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1.熟悉测定流体流经直管和管件时的阻力损失的实验组织方法及测定摩擦系数的工程意义；
2.学会用因次分析方法解决工程实际问题；
3.学会压差计、流量计和变频器的使用方法，以及识别管路中各个管件、阀门的作用。
由于流体黏性的存在，流体在流动的过程中会发生流体间的摩擦，从而导致阻力损失。层流时阻力损失的计算式是由理论推导得到的；湍流时由于情况复杂得多，未能得出理论式，但可以通过实验研究，获得经验的计算式。其研究的基本步骤如下：
1.寻找影响过程的主要因素
对所研究的过程做初步的实验和经验的归纳，尽可能地列出影响过程的主要因素。湍流时直管阻力损失 h f 与诸多影响因素的关系式应为：
2.因次分析法规划实验
当一个过程受多个变量影响时，通常用网络法通过实验以寻找自变量与因变量的关系，以（2-1）式为例，若每个自变量的数值变化10次，测取 h f 的值而其他自变量保持不变，6个自变量，实验次数将达10 6 。为了减少实验工作量，需要在实验前进行规划，以尽可能减少实验次数。因次分析法是通过将变量组合成无因次数群，从而减少实验自变量的个数，大幅度地减少实验次数，其可以由 π 定理加以证明：
在物理方程因次一致性的条件下，任何一个方程都可化为无因次方程，无因次方程的变量总数=原方程变量总数-基本因次数，（2-1）式共有7个变量总数，在流体力学范畴，基本因次共有3个，它们是［ L ］、［ M ］、［ T ］， π 定理告诉我们：
无因次数群的个数 π =7-3=4
则：
因次分析法可以将对（2-1）式的研究转变成对以下（2-2）式的4个无因次数之间关系的研究。
即：
其中，若实验设备已定，那么以上（2-2）式可写为：
若实验设备是水平直管，以上（2-3）式可写为：
由（2-5）式可知，为了要测定（2-6）式的曲线关系，若装置已经确立，物系也已确定，那么 λ 只随 R e 而变，实验操作变量仅是流量，改变流量的手段是阀门的开度，由阀门开度的变化达到改变流速 u 的目的。
实验组织方法：
u ——在管路中需要安装一个流量计；
ρ ——在实验装置中需要安装测流体的温度计；
Δ P ——引出两个测压点，并接上一个压差计；
所以，除了以上仪表外，再配上水槽、泵、变频器、引压系统、管件等组建成以下循环管路，见如下实验装置流程图。
图2-2 流体流动阻力实验流程图
1.关闭控制阀，打开两个光滑管引压阀，关闭其他引压阀，启动泵。
2.系统排气
（1）总管排气：先将控制阀开足然后再关闭，重复三次，目的是为了使总管中的大部分气体被排走，然后打开总管排气阀，开足后再关闭，重复三遍。
（2）引压管排气：每次测直管阻力或测局部阻力时，打开相应的引压管放气阀，开、关重复三次。
（3）压差计排气：依次分别打开放气阀，开、关重复三次。
3.检验排气是否彻底
将控制阀开至最大，再关至为零，看压差变送器记读数，若前后读数相等，则判断系统排气彻底；若前后读数不等，则重复上述2步骤。
4.由于系统的流量计量采用涡轮流量计，其小流量受到结构的限制。因此，从大流量做起，实验数据比较准确。
5.实验布点
由于 R e 在充分湍流区时， λ ～ R e 的关系曲线处在双对数坐标纸的密集区，所以在大流量时少布点；而 R e 在比较小时， λ ～ R e 的关系是曲线，所以小流量时多布点。先将控制阀开至最大，读取流量显示仪读数 F 大 ，然后关至压差显示值约0.3kPa，再读取流量显示仪读数 F 小 ，在 F 小 和 F 大 两个读数之间布15个点，变频为16个点。
6.关闭总管控制阀，切换引压阀，测定相应局部阻力。
7.实验结束后，关闭泵，打开压差计平衡阀，上机数据处理。
装置号：040963 光滑直管长：2m 管径：20.5mm 粗糙直观长：2m 管径：20.5mm 局部阻力管径：32.0mm 水温：20.0℃
表2-5 数据记录与处理
流体流动阻力测定计算：
以040963第3组数据为例
1.实验数据处在10 4 ＜ R e ＜2×10 5 范围，摩擦系数 λ 随雷诺数 R e 的增大而减小。由于管路的相对粗糙度 ε / d 较小，随着 R e 的增大，越来越多的粗糙凸出物相继对 λ 发挥作用，表现为缓缓下降；当 R e ＞1.5×10 5 时，粗糙管 λ 是一常数，这是因为层流内层薄得足以使表面突出物完全暴露，对流体形成的阻力达到最大极限，管流进入了阻力平方区，此时 ε / d =0.0011， λ 粗 =0.021。
