讨。
4、湍流流动的特征及其流动进程阻力的研究。
五、间接法肯定管壁的粗糙度的研究。
六、利用最小二乘法肯定突缩管在不同管径比时局部阻力系数经验公式的方式。
7、利用因次分析法进行孔板流量计水力特性的研究。
二、大体原理不可紧缩流体（如水）在圆形直管中作稳固流动时，由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力。
流体在流过突然扩大和弯头等管件时，由于流体运动的速度和方向突然发生转变产生局部阻力。
影响流体阻力的因素有).....(εμρu l d f p =∆，因此在工程研究中，可利用因次分析法简化实验，引入无因次数群：雷诺数 μρdu =Re 相对粗糙度 d ε 管路长径比：d l可导出：2)(Re,2u d d l p ⋅⋅=∆εφρ （1） 流体流动阻力及离心泵联合实验装置如此，可通过实验方式直接测定直管摩擦阻力系数与压头损失之间的关系：22u d l p H f ⋅⋅=∆=λρ [ J/kg ] （2）因此，通过改变流体的流速可测定出不同Re 数下的摩擦阻力系数，即可得出必然相对粗糙度的管子的Re ~λ的关系。
银纳米粒子制备及光谱和电化学性能表征- 1 -流体流动阻力的测定王晓鸽一、实验目的1. 掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的实验方法。
2. 测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re 的关系，验证在一般湍流区λ与Re 的关系曲线。
3. 测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数ξ。
4. 学会流量计和压差计的使用方法。
5. 识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。
二、实验原理流体通过由直管、管件（如三通和弯头等）和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定的机械能。
流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。
流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。
1．直管阻力摩擦系数λ的测定流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：h f =∆p f ρ=p 1−p 2ρ=λl d u 22即，λ=2d∆p fρlu 2式中：λ—直管阻力摩擦系数，无因次； d —直管内径，m ；∆p f —流体流经l 米直管的压力降，Pa ；h f —单位质量流体流经l 米直管的机械能损失，J/kg ；ρ—流体密度，kg/m3；l—直管长度，m；u—流体在管内流动的平均流速，m/s。
层流流时，λ=64 Re湍流时λ是雷诺准数Re和相对粗糙度(ε/d)的函数，须由实验确定。
欲测定λ，需确定l、d，测定∆p f、u、ρ、μ等参数。
l、d为装置参数（装置参数表格中给出），ρ、μ通过测定流体温度，再查有关手册而得，u通过测定流体流量，再由管径计算得到。
∆p f可用U型管、倒置U型管、测压直管等液柱压差计测定，或采用差压变送器和二次仪表显示。
求取Re和λ后，再将Re和λ标绘在双对数坐标图上。
2．局部阻力系数ξ的测定局部阻力损失通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。
本实验采用阻力系数法。
流体通过某一管件或阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数，局部阻力的这种计算方法，称为阻力系数法。
