流体流动阻力测定实验
流体流动阻力的测定实验报告
流体流动阻力的测定实验报告一、实验目的1、掌握测定流体流经直管和管件时阻力损失的实验方法。
2、了解摩擦系数λ与雷诺数 Re 之间的关系。
3、学习压强差的测量方法，掌握 U 形管压差计和倒 U 形管压差计的使用。
4、熟悉实验装置的结构和操作流程。
二、实验原理流体在管内流动时，由于内摩擦力的存在会产生阻力损失。
阻力损失包括沿程阻力损失和局部阻力损失。
沿程阻力损失是由于流体在直管中流动时，流体层之间的内摩擦力以及流体与管壁之间的摩擦力所引起的能量损失。
其计算公式为：＄h_f ＝＼lambda ＼frac{l}｛d} ＼frac{u^2}｛2}＄，其中$h_f$为沿程阻力损失，＄＼lambda$为摩擦系数，＄l$为直管长度，＄d$为管道内径，＄u$为流体流速。
摩擦系数$＼lambda$与雷诺数 Re 有关，雷诺数$Re ＝＼frac{du\rho}｛＼mu}＄，其中$＼rho$为流体密度，＄＼mu$为流体粘度。
在层流区，＄＼lambda ＝＼frac{64}｛Re}＄；在湍流区，＄＼lambda$与 Re 及相对粗糙度$＼frac{＼varepsilon}｛d}＄有关，可通过实验测定。
局部阻力损失是由于流体流经管件（如弯头、三通、阀门等）时，由于流道的突然改变而引起的能量损失。
其计算公式为：＄h_j ＝＼xi ＼frac{u^2}｛2}＄，其中$h_j$为局部阻力损失，＄＼xi$为局部阻力系数。
三、实验装置本实验装置主要由水箱、离心泵、不同管径的直管、各种管件（弯头、阀门等）、U 形管压差计、倒 U 形管压差计、温度计、流量计等组成。
水箱用于储存实验流体，离心泵提供流体流动的动力。
直管和管件用于产生沿程阻力和局部阻力。
U 形管压差计和倒 U 形管压差计用于测量流体流经直管和管件前后的压强差。
温度计用于测量流体温度，流量计用于测量流体流量。
四、实验步骤1、熟悉实验装置，了解各设备的名称、用途和操作方法。
2、检查装置各连接处是否密封良好，确保无泄漏。
流体流动阻力的测定实验报告
流体流动阻力的测定实验报告一、实验目的1、掌握流体流经直管和管件时阻力损失的测定方法。
2、了解摩擦系数λ与雷诺数 Re 之间的关系。
3、学习压强差的测量方法和数据处理方法。
二、实验原理流体在管内流动时，由于黏性的存在，必然会产生阻力损失。
阻力损失包括直管阻力损失和局部阻力损失。
1、直管阻力损失根据柏努利方程，直管阻力损失可表示为：＼（h_f ＝＼frac{＼Delta p}｛ρg}＼）其中，＼（h_f\）为直管阻力损失，＼（＼Delta p\）为直管两端的压强差，＼（ρ\）为流体密度，＼（g\）为重力加速度。
摩擦系数\（λ\）与雷诺数\（Re\）及相对粗糙度\（＼frac{＼epsilon}｛d}＼）有关，其关系可通过实验测定。
当流体在光滑管内流动时，＼（Re ＜ 2000\）时，流动为层流，＼（λ ＝＼frac{64}｛Re}＼）；＼（Re ＞ 4000\）时，流动为湍流，＼（λ\）与\（Re\）和\（＼frac{＼epsilon}｛d}＼）的关系可由经验公式计算。
2、局部阻力损失局部阻力损失通常用局部阻力系数\（＼zeta\）来表示，其计算式为：＼（h_f' ＝＼frac{＼zeta u^2}｛2g}＼）其中，＼（h_f'＼）为局部阻力损失，＼（u\）为流体在管内的流速。
三、实验装置1、实验设备本实验使用的主要设备包括：离心泵、水箱、不同管径的直管、各种管件（如弯头、三通、阀门等）、压差计、流量计等。
2、实验流程水箱中的水经离心泵加压后进入实验管路，依次流经直管和各种管件，最后流回水箱。
通过压差计测量直管和管件两端的压强差，用流量计测量流体的流量。
四、实验步骤1、熟悉实验装置，了解各仪器仪表的使用方法。
2、检查实验装置的密封性，确保无泄漏。
3、打开离心泵，调节流量至一定值，稳定后记录压差计和流量计的读数。
4、逐步改变流量，重复上述步骤，测量多组数据。
5、实验结束后，关闭离心泵，整理实验仪器。
实验一 流体流动阻力的测定
实验一 流体流动阻力的测定一、实验目的1、了解流体在管道内摩擦阻力的测定方法；2、确定摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系。
二、基本原理由于流体具有粘性，在管内流动时必须克服内摩擦力。
当流体呈湍流流动时，质点间不断相互碰撞，引起质点间动量交换，从而产生了湍动阻力，消耗了流体能量。
