管道阻力实验
管道阻力
一、实验目的与要求,管路摩擦系数λ及管件、阀门的局部阻力系数ζ1. 学习管路阻力损失hf的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识；2. 测定直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系，验证在一般湍流区内λ与Re 的关系曲线。
3. 测定管件、阀门的局部阻力系数ζ。
4. 学会倒U形压差计和涡轮流量计的使用方法。
5. 识辨组成管路的各种管件、阀门，了解其作用。
二、仪器设备实验装置LB201D如图1所示1- 离心泵；2-进口压力变送器；3-铂热电阻（测量水温）；4-出口压力变送器；5-电器仪表控制箱；6-均压环；7-粗糙管；8-光滑管（离心泵实验中充当离心泵管路）；9-局部阻力管；10-管路选择球阀；11-涡轮流量计；12-局部阻力管上的闸阀；13-电动调节阀；14-差压变送器；15-水箱图1 管路阻力实验装置流程示意图三、实验原理1.直管阻力摩擦系数λ与R e的测定流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：2122ff p p p l u h d λρρ∆-=== 即，2222f fdh d p lu lu λρ∆==湍流时，Re du ρμ=其中测定流体温度可查表得到ρ、μ；ΔP 可从实验结果得出；l 、d 为装置参数；u 可通过测定流体流量，结合2900Vu d π=得到。
2. 局部阻力系数ξ的测定阻力系数法：流体通过某一管件或阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数，局部阻力的这种计算方法，称为阻力系数法。
即：hf ’=ρ'f p ∆=22u ξ故 ζ=2'2uP ρ∆ 其中ΔP ’f 由实验结果得出；ρ、μ与u 与计算直管时相同。
四、实验步骤1泵启动：把光滑管的三个开关打开，打开总电源和仪表开关，启动水泵。
2 流量调节：调节左边装置到100%，调节右边装置的流量让流量从1到5m ³/H 范围内变化，每次实验变化0.5m ³/h 。
管道阻力的测定
实验三 管道阻力的测定
三、实验装置
图 管道阻力测定装置 l-离心泵；2-泵进口阀；3-泵出口阀；4-真空表；5-压力表；6-转速 表；7-转速传感器；8-冷却风扇；9-灌水阀；10-法兰；11-弯头； 12-频率表；13-涡轮流量计；14-计量槽；15-水槽
实验三 管道阻力的测定
四、实验步骤
1、实验前的准备 (1)先熟悉实验设备的操作过程和掌握仪表的使用方 法。 (2)设定离心泵的转速。 (3)打开灌水阀向离心泵充水，直到灌满水为止。
实验三 管道阻力的测定
2.局部阻力损失
用局部阻力系数法表示。即流体通过某一管件或者阀 门的阻力损失用流体的局部阻力系数来表示。
u 2 ∆p hf = ξ ⋅ = ρ 2
实验三 管道阻力的测定
2.局部阻力损失
测出经过管件时的压差及流体通过管路的流速即可求 得局部阻力系数。
∆P 2 ⋅ 2 ξ= ρ u
六、注意事项
在实验过程中每调节一个流量之后，应待流量和直管压 降的数据稳定以后方可记录数据。
实验三 管道阻力的测定
七、实验报告要求
（1）将实验数据和数据整理结果列在表格中，并以其中 一组数据为例写出计算过程。 在合适的坐标系上标绘光滑直管和粗糙直管λ—Re关系 曲线。 根据所标绘的λ—Re 曲线，求本实验条件下滞流区的 λ—Re关系式，并与理论公式比较。 （2）如有数据异常，(1)启动泵做实验 (2)离心泵启动后，待泵运转正常后逐渐开大出口 阀直到全开为止，流量在零至最大之间合理取8～10 组数据，然后反过来从最大流量逐步减小到零为止， 同样读取数据。 (3)待数据测量完毕，关闭流量调节阀，切断电源。
实验三 管道阻力的测定
管道阻力实验
指导教师 赖万东
管道流体阻力的测定
管道流体阻力的测定一、实验目的研究管路系统中的流体流动和输送，其中重要的问题之一，是确定流体在流动过程中的能量损耗。
流体流动时的能量损耗（压头损失），主要由于管路系统中存在着各种阻力。
管路中的各种阻力可分为沿程阻力（直管阻力）和局部阻力两大类。
本实验的目的，是以实验方法直接测定摩擦系数λ和局部阻力系数ζ。
二、实验原理当不可压缩流体在圆形导管中流动时，在管路系统中任意两个界面之间列出机械能衡算方程为f 2222211122h u P gZ u P gZ +++=++ρρ J · kg –1 (1)或 f 2222211122H g u g P Z g u g P Z +++=++ρρ m 液柱 (2)式中： Z — 流体的位压头，m 液柱；P — 流体的压强，P a ；u — 流体的平均流速，m · s –1；ρ － 流体的密度，kg · m – 3；h f － 流动系统内因阻力造成的能量损失，J · kg –1；H f － 流动系统内因阻力造成的压头损失，m 液柱。
符号下标1和2分别表示上游和下游截面上的数值。
假若：(1)水作为实验物系，则水可视为不可压缩流体；(2)实验导管是按水平装置的，则Z 1 = Z 2；(3)实验导管的上下游截面上的横截面积相同，则u 1 = u 2。
