食品工程原理实验报告:管路沿程阻力测定24
苏 大 学
实 验 报 告
系别 班级 做实验日期 年 月 日 姓名 学号 3100907024 交报告日期 月 日 完成报告所需时间 教师评定 ：
实验一 管路沿程阻力测定
一、实验目的
1、掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。
2、测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与雷诺数Re的关系。 3、测定流体流过管件时的局部阻力，并求出阻力系数ξ。 4、学会压差计和流量计的使用方法。
二、实验原理
流体在管内流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起压强损耗。这种机械能的消
耗包括流体流经直管的沿程阻力和因流体运动方向改变或因管子大小、形状的改变所引起的局部阻力。
1．沿程阻力
流体在水平均匀管道中稳定流动时，阻力损失表现为压力降低。即：
hf =
Pf
=
lu
2
d2
=
p1p2
， λ=
2d
l
Pfu
2
， Re =
du
,
△P=R（水银-水）g
湍流流动时，影响阻力损失的因素十分复杂，目前尚不能完全用理论的方法求解，必需通过实验研究其规律。为减少实验工作量，扩大实验结果的应用范围，可以采用因次分析法将各个变量综合成准数关系式。
影响阻力损失的因素有：
1） 流体性质：密度，粘度；
2） 管路的几何尺寸：管径d，管长l，管壁粗糙度；
3） 流动条件：流速u
变量关系可以表示为：△P=f(d,l,μ,ρ, u,ε) 式中：d管径 m ；l管长 m；
u流速 m / s；流体的密度 kg / m；
s / m；Pf直管阻力引起的压强降 Pa。 流体的粘度 N·2．局部阻力
局部阻力通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。 ⑴ 当量长度法 ⑵ 阻力系数法
2
3
三、实验装置流程
1．本实验装置及设备主要参数：
被测元件：镀锌水管，管长2.0m，管径（公称直径）0.021m；闸阀D=3/4 "。
⑴测量仪表：U压差计（水银指示液）；LW-15型涡轮流量计（精度0.5级，量程0.4~4.0m / h，仪器编号Ⅰ的仪表常数为599.41（次/升），仪器编号为Ⅱ的仪表常数为655.30（次/升），MMD智能流量仪）。
⑵循环水泵。
⑶循环水箱。
⑷DZ15-40型自动开关。 ⑸数显温度表。 2. 流程：
3
1..水箱 2.控制阀 3. 放空阀 4. U形压差计 5.平衡阀 6.放空阀 7.排液阀 8.数显温度表 9.泵 10.涡轮流量计 11.取压计 12 U
形压差计 13. 闸阀 14.取压孔
四、实验步骤及注意事项
1.打开平衡阀，关闭放气阀。
2.启动循环水泵。
3.然后是排气：先把管路和测压管排气 再关闭平衡阀，缓慢旋动压差计上放气阀排除压差计中
的气泡，同时要特别注意：先排进压管后排出压管，以防压差计中水银冲走。 6.读取压差计读数。
7.开启调节阀至最大，确定流量范围，确定实验点（8~10个），测定直管部分阻力和局部阻力（闸
阀全开时）。
8.测定读数：改变管道中的流量读出一系列流量Vs、压差△p1 （或△p2）。 9.打开压差计上的平衡阀，实验结束。
五、实验数据
2.0m ，被测管径： 0.021m
被测管件： ，仪表常数：605.30水温：14.6°C 。
六、数据处理
计算过程（以序号一为例）： u=
4Vs
dddup
=(4*0.01055675)/(3.14*0.02*0.02)=3.0495 =0.4*3.0495*999.3/0.0012028=53205.53
Re=
ΔP1 = R1 （ρ指-ρ水）g=32.37*(13600-1000)*9.81=39972.60 ΔP2= R2 (ρ指-ρ水）g=10.2*(13600-1000)*9.81=12595.63
2dP1
luu2P2
2*0.021*39972.60/(999.33*2.0*3.234*3.234)=0.0903
u*u
2*12595.63/(999.33*3.234*3.234)=2.711
七、结果分析与讨论
1.用双对数坐标纸关联一定ε/d下，λ和Re的关系，并用实验结果估算一工程问题的阻力损失。
答：
一定εh
f
2. 答：因为3. 引起U
4.在进行测试系统的排气工作时，是否要关闭系统的出口阀？为什么？
答：要关闭,若打开出口阀，气泡就不会往上跑，液体不会流动，就无法完全排气。 5.U形压差计上装设平衡阀有何作用？什么时候开着？什么时候关闭？ 答：作用：平衡U形压差计中两边的气压；排气时开着，测压时关闭。 6.为什么本实验数据需在双对数坐标纸上进行标绘？
答：因为变量λ和Re的数量级差很大，采用双对数坐标更好反映λ和Re两者之间的的关系。