式中：
； ——离心泵出、进口表压（Pa）；
——离心泵进、出口管内流速（m/s）；
——离心泵进、出口压力表处离基准面的高度（m）；
——离心泵扬程（ ）；
——流体密度（ ）
③轴功率 N：离心泵的轴功率 N(kW)是指泵轴所消耗的电功率，实验采用
功率表测定电机输入功率后，按下式进行计算
式中：N——离心泵轴功率（kW）； ——机械传动效率，近似取为； ——电动机的输入有效功率，由功率表测定。
四川大学
化工原理实验报告
学院 化学工程学院 专业 化学工程与工艺 班号
学号
实验日期 年 月 日
姓名 指导老师
一．实验名称
流体力学综合实验
二．实验目的
测定流体在管道内流动时的直管阻力损失，作出 与 Re 的关系曲线。 观察水在管道内的流动类型。 测定在一定转速下离心泵的特性曲线。 标定孔板流量计，绘制 Co 与 Re 的关系曲线。 熟悉流量、压差、温度等化够不够仪表的使用。
, 轴功
率与流量
，效率与流量
三条曲线形式表示。若将扬程
H、轴功率 N 和效率 对流量 之间的关系分别绘制在同一直角坐标上所得的
三条曲线，即为离心泵的特性曲线，如图二所示。
①流量 ：离心泵输送的流量 由涡轮流量计测定。
②扬程 H：扬程是指离心泵对单位重量的液体所提供的外加能量。以离心
泵入口管中心线的水平面为基准面，离心泵入口真空压力表处为 1-1 截面，出 口压力表处为 2-2 截面，在 1-1 截面和 2-2 截面之间列出伯努利方程式，确定 流体经离心泵所增加的能量（ ）此能量称为扬程 H，其计算式为
查得 24 时水的物性参数：
,
入口压力 ,出口压力
扬程 H：
其中：
;
;
轴功率 N： 效率 ：
八．实验结果与分析（含计算结果列表和作图）
a管 B管 C管
序号
(1)
(2) (3)
(4) (1) (2) (3) (4) (1) (2) (3) (4) (5)
Re 2574 2316 2059 1801
125768 119542 113316 107089
2769 ⑽ 2481 ⑾
1488 1313
⑵
3729 ⑺
2197
⑶
3370 ⑻
1921
c 管管长：
流量 压差
流量 压差
序号
序号
c 管管径：31mm
( ) （Pa）
( ) （Pa）
序号
⑸
3996 ⑾
1874
流量 压差 ⑹
( ) （Pa）
3539 ⑿
1572
⑴
5949 ⑺
3253 ⒀
1276
⑵
5329 ⑻
五．实验步骤
1) 理清实验装置，检查设备和仪表是否完好，先启动总电源，再启动仪表电 源，然后观察仪表工作是否正常。
2) 关闭调节阀 1 和调节阀 2，检查水箱里的水液位是否到指定液位（高于离 心泵出口至少 100mm）。
3) 测定离心泵特性曲线时应设定离心泵频率，再启动离心泵。 4) 调节阀 2（逆时针为开启，顺时针为关闭）开到最大开度，流量最大，稳
88628 (7)
102242 (5)
81405 (8)
95435 (6)
74876
孔板流量计的标定数据处理表
Red 67791 61123
九．实验思考题
（1）答：流体在管道内流动时，由于实际流体有粘性，其在管内流动时会产生 剪应力，即内摩擦力，摩擦力做负功，必然会引起流体能量损耗。流体在直管 内流动时的能量损耗为直管阻力。测定：直管阻力可由伯努利方程求得，由差 压变送器测定一定流量下其流经一段管路所产生的压降 ，通过双金属温度计
14) 调节调节阀 1 改变流量，每次调节稳定 3min 后，记录相应的流量和压 差。
15) 重复操作步骤（14）8-10 次，使流量从最大到 4 ，完成流体在 b 铜管 路内湍流时的直管阻力测定。
16) 开启 c 钢管路切换阀和三通阀后，再开所测管路 1-1 截面和 2-2 截面的测 压阀，检查并关闭其余管路的切换阀和测压阀，排除测压管内的气体。
40
(4) (5)
Hz (6)
(7)
(8)
(9)
) H(m) N(W)
序号 (
(9)
) H(m) N(W)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
0
0
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
(17)
0
0
测定离心泵特性曲线数据处理表
编号
(1) (2) (3)
Red
Red
109605 (4)
三．实验原理
1 求 与 Re 的关系曲线 流体在管道内流动时，由于实际流体有粘性，其在管内流动时存在摩擦阻