因此(1)和(2)两式分别可简化为ρ21f p p h -= J · kg –1 (3)g p p H ρ21f -= m 水柱 (4) 由此可见，因阻力造成的能量损失（压头损失），可由管路系统的两界面之间的压力差（压头差）来测定。
流体在圆形直管内流动时，流体因磨擦阻力所造成的能量损失（压头损失），有如下一般关系式：2221f u d l p p h ⋅⋅=-=λρ J · kg –1 (5)或g u d lg p p H 2221f ⋅⋅=-=λρ m 液柱 (6)式中：d － 圆形直管的直径，m ；l － 圆形直管的长度，m ；λ － 摩擦系数，（无因次）。
管道流体阻力的测定‘
管道流体阻力的测定‘管道流体阻力的测定一(实验目的1. 掌握测定流体流动阻力的一般实验方法;2. 测定直管摩擦系数λ及管件的局部阻力系数ξ;3. 验证在一般里湍流区内λ与,e的关系曲线(ξ,d为定值)。
二(实验装置图1 实验装置图"1",、本实验有、1各二套装置，每套装置上设有二根测试用的管路，流体(水)流量用孔板12或文氏管流量计测量，由管路出口处的调节阀,调节其流量。
,、管路上设置三组,型差压计，分别用来测定流量、直管阻力和管件局部阻力相应的静压差，从测压孔引出的高低压管间有平衡阀相连，其连接情况及平衡阀的安装位置见图c。
差压计指示液有水银和四氯化碳。
三(基本原理和方法不可压缩性流体在直管内作稳定流动时，由于粘滞性而产生摩擦阻力，即直管阻力。
流体在流经变径、弯管、阀门等管件时，由于流速及其方向的变化而产生局部阻力。
在湍流状态下，管壁的粗糙度也影响流体阻力，通常流体阻力用流体的压头损失H或压力降?p表示，并可用实验方法直接测定。
f,、直管阻力H及直管摩擦系数λ f直管阻力H及直管摩擦系数λ的关系为 f2lu1,,,,H ,,,kg, (,) f2ddl式中:——直管的测试长度 ,m,;——测试管的内径 ,m,; 1u ——管内流体流速 ,m,s,。
流体以一定的速度u经过内径为d，长度为l的直管所产生的直管阻力H可用,型差压计测得，1f2,u若已测得的差压计读数为R(cmccl)。
根据柏努利方程()及流体静力学原理可得:,0,,z,0f4 2,,,,pcclHO,242 ,,,kg, (,) H,,,R,g，10,0.006R,gfff,,HOHO222式中:g,,.,,, m/s流体的流速可由孔板或文氏管流量计两边引出的差压计读数,(cm,g)，按下式求得: un ,m,s, (3) u,aR其中:装置:=0.4166 n=0.5016 装置:=0.4309 n=0.4896 1"2"aa3"装置:=0.3621 n=0.5058 装置:=0.3638 n=0.5029 4"aadHdRg20.012,ff于是由式(1)，(2)，(3)可得 (4) ,,,22nluluR11,du又已知雷诺数 (5) Re,,3]; 式中:ρ——流体(水)的密度 [kg/mμ——流体(水)的粘度 [Pas]。
流动阻力测定实验报告
一、实验目的1. 理解流动阻力的概念及其在流体力学中的重要性。
2. 掌握流动阻力测定的实验方法与步骤。
3. 通过实验数据，分析流动阻力与流体性质、管道结构等因素之间的关系。
4. 验证理论公式在工程实践中的应用。
二、实验原理流动阻力是指在流体流动过程中，流体与管道壁面之间产生的摩擦力。
流动阻力的大小与流体的性质、管道结构、流速等因素有关。
根据流动状态的不同，流动阻力可分为层流阻力与湍流阻力。
层流阻力：当流体以较低的流速在圆形管道中流动时，流动状态为层流。
此时，流动阻力主要由分子粘性力引起，可用牛顿粘性定律计算。
湍流阻力：当流体以较高的流速在圆形管道中流动时，流动状态为湍流。
此时，流动阻力主要由湍流涡流和粘性力共同作用引起，可用达西-魏斯巴赫公式计算。
三、实验装置与仪器1. 实验装置：圆形管道、阀门、流量计、压力表、计时器等。
2. 仪器：电子天平、秒表、游标卡尺、温度计、粘度计等。
四、实验步骤1. 准备实验装置，确保管道连接牢固，无泄漏。
2. 根据实验要求，调整管道结构参数，如管道直径、长度、阀门开度等。
3. 在管道两端安装压力表，测量流体流动过程中的压力差。
4. 使用流量计测量流体流量，记录数据。
5. 记录实验温度和流体粘度。
6. 改变流体流速，重复步骤3、4、5，记录不同流速下的压力差、流量和温度。
7. 根据实验数据，计算流动阻力、摩擦系数、雷诺数等参数。
五、实验数据与分析1. 根据实验数据，绘制流动阻力与流速的关系曲线，分析流动阻力随流速变化的规律。
2. 根据实验数据，计算摩擦系数、雷诺数等参数，分析流动状态的变化。
3. 将实验结果与理论公式进行对比，验证理论公式的适用性。
六、实验结果与讨论1. 实验结果表明，随着流速的增加，流动阻力逐渐增大，符合理论公式预测。
2. 实验结果表明，在相同流速下，摩擦系数与雷诺数呈正相关关系，符合理论公式预测。
3. 实验结果表明，在相同流速下，管道直径、长度、阀门开度等因素对流动阻力有显著影响。
管道流动阻力的测定实验报告