流体的粘性和流体的涡流产生了流体流动的阻力。
在被侧直管段的两取压口之间列出柏努力方程式，可得：ΔP f =ΔPL —两侧压点间直管长度(m)d —直管内径(m)λ—摩擦阻力系数u —流体流速（m/s ）ΔP f —直管阻力引起的压降（N/m 2）µ—流体粘度（Pa.s ）ρ—流体密度（kg/m 3）本实验在管壁粗糙度、管长、管径、一定的条件下用水做实验，改变水流量，测得一系列流量下的ΔP f 值，将已知尺寸和所测数据代入各式，分别求出λ和Re ，在双对数坐标纸上绘出λ～Re 曲线 。
三、实验装置与仪器1、实验装置水泵将储水糟中的水抽出，送入实验系统，首先经玻璃转子流量计测量流量，然后送入被测直管段测量流体流动的阻力，经回流管流回储水槽，水循环使用。
被测直管段流体流动阻力△P 可根据其数值大小分别采用变压器或空气—水倒置U 型管来测量。
实验系统流程图见图一压差传感器与直流数字电压表连接方法见图二2、设备的主要技术参数(1)被测直管段:管径d —0.0080(m) 管长L —1.6(m) 材料:紫铜管(2)玻璃转子流量计:型号LZB —25 测量范围100—1000(L/h) 精度:1.5 型号LZB —10 测量范围10—100(L/h) 精度:2.5(3)单项离心清水泵:型号WB70/055 流量20—2000(L/h)扬程:13.5～19(m) 电功功率:550(W) 电机功率:550(W) 电流:1.35(A) 电压:380(V)22u d L P h ff ⨯=∆=λρ22u P L d f ∆⨯=ρλμρdu =Re四、实验步骤:1、向储水槽内注蒸馏水,直到水满为止。
流体阻力实验
流体流动阻力的测定实验报告班级：化工1302姓名：***学号：**********完成日期：2015-11-12流体流体阻力的测定一、 实验目的及任务① 掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法。
② 测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管的局部阻力系数ξ。
③ 测定层流管的摩擦阻力。
④ 验证在湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。
⑤ 将所得的光滑管的λ-Re 与Blasius 方程相比较。
二、 基本原理1. 直管摩擦阻力不可压缩流体（如水），在圆形直管中做稳定流动时，由于黏性和涡流的作用产生摩擦阻力；流体在流过突然扩大、弯头等管件时，由于流体运动的速度和方向突然变化，产生局部阻力。
影响流体流动阻力的因素较多，在工程上通常采用量纲分析方法简化实验，得到在一定条件下具有普遍意义的结果，其方法如下。
流体流动阻力与流体的性质，流体流经处的几何尺寸，以及流动状态有关，可表示为：Δp =f (d,l,u,p,μ,ε)引入无量纲数:雷诺数 Re d uρμ=相对粗糙度d ε管子长径比 ld从而得到： 2(,,)p du lu d dρερμ∆=ψ 令(Re,/)d λε=Φ2(Re,)2pl u d d ερ∆=Φ 可得摩擦阻力系数与压头损失之间的关系，这种关系可用实验方法直接测定。
22f pl u H d λρ∆==⨯———————————（1）式中f H ----直管阻力，/J kg ； l ----被测管长，m ；d ----被测管内径，m ； u ----平均流速，/m s ；λ----摩擦阻力系数。
当流体在一管径为d 的圆形管中流动时，选取两个截面，用U 形压差计测出这两个截面间的静压强差，即为流体流过两截面间的摩擦阻力。
根据伯努利方程找出不同Re 静压强差和摩擦阻力系数的关系式，即可求出摩擦阻力系数。
改变流速可测出不同Re 下的摩擦阻力系数，这样就可以得出某一相对粗糙度下管子的λ-Re 关系。
流动流体综合实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 掌握流体流动阻力测定的基本原理和方法。
2. 学习使用流体力学实验设备，如流量计、压差计等。
3. 通过实验，了解流体流动阻力在工程中的应用，如管道设计、流体输送等。
4. 分析实验数据，验证流体流动阻力理论，并探讨其影响因素。
二、实验原理流体流动阻力主要分为直管摩擦阻力和局部阻力。
直管摩擦阻力是由于流体在管道中流动时，与管道壁面产生摩擦而导致的能量损失。