力，必然会引起流体能量损耗，此损耗能量分为直管阻力损失和局部阻力损 失。流体在水平直管内作稳态流动（如图 1 所示）时的阻力损失可根据伯努利 方程求得。
以管中心线为基准面，在 1、2 截面间列伯努利方程:
孔板流量计的标定。 24) 实验完毕后，开启调节阀 2，关闭调节阀 1、所有的切换阀和测压阀。 25) 依次关闭离心泵、仪表和总电源。 注意事项 1） 检查水箱液位 2） 调节流量时，观测压差不要超过量程范围。 3） 记录水箱中水的温度，严禁丢东西到水箱。 4） 注意用电安全
六．实验原始数据记录列表
2781 ⒁
1093
⑶
4787 ⑼
2466
⑷
4376 ⑽
2091
测定直管阻力及局部阻力数据记录
备注
序号
流量
真空表
MPa
压力表
MPa
功率 W
(8)
35Hz (1)
(9)
(2)
(10)
(3) r/min (4)
(11) (12)
(5)
(13)
24
(6)
0
(14)
(7)
(15) 0
备注 40Hz 26
序号
129504 123277 117051 110825 104599
λ 序号
Re λ
(5)
1544
(6)
1287
(7)
1029
(8)
772
(5)
100863
(6)
94637
(7)
88411
(8)
82185
(6) (7) (8) (9) (10)
98373 92147 85921 79694
73468
测定流体的温度，确定其密度 和黏度 ，则直管阻力 （2）答：管内是否混入气泡，流体流动是否稳定。排尽管内气泡，改变流速后 等待 2-3min，待流体流动稳定后记录数据。 （3）离心泵的工作点是离心泵特性曲线与管路特性曲线的交点，此时泵给出的
能量（H）与管路输送液体所消耗的能量（Hm）相等。将两特性曲线方程联立求 解，即能确定离心泵的工作点。 （4）不同，根据伯努利方程可知，垂直管高度差将影响阻力损失。 作图如下
定 2-3min 后，记录流量、离心泵进口和出口表压、功率。 5) 逐渐调节调节阀 2，使流量从最大到零，重复操作 8-10 次，每次稳定 2-
3min 后，记录流量、离心泵进出口表压、功率，完成离心泵特性曲线的测 定。 6) 改变离心泵频率，重复操作实验步骤（4）、（5），完成不同频率时离心泵 特性曲线测定。 7) 开启调节阀 1，全开管路的切换阀，关闭调节阀 2，排除管路系统内空 气。 8) 开启所测管路的三通阀后，再开启所测管路 1-1 截面和 2-2 截面的测压 阀，排除测压管内的气体。 9) 测定 a 钢管时，全开切换阀 2 开启转子流量计计流量，观察测压管内的气 体是否排尽，确定排尽后，关闭三通阀，稳定 3min，记录流量和压差。 10) 改变转子流量计流量，流量从小到大，每次调节后稳定 3min，记录相应的 流量和压差。 11) 重复操作实验步骤（10）5-6 次，完成流体在 a 管内层流时的直管阻力测 定。 12) 测定 b 铜管路流体在湍流时的直管阻力，全开切换阀 3，开启 b 铜管路的 三通阀后，再开此管路 1-1 截面和 2-2 截面的测压阀，检查并关闭其余管 路的切换阀和测压阀，排尽测压管内的气体，使测压管内充满流体。 13) 关闭此管路的三通阀，全开调节阀 1 使流量到最大，稳定 3min 后，记录 其流量和压差。
产生的压降，即可算得 。两截面压差由差压传感器测得；流量由涡轮流量计
测得，其值除以管道截面积即可求得流体平均流速 。在已知管径 和平均流速
的情况下，测定流体温度，确定流体的密度 和黏度 ，则可求出雷诺数
，从而关联出流体流过水平直管的摩擦系数 与雷诺数 的关系曲线图。
2 求离心泵的特性曲线
离心泵的特性，可用该泵在一定转速下，扬程与流量
l.d ----------直管长度和管内径，m； P ---------流体流经直管的压降，Pa； -----------流体的密度， ； -----------流体黏度，Pa·s； u -----------流体在管内的流速，m/s；
流体在一段水平等管径管内流动时，测出一定流量下流体流经这段管路所
阀，检查并关闭其余管路的切换阀和测压阀，排除测压管内的气体。 21) 关闭三通阀，通过调节阀 1 调节流量，观察并注意差压变送器的显示读数
不要超过其量程，记录流量和压差，此时流量为最大。 22) 改变流量，每次调节后稳定 3min，记录相应的流量和压差。 23) 重复操作实验步骤（22）8-10 次，流量从大到小，完成局部阻力的测定和
序号
流量