姓名院 专业 班 年 月 日实验内容 指导教师 一、实验名称：管道流动阻力的测定二、实验目的：1. 学习U 型压差计的使用；2. 学习测量闸阀和90°弯头的局部阻力损失（h f `）的方法，计算局部阻力系数（ξ），学习直管阻力损失（h f ）的测定方法，计算出摩擦系数（λ）和雷诺准数（Re ），在双对数坐标纸上作λ-Re 关系曲线； 3. 学习流量计的标定。
三、实验原理：流体在管道中流动时，由于粘性力与涡流的存在，必然会引起能量的损失，这些损失可分为两类，即直管（沿程）阻力损失（h f ）和管件的局部阻力损失（h f `）。
1、直管阻力损失流体在圆形管流动时的阻力损失可用范宁公式计算： ]/[22kg J ud l h f ⋅=λ（1）式中： λ——摩擦系数l ——直管长[m] d ——管内径[m]u ——管内流速[m/s]，由下式计算：]/)[785.03600/(2s m d V u ⨯= （2） V ——流量[m 3/h]，由孔板流量计测定姓名院 专业 班 年月 日实验内容指导教师直管阻力损失由图2-2-1-1（a ）装置测定，原理如下： 在截面AA ’及BB ’之间列出柏努利方程： f BB BAA Ah p u gZp u gZ+++=++ρρ2222因是同内径的水平管段，故B A B A u u Z Z ==,，上式移项整理得： ]/[kg J p p h BA f ρ-=（3）在图2-2-1-1（a ）所示的U 形压差计内00`截面列能量方程： ρρρ)(R m g p gR gm p A s B ++=++(a)(b)图2-2-1-1 直管阻力测定姓名院 专业 班 年 月 日实验内容 指导教师整理上式得：]/)[(2m N gR p p S B A ρρ-=- （4） 将上式（4）代入式（3）得： ]/[)(kg J gR gR h s f =-=ρρρ（5）式中：g=9.8[N/kg]—重力加速度R ——压差读数[水]，[m]ρs=996[kg/m 3]——水的密度，由水温查表得 ρ——气体密度，本次试验记为0[kg/m 3]若用图2-2-1-1 (b)的∩压差计测压降（本实验室采用），则由式（3）得： ]/`[kg J gR p p h BBA f =-=ρ (6)或 ]`[2O mH R gp p h BA f =-=ρ (7)式中：R`——∩压差计读数[mH 2O]将式（5）或式（4）之值入（1）中，移项整理得摩擦系数计算值。
流动阻力测试实验报告
一、实验目的1. 了解流动阻力的概念及其影响因素；2. 掌握流动阻力测试方法；3. 测定不同条件下流动阻力的大小；4. 分析实验数据，得出实验结论。
二、实验原理流动阻力是指流体在管道中流动时，由于流体与管道壁面之间的摩擦作用而造成的能量损失。
流动阻力的大小与流体的流速、管道直径、管道粗糙度等因素有关。
本实验采用层流和湍流两种流动状态，通过改变流速、管道直径等条件，测定流动阻力的大小。
三、实验仪器与设备1. 流体实验装置：包括水箱、管道、阀门、流量计、压力计等；2. 计时器；3. 数据采集器；4. 计算机及实验软件。
四、实验步骤1. 准备实验装置，确保各部件连接牢固；2. 调整管道直径，使其符合实验要求；3. 在水箱中注入一定量的水，确保水位稳定；4. 开启阀门，调节流速，使流体处于层流或湍流状态；5. 使用计时器记录流体通过管道的时间；6. 利用流量计和压力计测量流体流速和压力；7. 重复以上步骤，改变实验条件，进行多组实验；8. 将实验数据记录在实验表格中。
五、实验数据与处理1. 根据实验数据，计算流体流速和压力；2. 根据流体流速和压力，计算流动阻力；3. 对实验数据进行统计分析，得出实验结论。
六、实验结果与分析1. 在层流状态下，流动阻力与流速的平方成正比，与管道直径的平方成反比；2. 在湍流状态下，流动阻力与流速的平方成正比，与管道直径的平方成反比；3. 实验结果表明，流动阻力与流体粘度、管道粗糙度等因素有关。
七、讨论与心得1. 本实验验证了流动阻力与流速、管道直径等因素的关系；2. 实验过程中，要注意实验装置的稳定性，确保实验数据的准确性；3. 实验结果表明，流动阻力在工程实际中具有重要意义，如管道设计、泵选型等。
八、结论通过本实验，我们掌握了流动阻力的概念、测试方法以及影响因素。
实验结果表明，流动阻力与流速、管道直径等因素密切相关。
在工程实际中，应充分考虑流动阻力对系统性能的影响，以提高系统运行效率。
管流沿程阻力实验报告
管流沿程阻力实验报告管路沿程阻力测定(实验报告)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?与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? 。
4.学会压差计和流量计的使用。
二实验原理流体在管内流动时，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所引起的局部阻力。
1.沿程阻力lu2hfd2?p称为直管摩擦系数，滞留时，??Re；湍流时，?与Re的关系受管壁粗糙度的影响，需由实验测得。
