流体流动阻力的测定汇总(2)

2019-04-14 09:49

充分利用面板量程测取10组数据,然后再由小到大测取几组数据,以检查数据的重复性。测定突然扩大管,球阀和截止阀的局部阻力时,各测取3组数据。层流管的流量由量筒和秒表测取。

(4)测完一根管的数据后,应将流量调节阀关闭,观察压差计的两液面是否水平,水平时才能更换另一条管路,否则全部数据无效。同时要了解各阀门的特点,学会使用阀门,注意各阀门的切换,同时要关严,防止内漏。

七, 数据处理

数据的记录及处理:

(1)光滑管测量数据记录及处理:

光滑管 D=21.5mm l=1.5m ρ=995.35㎏/m^3 q(m3vh) Δp (kPa) 0.3989 0.5352 0.7027 1.0988 1.5710 2.1882 2.9558 4.1589 5.4688 6.8485 T (℃) 30.0 30.3 30.4 30.7 30.9 31.0 31.3 31.7 31.5 32.0 μ (cP) 0.8007 0.7957 0.794 0.789 0.7857 0.784 0.7589 0.7727 0.776 0.7679 U (ms) λ Re λ(Blasius) 0.0280 0.0267 0.0256 0.0241 0.0229 0.0218 0.0207 0.0198 0.0191 0.0185 0.80 0.95 1.13 1.43 1.75 2.13 2.53 3.05 3.55 4.03 0.61 0.73 0.87 1.09 1.34 1.63 1.94 2.33 2.72 3.09 0.0306 0.0291 0.0270 0.0264 0.0252 0.0237 0.0227 0.0220 0.0213 0.0207 16368 19559 23314 29691 36488 44507 54614 64663 74943 85974 数据处理实例:以第六组数据为例。 因为温度变化后引起的密度变化相对较小,故取密度为近似定值ρ=995.35㎏/m^3 所测数据: 管路流量

qv=2.53

mh3;

压差计测得两截面压力差Δp=2.9558kPa;

温度T=31.3℃。 根据公式:u=

4qπdv2 算得u=1.94m/s

根据公式:λ=

2d?p?lu2 算得λ=0.0227 此为实验数据

根据温度,查表,利用内插法算得粘度μ=0.759mPa·s 根据公式:Re=

du? 算得Re=54613 u根据Blasius公式:λ=0.3163/

Re0.25 算得λ=0.0207 此为理论数据

(2)粗糙管实验数据记录及处理表

粗糙管 D=21.5mm l=1.50m ρ=996.7㎏/m^3 q(m3v Δp (kPa) 0.3638 0.4588 0.5890 0.7188 0.9588 1.9419 3.2388 5.0909 7.5423 10.5080 T (℃) 27.3 26.9 26.8 26.6 26.5 26.3 26.2 25.9 25.8 25.4 μ (cP) 0.8490 0.8564 0.8583 0.8622 0.8641 0.8679 0.8699 0.8757 0.8778 0.8857 u (mh) s) λ Re 0.60 0.70 0.81 0.92 1.11 1.63 2.17 2.74 3.34 4.02 0.46 0.54 0.62 0.70 0.85 1.25 1.66 2.10 2.56 3.08 0.0496 0.0460 0.0441 0.0417 0.0382 0.0359 0.0338 0.0333 0.0332 0.0319 11593 13408 15481 17504 21072 30809 40921 51327 62417 74455 数据处理实例:以第6组数据为例。 因为温度变化后引起的密度变化相对较小,故取密度为近似定值ρ=996.7㎏/m^3 所测数据: 管路流量

qv=1.63

mh3;

压差计测得两截面压力差Δp=1.9419kPa;

温度T=26.3℃。 根据公式:u=

4qπdv2 算得u=1.25m/s

根据公式:λ=

2d?p?lu2 算得λ=0.0359

根据温度,查表,利用内插法算得粘度μ=0.868mPa·s 根据公式:Re=

du? 算得Re=30808 u根据光滑管和粗糙管实验所得数据,绘制如下所示图形①: 湍流时 粗糙管和光滑管摩擦系数λ与雷诺数Re关系图

0.050.0450.040.0350.03 光滑管实验数据 光滑管Blasius数据 粗糙管实验数据 光滑管Blasius曲线 光滑管实验曲线 粗糙管实验曲线λ0.0250.02100002000030000400005000060000700008000090000Re

(3)突然扩大管数据记录及处理表

突然扩大管 d1=16mm d2=42mm ρ=996.5kg/m^3 q(m3v h) u1 u2 Δp T ζ (m) (m) (kpa) (℃) 平均ζ ss1.00 2.45 4.06 0.1276 1.0930 3.2078 27.40 27.10 27.00 1.38 3.39 5.61 0.20 0.49 0.81 0.845 0.788 0.775 0.802 数据处理实例:以第二组数据为例 因为温度变化后引起的密度变化相对较小,故取密度为近似定值ρ=996.5kg/m^3 所测数据: 管路流量

qv=2.45

mh3;

压差计测得两截面压力差Δp=1.093kPa; 温度T=27.1℃。 根据公式:u=

4qπdv2 算得细管流速u1=3.39m/s

粗管流速u2=0.49m/s

根据公式ζ=

u21?u2?22?p?u21 算得局部阻力系数ζ=0.785

最后根据三组数据区平均值,即为突然扩大管局部阻力系数值,

(4)层流管实验数据记录及处理表

层流管 d=2.9mm l=1.00m ρ=994.3㎏/m^3 qV (ml) 20 36 49 61 72 88 T (s) 60 30 30 30 30 30 Δp (kPa) 0.1135 0.5085 0.7421 0.9812 1.2964 1.5678 T (℃) 32.9 33.4 33.7 34.2 34.9 36.0 μ (cP) (m3v U ) (mhs) λ Re 0.7540 0.7462 0.7417 0.7342 0.7240 0.7085 0.333 1.200 1.633 2.033 2.400 2.933 0.050 0.182 0.247 0.308 0.364 0.444 0.2597 193 0.0898 702 0.0707 962 0.0603 1210 0.0572 1448 0.0463 1808 数据处理实例:以第三组数据为例。 因为温度变化后引起的密度变化相对较小,故取密度为近似定值ρ=994.3㎏/m^3 所测数据: 体积V=49 ml; 时间t=30s;

压差计测得两截面压力差Δp=0.7421kPa; 温度T=33.7℃。 根据公式:

qv?V 算得q=1.63m^3/s

vtv2根据公式:u=

4qπd 算得u=0.25m/s

根据公式:λ=

2d?p?lu2 算得λ=0.0707

根据温度,查表,利用内插法算得粘度μ=0.742mPa·s 根据公式:Re=

du? 算得Re=961 u

绘制所得图形②:

层流时摩擦阻力系数λ和雷诺数Re关系图


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