静态混合器管道阻力实验测试方案
静态混合器管道阻力实验测试方案
在前期压降实验阶段,主要针对静态混合器立交盘的主要应用场合,即高粘流 体的爬流流动,设计了实验方案。实验选取了麦芽糖浆为介质,麦芽 糖浆是一种良好的牛顿性流体,且其粘度可以通过改变其含水量调节, 调节方法简单,可调粘度范围较宽(最高粘度时糖浆已基本变为固态, 无法流动)。但由于糖浆容易粘壁,U管压差计无法使用,因而采用了 隔膜压力表作为压强的检测装置,由于压降的值与粘度成正比,因而 所测的压强值均较高,这也正好符合了隔膜压力表的量程要求,流量 的测定采用了秒表与量筒配合使用的方法,在一定的时间间隔内测定 出口流出液体的体积与质量。待测管路分别选定了如表2-1所示的N4、 N8、N13三种形式,以期考察在放入不同数目立交盘后,单个立交盘 的摩擦系数与雷诺数的关系是否受到影响。
后期压降实验的目的在于测量宽雷诺数范围下,层流区、过渡区及 湍流区的分界及在相应区域内摩擦系数与雷诺数的关系。实验从高雷 诺数向低雷诺数进行,首先以水为介质,以水银U管压差计,在高流 量下测定了 6000<Re<45000范围内的压差,在雷诺数较小时,由于水 银压差计的测量精度问题,无法继续向更小雷诺数方向进行,于是将 水银更换为密度为1594kg/m3的四氯化碳,重复了前实验中的部分数据,实骑雷诺数为1300<Re<18000。对于Re<1300的情况,由于没有 合适的指示剂,只能从更换实验介质以提高粘度方面着手。实验先后 以柴油(U 25X10'Fas)、柴油与导热油混合物(H Q2X 10-2pjs ) 及导热油(H 26X10-2 P/s)为实验介质,并以水为指示剂,测定了 0.1<Re<1900范围下的压降。表2-2对实验中的情况进行了总结。
表2-2阻力实验方案
Tab.2-2 scheme of friction factor experiment
实验介质 | 介质密度 kg/m3 | 介质粘 度$ | 指示剂 | 指示剂密 度 kg/m3 | 雷诺数范 围 |
水 | 998.8 | 0.00112 | 水银 | 13546 | 6000-45000 |
水 | 998.8 | 0.00112 | 四氯化碳 | 1594 | 1300-18000 |
柴油 | 841 | 0.005 | 水 | 998.8 | 1900-100 |
柴油与导热 | 859.5 | 0.02 | 水 | 998.8 | 11-400 |
油混合物 | |||||
导热油 | 859 | 0.06 | 水 | 998.8 | 0.1-70 |
麦芽糖 | 1399.7 | 30〜300 | — | 0.0001-0.1 |