根据伯努利方程可知，流体流过的沿程阻力损失，可直接得出所测得的液柱压差计度数R(m)算出：?p?R??指-?水?g2.局部阻力lle1）当量长度法?hfd??u2?? ?2?u22）阻力系数法hp 2ξ-局部阻力系数，无因次；u-在小截面管中流体的平均流速（m/s）三实验装置与流程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=3/4.1）测量仪表：U型压差计（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II的仪表常数为605.30（次/升），MMD 智能流量仪）。
2）循环水泵。
3）循环水箱。
4）DZ15-40型自动开关。
5）数显温度表2.流程：流体流动阻力损失实验流程图1）水箱6）放空阀11）取压孔2）控制阀7）排液阀12）U形压差计3）放空阀8）数显温度表13）闸阀4）U形压差计9）泵14）取压孔5）平衡阀10)涡轮流量计四实验操作步骤及注意事项1.水箱充水至80％2.仪表调整（涡轮流量计﹑MMD智能流量计仪按说明书调节）3.打开压差计上平衡阀，关闭各放气阀。
4.启动循环水泵（首先检查泵轴是否转动，开全阀13，全关阀2，后启动）。
5.排气：（1）管路排气；（2）测压管排气；（3）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（注意：先排进压管后排出压管，以防压差计中水银冲走），排气完毕。
局部阻力分析实验
管道内的局部阻力实验报告一、实验目的：1.了解各种局部阻力的形成原因及影响状况。
2.掌握能量损失以及损失计算方法二、实验设备：压力测量计，管道，阀门三、实验原理：在实际的管路系统中，不但存在上一节所讲的在等截面直管中的沿程损失，而且也存在有各种各样的其它管件，如弯管、流道突然扩大或缩小、阀门、三通等，当流体流过这些管道的局部区域时，流速大小和方向被迫急剧地发生改变，因而出现流体质点的撞击，产生旋涡、二次流以及流动的分离及再附壁现象。
此时由于粘性的作用，流体质点间发生剧烈的摩擦和动量交换，从而阻碍着流体的运动。
这种在局部障碍物处产生的损失称为局部损失，其阻力称为局部阻力。
因此一般的管路系统中，既有沿程损失，又有局部损失。
四、局部损失的产生的原因及计算：一、产生局部损失的原因对于突然扩张的管道，由于流体从小管道突然进入大管道如图 4.9 （）所示，而且由于流体惯性的作用，流体质点在突然扩张处不可能马上贴附于壁面，而是在拐角的尖点处离开了壁面，出现了一系列的旋涡。
进一步随着流体流动截面面积的不断的扩张，直到 2 截面处流体充满了整个管截面。
在拐角处由于流体微团相互之间的摩擦作用，使得一部分机械能不可逆的转换成热能，在流动过程中，不断地有微团被主流带走，同时也有微团补充到拐角区，这种流体微团的不断补充和带走，必然产生撞击、摩擦和质量交换，从而消耗一部分机械能。
另一方面，进入大管流体的流速必然重新分配，增加了流体的相对运动，并导致流体的进一步的摩擦和撞击。
局部损失就发生在旋涡开始到消失的一段距离上。
图4.9（）给出了弯曲管道的流动。
由于管道弯曲，流线会发生弯曲，流体在受到向心力的作用下，管壁外侧的压力高于内侧的压力。
在管壁的外侧，压强先增加而后减小，同时内侧的压强先减小后增加，这样流体在管内形成螺旋状的交替流动。
综上所述，碰撞和旋涡是产生局部损失的主要原因。
当然在 1-2之间也存在沿程损失，一般来说，局部损失比沿程损失要大得多。
管道沿程阻力实验
管道沿程阻力实验
管道沿程阻力实验是一种用来测试液体流经管道时阻力变化情况的实验。
该实验常用于工程实践中，以确定管道运输中的压力损失和流速分布。
在这个实验中，液体通过一段管道，同时测量管道入口和出口处的压力差，以此计算出沿程阻力，然后分析流速变化情况。
实验中需要注意的是，管道的直径、长度和粗糙度等参数都会影响沿程阻力的大小，因此需要注意管道的几何形状和表面状态。
此外，在实验过程中需要控制流量和测量精度，以确保实验结果具有可靠性和准确性。
通过管道沿程阻力实验，可以得到一系列参数，如Reynolds数、摩擦系数和流速分布等，这些参数对于管道输送和流体力学研究都具有重要意义。
因此，该实验在工程实践中具有广泛应用。
管路阻力实验报告
实验三 管路阻力的测定一、实验目的1.学习管路阻力损失h f ，管子摩擦系数λ及管件、阀门的局部阻力系数ζ的测定方法，并通过实验了解它们的变化，巩固对流体阻力基本理论的认识；2.测定直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系；3.测定管件、阀门的局部阻力系数。
二、基本原理流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会产生流体阻力损失。
流体在流动时的阻力有直管摩擦阻力（沿程阻力）和局部阻力（流体流经管体、阀门、流量计等所造成的压力损失。
1.λ－Re 关系的测定：流体流经直管时的阻力损失可用下式计算：22u d L h f⋅=λ；－直管阻力损失，式中：kg J h f / L －直管长度，m ；d －直管内径，m ； u －流体的流速，m/s ； λ－摩擦系数，无因次。
已知摩擦系数λ是雷诺数与管子的相对粗糙度（△/d ）的函数，即λ＝（Re ,△/d ）。