局部阻力是由于流体在管道中遇到管件、阀门等局部阻力系数较大的部件时，流动方向和速度发生改变而导致的能量损失。
直管摩擦阻力计算公式为：hf = f (l/d) (u^2/2g)式中：hf为直管摩擦阻力损失，f为摩擦系数，l为直管长度，d为管道内径，u 为流体平均流速，g为重力加速度。
局部阻力计算公式为：hj = K (u^2/2g)式中：hj为局部阻力损失，K为局部阻力系数，u为流体平均流速。
三、实验设备与仪器1. 实验台：包括直管、弯头、三通、阀门等管件。
2. 流量计：涡轮流量计。
3. 压差计：U型管压差计。
4. 温度计：水银温度计。
5. 计时器：秒表。
6. 量筒：500mL。
7. 仪器架：实验台。
四、实验步骤1. 准备实验台，安装直管、弯头、三通、阀门等管件。
2. 连接流量计和压差计，确保仪器正常运行。
3. 在实验台上设置实验管道，调整管道长度和管件布置。
4. 开启实验台水源，调整流量计，使流体稳定流动。
5. 使用压差计测量直管和管件处的压力差，记录数据。
6. 使用温度计测量流体温度，记录数据。
7. 计算直管摩擦阻力损失和局部阻力损失。
8. 重复步骤4-7，改变流量和管件布置，进行多组实验。
五、实验数据记录与处理1. 记录实验管道长度、管径、管件布置等信息。
2. 记录不同流量下的压力差、流体温度等数据。
3. 计算直管摩擦阻力损失和局部阻力损失。
4. 绘制直管摩擦阻力损失与流量关系曲线、局部阻力损失与流量关系曲线。
六、实验结果与分析1. 通过实验数据，验证了流体流动阻力理论，即直管摩擦阻力损失和局部阻力损失随流量增加而增大。
化工原理实验二_流体流动阻力测定实验
实验三 流体流动阻力测定实验一.实验目的（1） 辨别组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。
（2）测定流体在圆形直管内流动时摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系。
（3）测定流体流经闸阀时的局部阻力系数ξ。
二．基本原理直管的摩擦阻力系数是雷诺数和相对粗糙度的函数，即)/(Re,d f ελ=，对一定的相对粗糙度而言，(Re)f =λ。
流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时，其管路阻力引起的能量损失为：ρρff P P P h ∆=-=21 （1）又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系（范宁公式）22u d l h fP f λρ==∆ （2）整理（1）（2）两式得22u P l d f∆⋅⋅=ρλ （3） μρ⋅⋅=u d Re （4）式中：-d 管径，m ；-∆f P直管阻力引起的压强降，Pa；l管长，m；-u流速，m / s；-ρ流体的密度，kg / m3；-μ流体的粘度，N·s / m2。
-在实验装置中，直管段管长l和管径d都已固定。
若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。
所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△P f与流速u（流量V）之间的关系。
根据实验数据和式（3）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ，用式（4）计算对应的Re，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re 的关系曲线。
三．实验装置与参数1、实验装置实验流程示意图见图1。
实验装置由贮水槽、离心泵、变频器、电动调节阀、涡轮流量计、压力表、差压变送器、不同材质的水管、倒U型压差计（图中未画出）等组成。
装置上有三段并联的水平直管，自上而下分别用于测定局部阻力、光滑管直管阻力和粗糙管直管阻力。
测定局部阻力时使用不锈钢管，中间装有待测管件（闸阀）；测定光滑管直管阻力时，同样使用内壁光滑的不锈钢管，而测定粗糙管直管阻力时，采用管道内壁较粗糙的镀锌管。
水泵2将储水槽1中的水抽出，送入实验系统，首先经玻璃转子流量计15、16测量流量，然后送入被测直管段测量流体在光滑管或粗糙管的流动阻力，或经10测量局部阻力后回到储水槽，水循环使用。
流体流动阻力测定实验
流体流动阻力测定实验一、实验目的⒈学习管路能量损失（hf），直管摩擦系数（λ）的测定方法。