2.由于管路新的原因，曲线比较靠近光滑管曲线。
3.局部阻力系数 ζ 的大小受 R e 的大小影响较小，几乎是一常数，异径直角弯头为8.23，全开闸阀为0.94，半开球阀为5.38，直角弯头为0.71，与理论值相比数据吻合。
4.四种局部阻力大小依次为异径弯头＞半开球阀＞全开闸阀＞直角弯头。
5.变频调节流量和阀门调节流量实验结果较接近，但变频时的小流量压差计读数有误差。
1.掌握测定物料干燥速率曲线的工程意义。
2.熟悉实验干燥设备的流程、工作及实验组织方法。
3.了解影响干燥速率曲线的因素。
干燥原理是利用加热的方法使水分或其他溶剂从湿物料中汽化，除去固体物料中湿分的操作。干燥的目的是使物料便于运输、贮藏、保质和加工利用。本实验的干燥过程属于对流干燥，其原理见图2-3。
图2-3 热空气与物料间的传热与传质
传热过程，热气流将热能传至物料，再由表面传至物料的内部。传质过程中，水分从物料内部以液态或气态扩散透过物料层而达到表面，再通过物料表面的气膜扩散到热气流的主体。由此可见，干燥操作具有热质同时传递的特征。为了使水气离开物料表面，热气流中的水气分压应小于物料表面的水气分压。
1.干燥速率曲线测定的意义
对于设计型问题而言，已知生产条件要求每小时必须除去若干千克水，若先已知干燥速率，即可确定干燥面积，大致估计设备的大小；对操作型问题而言，已知干燥面积，湿物料在干燥器内停留时间一定，若先已知干燥速率，即可确定除掉了多少千克水；对于节能问题而言，干燥时间越长，不一定物料越干燥，物料存在着平衡含水率，能量的合理利用是降低成本的关键，以上三方面均须先已知干燥速率。因此学会测定干燥速率曲线的方法具有重要意义。
2.干燥曲线和干燥速率曲线的关系
含水率 C ：单位干物料 G c 中所带的水分量 W
含水率随时间的变化做图，见图2-4：
图2-4 干燥曲线图
干燥速率NA的定义有两种表示：
单位时间单位面积汽化的水量
单位干物料在单位时间内所汽化的水量
图2-5 干燥速率曲线图
（2-8）式定义中，由于干燥面积的定量难以实验测定，故本实验以（2-9）式定义作为实验依据。
对（2-7）式求导得：d W =- G c d C （2-10）
也就是说，在干燥曲线图中含水率随时间变化曲线上的任何一点切线的斜率值即为干燥速率值，将这些斜率的变化值对应于含水率作图即为干燥速率曲线图，见图2-5。每隔一段时间读取湿物料的重量，然后将湿物料重减去干物料的重，从而就测得了 C 与 τ 的关系。
图2-6 洞道干燥实验流程图
1.打开风机电源、空气加热电源，调节空气流量。在实验操作前将百洁布从干燥缸取出，称重得 G c （g），待进口温度达到84℃，将喷湿的百洁布，轻轻放在重量传感器上面。
2.仔细观察进口温度与床层温度的变化，待床层温度升至44℃，即开始读取第一组数据，此时的时间设定为0。
3.每隔3min读取一组数据，当床层温度突变时，降速阶段开始，此后每隔5min读取一组数据，当重量传感器度数不变时，实验结束。
表2-6 原始数据表
以第5组数据作计算示例。
由干燥曲线和干燥速率曲线之间的关系可知，干燥速率值即为干燥曲线上任何一点的切线值，采用镜面法作法线，然后作法线的垂线，再求出垂线的斜率值。
由A（3，0.464）；B（12，0.350）得：
由第11组和第12组数据的C（30，0.1454）；B（33，0.1648）得：
1.床层温度 θ ＜50℃时，物料处于预热阶段。
2.床层温度 θ ≈55℃±2℃时，物料处于恒速干燥阶段：
（1） C ～ τ 呈线性关系。
（2）床层温度即物料表面温度变化很小。
3.床层温度 θ ＞57℃时，物料处于降速阶段：
（1）物料温度随干燥时间的增加而迅速上升。
（2）物料温度上升，含水率下降不明显。
4.临界含水率 C e =0.02kg 水 /kg 干 。从该套实验结果可以看出，进口温度较高，临界含水率较低。
5.干燥曲线或干燥速率曲线是在恒定的热空气进口条件（指一定的流速、温度、湿度）下测得的，对指定的物料而言，若热空气进口温度、流速不同，干燥速率曲线的位置也不同。
6.只要满足干燥的物系相同、设备类型相似、热空气进口条件一样，本实验测得的干燥速率曲线就可以放大到工业装置之中。