为了测定λ－Re 关系，可对一段已知其长度、管径及相对粗糙度的直管，在一定流速（也就是Re 一定）下测出阻力损失，然后按下式求出摩擦系数λ：为：对于水平直管，上式变：可根据伯努利方程求出阻力损失＝2)(2222121212uu p p g Z Z h h u L d h f f f-+-+-=⋅ρλρ21p p h f -=J/kg其中，21p p -为截面1与2间的压力差，Pa ；ρ流体的密度，kg/m 3。
用U 形管压差计测出两截面的压力，用温度计测水温，并查出其ρ、μ值，即可算出h f ，并进而算出λ。
由管路上的流量计可知当时的流速，从而可计算出此时的Re 数；得到一个λ－Re 对应关系，改变不同的流速，有不同的Re 及λ，可得某相对粗糙度的管子的一组λ－Re 关系。
以λ为纵坐标，Re 为横坐标，在双对数坐标纸上作出λ－Re 曲线，与教材中相应曲线对比。
2.局部阻力系数ζ的测定流体流经阀门、管件（如弯头、三通、突然扩大或缩小）时所引起的阻力损失可用下式计算：22u h f ζ= J/kg式中ζ即为局部阻力系数。
化工原理流体阻力实验
化工原理流体阻力实验
实验目的:
研究流体在管道中的阻力特性，分析流体在不同流速下的阻力系数。
实验仪器和材料:
1. 一台流量计
2. 一段直径较小的管道
3. 一台水泵
4. 一根长尺
5. 一台计时器
实验原理:
在流体力学中，流体在管道中流动时会受到管壁的摩擦力的阻碍，从而产生一定的阻力。
流体阻力的大小与管道直径、流速、流体粘度和管道长度等因素有关。
实验步骤:
1. 将流量计与水泵通过管道连接。
2. 将直径较小的管道连接到水泵的出口。
3. 打开水泵，调节流量计的阀门，使得流速在不同范围内变化，记录相应的流量和压力差。
4. 根据测量结果，计算出不同流速下的阻力系数。
实验结果和讨论:
根据实验数据，绘制流速与阻力系数的关系曲线。
从曲线上可以看出，流速增加时，阻力系数逐渐增大，但增幅逐渐减小。
这表明流速和阻力系数之间存在非线性关系。
结论:
通过本实验，我们研究了流体在管道中的阻力特性，得出了流速与阻力系数之间的关系。
这对于工程实践中的流体运动和管道设计具有一定的参考价值。
管道沿程阻力测定
实验步骤
1.熟悉实验设备，搞清风洞工作原理；
2.安装皮托管；
3.开启风洞， 测量来流的总压p0与静压p∞的差值(h0-h∞)——mmH2O；
4.转动圆柱体，每间隔10°测量一次圆柱体表面压力p与来流静压p∞的差 值——mmH2O，共计19次（180 ° ）；
3.
5.调整风洞的速度，重复3、4步骤，可以测得不同雷诺数下的另一组压力 Re
本科生教学课程
Nanjing, China
管道沿程阻力测定
实验目的
1.通过实验了解影响沿程阻力的因素。 2.找出沿程阻力系数与雷诺准则的关系
λ=f(Re)。
3.学会将实验得到的数据整理成经验公式的 方法。
实验原理
沿程阻力：流体流经一定管径的直管时，由于 流体内摩擦力而产生的阻力。
实验原理
雷诺通过大量的实验，建立了一个判别流态的 无量纲准则——雷诺准则 ：
实际流体具有粘性，达到某一雷诺数后，在圆柱体后面便 产生涡流，形成尾流区，从而破坏了前后压力分布的对称 ，形成压差阻力。 实际的压力系数可按（3）式由实测得到，其中动压：
（4）
h0—来流总压p0的值，mmH2O； h∞—来流静压p的值，mmH2O；
9.81—由（mmH2O）换成（N/m2）应乘的系数；
实验原理
理想流体平行绕流圆柱体作无环量流动时， 圆柱体表面的速度分布规律是：
（1）
圆柱体表面上任一点的压力p，可由伯努里 方程得出 ：
（2）
实验原理
工程上习惯用无因次的压力系数cp来表示流体作用在 物体上任一点的压力，由（1）式和（2）式可得到绕 圆柱体流动的理论压力系数：
（1） （2）
（3）
实验原理
实验步骤
管道沿程阻力系数测定实验报告
管道沿程阻力系数测定实验报告
实验目的：测量管道沿程阻力系数，了解管道对流体流动产生的阻力。
实验原理：
在流体力学中，沿程阻力系数是用来描述管道内流体流动过程中的阻力大小的一个参数。
在管道内流动的过程中，由于流体与管道壁面之间的粘性，流体流动的阻力会导致流速的减小。
沿程阻力系数可以通过下面的公式来计算：
f = (ΔP × 2L)/(ρ ×
g × A × V^2)
其中，f为沿程阻力系数，ΔP为管道两侧压力差，L为管道长度，ρ为流体密度，g为重力加速度，A为管道横截面积，V 为流速。
实验步骤：
1. 将实验装置搭建起来，包括一段直管道、压力计、高度计和流量计等设备。
2. 在管道的一侧连接流量计，另一侧连接压力计。
3. 打开流速调节阀，调节流量计的流速。
4. 记录流量计的读数，即流速V。
5. 通过高度计测量管道两侧的压力差ΔP。
6. 测量管道的长度L和横截面积A。
7. 根据实验原理中的公式计算沿程阻力系数f。
实验结果与分析：
根据实验步骤中的测量数据，可计算得到沿程阻力系数。
通过多组实验数据的对比可以分析出管道内流体流动的阻力特性。
实验结果应该与理论值相符合，如果存在差异，可以进一步讨论可能的原因，如管道壁面的粗糙度等因素对流动阻力的影响。
结论：
本实验通过测量管道沿程阻力系数，了解了管道对流体流动产生的阻力大小。
实验结果与理论值的差异可以进一步讨论影响因素，为实际工程中的流体输送提供参考依据。