⒉掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re之间关系及其变化规律。
⒊学习压强差的几种测量方法和技巧。
⒋掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。
二、实验内容⒈测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数λ。
⒉测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数l与雷诺数Re之间关系曲线和关系式。
三、实验原理1.摩擦系数的测定：h f=λ（L/d）(u2/2)λ=h f(d/L)(2/u2)λ--摩擦系数；h f-- 能量损失；d--管内直径，m;L--测压点距离；m;u--流速，m/s;流速的测定可以用流速计，也可以根据单位时间获得流体体积的“容积法”实测流量反推流速，由于已知d、u,则Re=duρ/ μρ--被测流体密度 kg/m3;μ--被测流体粘度PaS;ρ和μ可由测量流体温度查表取得，根据柏努利方程h f=(z1-z2)g+(u12-u22)/2对任一管路而言。
两截面间的能量损失，可以根据在两截面上测出L、z、ρ、u等值计算出。
如果在一条等直径的水平管上选取两个截面时，z1=z2:u1=u2,柏努利方程可以简化为：h f=(p1-p2)/ρ这样根据测量压差及流量便可以推出一定相对粗糙度时直管的λ-Re关系。
2.弯头局部阻力系数测定：局部阻力系数的测定与摩擦系数测定一样ξ=h f(2/u2)只要计算出能量损失h f和流体流速u即可。
四、实验任务：1.Dg40管的摩擦系数测定2.90℃弯头局部阻力系数测定3.绘制λ～Re曲线关系图。
五、实验步骤：1.水箱充水至80%。
然后调节仪表，MMD智能流量仪及LW-15 型涡轮流量计。
（一般实验室的老师已准备好）2.打开压差计上平衡阀，关闭各放气阀。
3.关闭离心泵的出口阀,以免启动电流过大,烧坏电机。
启动离心泵。
4.排气：a.管路排气。
b.侧压导管排气。
c.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，后排低压管（严防压差计中水银冲走），排气完毕。
流体流动阻力的测定
流体流动阻力的测定一、实验流程实验装置流程如图1所示，装置图如图2所示。
压差的测量采用压差传感器或U 型压差计，流量的测量采用涡轮流量计。
直管两测压点之间的距离为3m ，光滑管内径为28 mm ，粗糙管内径为26.6 mm ，局部阻力管段内径为32mm 。
图1流体流动阻力测定实验流程图图2流体流动阻力测定实验装置图二、实验内容（1）测定流体在不同材质和d 的直管中流动时的阻力摩擦系数λ，在双对数坐标纸绘出λ和R e 之间的关系；（2）测定流体通过阀门或90º弯头时的局部阻力系数。
三、实验步骤1. 关闭控制阀，打开光滑管管路上2 个压差变送器的平衡阀，打开光滑管引压阀、光滑管切换阀、弯头引压阀，关闭其它所有阀，打开引水阀，灌泵，放气，然后关闭。
2. 启动泵，系统排气。
(1)总管排气：先将控制阀开至最大然后再关闭，重复三次，目的为了使总管中的大部分气体被排走，然后打开总管排气阀，开至最大后再关闭，重复三遍。
(2)引压管排气：依次对4个放气阀进行排气，将阀门开、关重复三次。
(3)压差计排气：关闭2个平衡阀，重复上述（2）步骤。
3. 将控制阀开至最大，读取流量显示仪读数Q max，然后关至压差显示值约为0.2Kpa～0.3Kpa时，再读取流量显示仪读数Q min，在Q min和Q max二个读数之间布15个点，读取数据。
4.关闭光滑管切换阀。
打开粗糙管管路上2 个压差变送器的平衡阀，打开粗糙管引压阀、粗糙管切换阀、阀门引压阀。
5.粗糙管系统排气步骤同2的（2）、（3）。
6.粗糙管系统流动阻力的测定同光滑管，重复步骤3。
7.实验结束后，关闭控制阀。
离心泵特性曲线的测定一、实验流程实验流程如图3所示，装置图如图4所示，离心泵进、出口管内径分别为40mm、32mm。
图3 离心泵特性曲线测定实验流程图图4 离心泵特性曲线测定装置图二、实验内容用作图法处理实验数据，绘制离心泵特性曲线。
三、实验步骤1. 打开压差传感器平衡阀，关闭离心泵调节阀，打开引水阀，反复开、关放气阀，气体被排尽后，关闭放气阀和引水阀。
流体流动阻力测定实验
