南京工业大学化工原理试验报告 -1-
试验一 流体流淌阻力测定试验
试验日期：2025.11.8
一、试验目的
测定流体在圆直等径管内流淌时的摩擦系数λ与雷诺数Re的关系，将测得的λ~Re曲线与与由阅历公式描出的曲线比较；
测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数ξ；
二、根本原理
直管沿程阻力
引起流体机械能损失的缘由是静止壁面与粘性流体共同作用产生流体点速度差异。当某流体以肯定的流量Vi流经内径为d的圆直等径管时，管长为l的管段的流体机械能损失主要表达在该管段两端截面处修正压强的差异上。阻力损失可由直管的上、下游截面列机械能守恒方程求得：
p u2
m1 + 1
p
= m2
u2
?h+ 2
?h
〔2-1〕
? 2 ? 2
f1?2
? lu2 8?lV2
其中：
h = ? ＝ i
〔2-2〕
f1?2
du?
Rei? ?
d 2 ?2d5
4?V
??d?i 〔2-3〕
p ?p ?(???)gR (2-4)
m1 m2 i i
???
?2d5(?
i
?)gR
i
?在?一??定试验
f〔V,R,?) 〔2-5〕
i 8l?V2
i
i i
条件下
因此，对给定的试验装置，只要测定一系列流量Vi下的Ri及温度数据，即可计算出相应的雷诺准数Rei和摩擦系数?i。
局部阻力
当流体流经某肯定开启度的闸阀时,由于流道截面变化,使流体的流线发生转变,形成边界层分别及旋涡,产生局部阻力，该局部阻力同样表达在流体流经闸阀前后修正压强差异上。局部阻力的计算方法有当量长度和局部阻力系数法，其公式如下：
南京工业大学化工原理试验报告 -2-
h ??le
u2??u2 〔2-6〕
f d 2 2
p ?p
?h ? m1 m2
?
f
(???)gR
? i ? i
〔2-7〕
??2(?i
?)gR
i
?2d4(?
?i
?
?)gR
i
〔2-8〕
i ?u2
8?V2
i
三、试验装置与流程
来自高位水槽的水从进水阀1首先流经光滑管11上游的均压环，均压环分别与光滑管的倒U形压差计和1151压差传感器15的一端相连，光滑管11下游的均压环也分别与倒U形压差计和1151压差传感器的另一端相连。
当球阀3关闭且球阀2开启时，光滑管的水进入粗糙管12，粗糙管上下游的均压环分别同时与粗糙管的倒U形压差计和1151压差传感器的两端相连。当球阀5关闭时，从粗糙管下来的水流经铂电阻温度传感器18，然后经流量调整阀6及流量计16后，排入地沟。
当球阀2关闭且球阀3翻开时，从光滑管来的水就流入装有闸阀4的不锈钢管13，闸阀两端的均压环分别与一倒U形压差计的两端相连，最终水流经流量计，再排入地沟。
图1—1流体流淌阻力测定试验装置图
1、进水阀2、3、5球阀4、闸阀6、流量调整阀 7、8、9、10、11光滑管 12、粗糙管
13、不锈钢管14、倒U形差压计(3个) 15、1151差压传感器 16、转子流量计17、仪表箱
18、Pt100温度传感器 19、温度计20、均压环21、测压导管
手画图
南京工业大学化工原理试验报告 -3-
四、试验步骤与留意事项
〔1〕排管路中的气泡。
翻开阀1、2、3、6，排解管路中的气泡，直至流量计中的水不含气泡为至，然后关闭阀6。
〔2〕1151压差传感器排气及调零。
排解两个1151压差传感器内气泡时，只要翻开压差传感器下面的考克7、8、9、10，当软管内水无气泡时，排气完毕，此过程可反复屡次，直至无气泡为至。
压差传感器排气完毕后，用螺丝刀调整压差传感器背后Z旋扭，使相应的仪表数字显示在0左右，压差传感器即可进入试验状态。
〔3〕U形压差计内及它们连接收内的气泡的排解。
关闭倒U形压差计上方的放空阀，翻开U形压差计下方的排水考克，再翻开U形压差计下方与软管相连的左右阀，关闭左右阀中间的平衡阀，直到玻璃管中水不消灭气泡，然后关闭U形压差计下方与软管相连的左右阀，翻开上方的放空阀和下方的排水考克，令玻璃管内水位下降到适当高度，再翻开左右阀中间的平衡阀，倒U形压差计两玻璃管内的水位会相平，否则重复上过排汽过程，直至两玻璃管内的水位相平。
测定光滑管直管阻力、粗糙管直管阻力、局部阻力的三个倒U形压差计的排气方法一样，再此不再一一介绍。特别留意的是，试验过程不能碰撞玻璃管，以免断裂。
直管阻力的测定。
翻开阀2，关闭阀3，调整阀6，流量从2m3/h开头，分别记录