管道流体阻力测定
一、实验目的1.掌握测定流体流动阻力的一般测定方法。
2.测定直管的摩擦阻力系数λ与雷诺数Re 的关系，验证在一般湍流区内λ与Re 的关系。
3.测定流体流经管件，阀门时的局部阻力系数ξ。
4.学会涡轮流量计的使用方法。
5.识辨组成管路的各种管件，阀门，并了解其作用。
二、基本原理流体通过由直管、管件（如三通和弯头等）和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定的机械能。
流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。
流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。
1．直管阻力摩擦系数λ的测定流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：2221u d l p p p h f f λρρ=-=∆=（1）即 （2）式中： λ —直管阻力摩擦系数，无因次；d —直管内径，m ；f p ∆—流体流经l 米直管的压力降，Pa ；f h —单位质量流体流经l 米直管的机械能损失，J/kg ；ρ —流体密度，kg/m 3；l —直管长度，m ；u —流体在管内流动的平均流速，m/s 。
滞流(层流)时，Re64=λ （3） μρdu =Re （4）式中：Re —雷诺准数，无因次；22lu p d f ρλ∆=湍流时λ是雷诺准数Re 和相对粗糙度（ε/d ）的函数，须由实验确定。
由式（2）可知，欲测定λ，需确定l 、d ，测定f p ∆、u 、ρ、μ等参数。
l 、d 为装置参数（装置参数表格中给出）， ρ、μ通过测定流体温度，再查有关手册而得， u 通过测定流体流量，再由管径计算得到。
例如本装置采用涡轮流量计测流量，V ，m 3/h 。
2900dV u π= (5) f p ∆可用U 型管、倒置U 型管、测压直管等液柱压差计测定，或采用差压变送器和二次仪表显示。
根据实验装置结构参数l 、d ，指示液密度0ρ，流体温度t 0(查流体物性ρ、μ)，及实验时测定的流量V 、液柱压差计的读数R ，通过式(5)、(6)或(7)、(4)和式(2)求取Re 和λ，再将Re 和λ标绘在双对数坐标图上。
工业管道阻力实验报告
工业管道阻力实验报告实验目的：通过实验测量不同直径的工业管道中的阻力，并分析阻力与管道直径之间的关系。
实验装置：实验装置主要包括供水系统、各种直径的工业管道、压力传感器、流量计和数据采集器等。
实验原理：工业管道中流体的运动会受到管道内壁的摩擦力的阻碍，这种阻碍称为管道阻力。
管道阻力与流体的速度、流经管道的质量和管道的长度成正比，与管道直径成反比。
根据流体力学的基本方程可以推导出工业管道阻力的计算公式。
实验步骤：1. 连接实验装置：将供水系统与工业管道相连接，压力传感器和流量计分别安装在管道上。
2. 测量管道阻力：通过调整供水系统的压力和流量，使流体在管道内稳定流动，记录压力传感器上的压力值和流量计上的流量值。
分别测量不同直径的工业管道下游压力和流量值。
3. 数据处理：根据测量得到的数据，计算出各个工业管道中的阻力值，绘制出阻力与管道直径之间的关系曲线。
4. 结果分析：通过对实验结果的分析，解释阻力与管道直径之间的关系，并分析可能的误差来源。
实验数据与结果：以直径为x轴，阻力为y轴，绘制出阻力与管道直径之间的关系曲线。
根据实验数据计算出的阻力值和管道直径的关系可得到一个近似的线性函数关系，即随着管道直径的增大，阻力逐渐减小。
这是因为管道直径的增大可以减少流体在管道内的摩擦力，从而降低了阻力。
误差分析：在实验过程中可能存在的误差来源主要有：1. 测量仪器误差：压力传感器和流量计可能存在一定的测量误差，这可能会影响到实验结果的准确性。
2. 实验条件误差：实验过程中，温度、湿度等环境条件的变化都可能对实验结果产生一定的影响。
3. 管道摩擦力模型误差：实际工业管道中的摩擦力模型可能与理论模型存在一定的差异，这也可能导致实验结果与理论推导的结果有所偏差。
改进方法：为减小上述误差，可以采取以下措施：1. 使用更精确的测量仪器：选择具有较高精度的压力传感器和流量计来进行实验测量。
2. 控制实验条件：在实验过程中，尽可能控制环境条件的稳定，避免温度、湿度等因素的变化对实验结果的影响。
管道阻力的测定
弯道阻力的测定一、 实验目的（1） 学习管路阻力损失（f h ）、管路摩擦系数（λ）、管件局部阻力系数（ζ）的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识； （2） 学习对数坐标纸的用法； （3） 了解压力传感器的工作原理。
二、 实验任务（1） 测定流体流经直管时的摩擦系数与雷诺系数的关系；（2） 测定流体流动属滞留状态时，直管摩擦系数与雷诺系数的关系； （3） 测定o 90标准弯头的局部阻力系数。
三、 试验方法及其理论原理 1摩擦系数测定法直管的摩擦系数是雷诺数和管的相对粗糙（d ε）的函数，即)(Re,d εφλ=，因此，相对粗糙度一定，λ与Re 有一定的关系。
根据流体力学的基本理论，摩擦系数与阻力损失之间存在如下的关系：22u d l h fλ= （1）式中：f h ——阻力损失，kg J ；l ——管段长度，m ； d ——管径，m ；u ——平均流速，s m ；λ——摩擦系数。
管路的摩擦系数是根据这一原理关系来测定的。
对已知长度、管径的直管，在一定流速范围内，测定阻力损失，然后按式（1）求出摩擦系数。
根据能量横算方程f h ug z P u g z P +++=+++22222211ρωρ （2） 在一条等直径的水平管上选取两个截面，测定λ～Re 的关系，则这两截面间管段的阻力损失变简化为ρ21P P h f -=（3）两截面就爱你管段的压力差为（21P P -）可用U 形管压差计测量，也可以使用压力变送器进行测量。
压力变送器是一种能感受的压力，并按照一定的规律将压力信号转变成可用的统一的电信号输出的期间或装置。
夜里变送器的输出信号与压力心寒之间有一给定的连续现行函数关系，变送器内部装有专用放大电路，其统一的标准信号通常为4～20mA ，1～5A ，本实验使用差压变送器测取流体通过两截面的压强差，故可计算出f h 。
用无论流量计测定流体通过已知管段的流量，在已知d 的情况下流速可以通过式u d V 24π=计算，由流体的温度可查得流体的密度ρ、粘度μ，因此，对于每一组测得的数据可跟别计算出对应的λ和Re 。
管道阻力系数测定实验
综合、设计类实验实验一 管道阻力系数的测定实验实验一—1 管道突扩、突缩局部阻力系数的测定一、实验目的1、掌握管路中用类推法测沿程阻力损失进而测定局部阻力系数的测定方法，把所测的局部阻力系数ξ扩、ξ缩与理论数值进行比较分析。
2、进一步了解管径突然变化，在突变断面前后测压管水头线的变化规律，加深对局部阻力损失机理的理解。
二、实验装置图1-1 局部阻力系数测定实验装置图1、自循环供水器；2、实验台；3、可控硅无级调速器；4、恒压水箱；5、溢流板；6、稳水孔板；7、突然扩大实验管段；8、测压计；9、回水管；10、接水器；11、突然收缩实验管段；12、实验流量调节阀； 三、实验原理写出沿水流方向的局部阻力前后两断面的能量方程，根据推导条件，扣除沿程水头损失可得：1、突然扩大，采用沿程阻力两段类推法计算，下式中h f1-3由h f3-5按流长比例换算得出：实测值：h j 扩=［(Z 1+p 1/γ)+αv 21[/2g]-［(Z 3+p 3/γ) +αv 23/2g ］+h f1-3］ ξ扩=h j 扩/(αv 21/2g)理论值：ξ′扩=(1-A 1/A 3)22、突然缩小，采用沿程阻力四段类推法计算，下式中B 点为突缩点，h f6-B 由 h f5-6换算得出，h fB-7由h f7-8换算得出。
实测：h j 缩=［(Z 6+p 6/γ)+αv 26/2g-h f6-B ］-［(Z 7+p 7/γ) +αv 72/2g+h fB-7］ξ缩=h j 缩/(αv 72/2g)经验：ξ′缩=0.5(1-A 7/A 6)四、实验步骤1、测记实验有关常数。
2、打开电子调速器开关，使恒压水箱充水，排除实验管道中的滞留气体。
待水箱溢流后，检查泄水阀全关时，各测压管液面是否齐平，若不平，则需排气调平。
3、打开泄水阀至最大开度，待流量稳定后，测记测压管读数，同时用体积法或称重法测记流量。
4、逐渐关小泄水阀开度3～4次(每次测压管高度改变5～10 mm即可)，分别测记测压管读数及流量。
管内沿程阻力系数测定
实验六 管内沿程阻力系数测定(一) 实验目的：通过实验掌握管内沿程阻力的测试方法。
(二) 基本原理：流体沿内径均匀的管道流动时，由于流体的粘性沿程水头损失f h 的大小与管长l 、管径d 、管壁粗糙度Δ、流体的平均流速V 密度ρ和粘度μ有关。
跟据相似原理分析，f h 可由以下关系式表示：g V d L d R f h e f 22•⎪⎭⎫ ⎝⎛∆•= (8—1) 令 ⎪⎭⎫⎝⎛∆•=d R f e λ (8—2) 则 gV d l h f 22•=λ (8—3)沿程阻力系数λ是雷诺数和管壁对粗糙度Δ/的函数，它可以由理论推导及用实验的方法获得实验曲线或经验公式求得。
对于层流流动沿程阻力系数是用分析方法推导出来，并且以为实验所证实，而对于湍流流动, 沿程阻力系数的计算公式，则是人们在实验的基础上提出某些假设，经过分析和根据实验进行修正.而归纳出来的半径验公式，下面简单介绍一些常用公式：1． 层流区： e R <232∆eR 64=λ (8—4) 2.湍流光滑管区:3798.262320⎪⎭⎫⎝⎛∆<<d R e (8—5)3.湍流粗糙管过渡区:85.0372416198.26⎪⎭⎫⎝⎛∆<<⎪⎭⎫ ⎝⎛∆d R d eeR d88.20096.0/=∆+=λ (8—6) 式中/∆ 代表一种正比于圆壁平均凹凸的粗糙长度。
4.湍流粗糙平方阴力区:85.024160⎪⎭⎫⎝⎛∆>d R e 222874.1-⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+=d λ (8—7)在教学实验条件的限制下，只能就一种特定d∆的管道，在不同的e R 下做若干个实验点，把这些实验点联成一条()e R f =λ曲线，这条曲线的某一段可以用一个经验公式来表达。
本实验中流速V 可由流量计测得流量后经计算而得，沿程损失f h 可用差压计测得，水平安装的管道，沿程损失水头损失与管道两端压差关系为:gp p h f ρ21-=(8—8) 用所求得的流速V 和沿程损失f h 及管道直径d ，管道长度L 即可求得管道沿程阻力系数λ，同时也可求出νVdR e =,即可画出λ与e R 的关系曲线。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.管道阻力实验
一、实验目的
研究管路系统中的流体流动和输送，其中重要的问题之一，是确定流体在流动过程中的能量损耗。
流体流动时的能量损耗（压头损失），主要由于管路系统中存在着各种阻力。
管路中的各种阻力可分为沿程阻力（直管阻力）和局部阻力两大类。
本实验的目的，是以实验方法直接测定摩擦系数和局部阻力系数。
二、实验原理
当不可压缩流体体在圆形导管中流动时，在管路系统内任意二个截面之间列出机械能衡算方程为
J•kg （1）
或
m液柱（2）
式中——流体的位压头，m液柱；
——流体的压强，Pa；
——流体的平均流速，m•s ；
——流体密度，kg•m ；
——流动系统内因阻力造成的能量损失，J•kg ；
——单位重量流体因流体阻力所造成的能量损失，即所谓压头损失，m液柱；
符号下标1和2分别表示上游和下游截面上的数值。
假设：（1）水作为试验物系，则水可视为不可压缩液体；
（2）试验导管是按水平装置的，则；
（3）试验导管的上下游截面上的横截面积相同，则。
因此（1）和（2）两式分别可简化为
J•kg （3）；m液柱（4）。
由此可见，因阻力造成的能量损失（压头损失），可由管路系统的两截面之间的压力差（压头差）来测定。
当流体在圆形直管内流动时，流体因摩擦阻力所造成的能量损失（压头损失），有如下一般关系：
J•kg （5）
或
m液柱（6）
式中：——圆形直管的管径，m；
——圆形直管的长度，m；
——摩擦系数，［无因次］。
大量实验研究表明：摩擦系数与流体的密度和粘度，管径、流速和管壁粗糙度有关。
应用因次分析的方法，可以得出摩擦系数与雷诺数和管壁相对粗糙度存在函数关系，即
（7）
通过实验测得和数据，可以在双对数坐标上标绘出实验曲线。
当＜2000时，摩擦系数与管壁粗糙度无关。
当流体在直管中呈湍流时，不仅与雷诺数有关，而且与管壁相对粗糙度有关。
当流体流过管路系统时，因遇各种管件、阀门和测量仪表等而产生局部阻力，所造成的能量损失（压头损失），有如下一般关系式：
（J•kg ）；（m液柱）。
式中：——连接管件等的直管中流体的平均流速，m•s ；
——局部阻力系数［无因次］。
由于造成局部阻力的原因和条件极为复杂，各种局部阻力系数的具体数值，都需要通过实验直接测定。
四、实验方法
实验前准备工作须按如下步骤顺序进行操作：
（1）先将水灌满循环水槽，然后关闭试验导管入口的调节阀，再启动循环水泵。
洋运转正常后，先将试验导管中的旋塞阀全部打开，并关闭转换阀组中的全部旋塞，然后缓慢开启试验导管的入口调节阀。
当水流满整个试验导管，并在高位排气水槽中有溢流水排出时，关闭调节阀，停泵。
（2）检查循环水槽中的水量，一般需要再补充些水，防止水面低于泵吸入口。
（3）逐一检查并排除试验导管和联接管线中可能存在的空气泡。
排除空气泡的方法是，先将转换阀组中被栓一组测压口旋塞打开，然后打开倒置U形水柱压差计顶部的放空阀，直至排尽空气泡再关闭放空阀，必要时可在流体流动状态下，按上述方法排除空气泡。
（4）调节倒置U形压差计的水柱高度。
先将转换阀组上的旋塞全部关闭，然后打开压差计顶部放空阀，再缓慢开启转换阀组中的放空阀，这时压差计中液面徐徐下降。
当压差计中的水柱高度居于标尺中间部位时，关闭转换阀组中的放空阀。
为了便于观察，在临实验前，可由压差计顶部的放空处，滴入几滴红墨水，将压差计水柱染红。
（5）在高位排水槽中悬挂一支温度计，用以测量水的温度。
（6）实验前需对孔板流量计进行标定，作出流量标定曲线。
实验测定时，按如下步骤进行操作：
（1）先检查试验导管中旋塞是否置于全开位置，其余测压旋塞和试验系统入口调节阀是否全部关闭。
检查毕启动循环水泵。
（2）待泵运转正常后，根据需要缓慢开启调节阀调节流量，流量大小由孔板流量计的压差计显示。
（3）待流量稳定后，将转换阀组中，与需要测定管路相连的一组旋塞置于全开位置。
这时测压口与倒置U形水柱压差计接通，即可记录由压差计显示出压强降。
（4）当需改换测试部位时，只需将转换阀组由一组旋塞切换为喂组旋塞。
例如，将G1和D1一组旋塞关闭，打开另一组G2和D2旋塞。
这时，压差计与G1和D1测压口断开，而与G2和D2测压口接通，压差计显示读数即为第二支测试管的压强降。
以此类推。
（5）改变流量，重复上述操作，测得各试验导管中不同流速下的压强降。
（6）当测定旋塞在同一流量不同开度的流体阻力时，由于旋塞开度变小，流量必然会随之下降，为了保持流量不变，需将入口调节阀作相应调节。
（7）每测定一组流量与压强降数据，同时记录水的温度。
实验注意事项：
（1）实验前务必将系统内存留的气泡排除干净，否则实验不能达到预期效果。
（2）若实验装置旋转不用时，尤其是冬季，应将管路系统和水槽内水排放干净。