实验一流体流动阻力的测定一、实验目的⒈了解测定流体直管或管件时的阻力损失方法，确定摩擦系数λ与流体Re的关系、局部阻力系数ξ。
⒉学会压差计和流量计的使用方法。
⒊识别管路中各个管件、阀门，并了解其作用。
二、实验内容1．测定流体流过直管的阻力，确定摩擦系数λ与雷诺数Re的关系；2．测定阀门、管件的局部阻力系数ζ。
三、实验原理流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地要消耗一定的机械能。
管路是由直管和管件（如三通、肘管及大小弯头等）、阀件等组成。
流体在直管中流动造成的机械能损失称直管阻力。
而在通过管件、阀件等局部障碍时因流动方向和流动截面的突然改变所造成的机械能损失称局部阻力。
流体在水平管道中作定常流动时，由截面1流动到截面2的阻力损失表现在静压的降低，即所以流体流过直管时的能量损失[J/kg]λ=2dΔP1/ρlu2流体流过阀门或管件因局部阻力引起的能量损失[J/kg]ζ=2ΔP2/ρu2式中λ——摩擦系数； l ——管长，m； d ——管内径，m； u ——管内流速，m/s；ζ——阻力系数；ρ——流体密度，kg/m3; Δp1,Δp2——可由U形管压差计中的读数R值求得；Δp=(ρ指-ρ)gR ρ指——指示液的密度，kg/m3； g ——重力加速度，9.81m/s2四、实验装置流体流动测定示意图1—真空表 2—压力表 3—测压阀 4—控制阀5—涡轮流量计 6—平衡阀 7—放气阀 8—U形管压差计五、操作方法⒈选择进行实验的管路，打开其两端的阀门，同时关闭其余管路两端的阀门。
⒉打开各U形管压差计上的平衡阀及相应的测压阀。
⒊开启流量指示积算仪。
⒋转动泵轴，看其松紧是否正常。
⒌打开管路未端出口阀，关闭泵出口阀。
⒍引水灌泵。
7．开启泵的电源开关，若真空表和压力表上有读数，说明泵的转动正常，此时就可以送液。
（注意在泵出口阀关阀的情况下，泵转动不可过久，以防其发热损坏）。
8．逐渐打开出口阀，至流量指示积算仪上的指针达到满量程为止，然后关闭管路末端出口阀。
流体流动阻力
流体流动阻力测定实验一、实验目的1.1掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。
1.2测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系，验证在一般湍流区内λ与Re 的关系曲线。
1.3测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数ξ。
1.4学会倒U形压差计和涡轮流量计的使用方法。
1.5识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。
二、实验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。
2.1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：2221udlppphffλρρ=−=Δ= （1）即， 22lupdfρλΔ= （2）式中：λ—直管阻力摩擦系数，无因次；d —直管内径，m；fpΔ—流体流经l米直管的压力降，Pa；fh—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/m3；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，64=λ（3）μρdu=Re （4）式中：Re —雷诺准数，无因次；μ—流体粘度，kg/(m·s)。
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、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。
fpΔ例如本装置采用涡轮流量计测流量V（m3/h）。
2900dVuπ= (5)fpΔ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。
（1）当采用倒置U型管液柱压差计时(6) gRpfρΔ=式中：R－水柱高度，m。
（2）当采用U型管液柱压差计时()gRpfρρΔ−=0 (7)式中：R－液柱高度，m；0ρ－指示液密度，kg/m3。
流体流动阻力的测定实验
实验5 流体流动阻力的测定实验一、实验目的1. 掌握流体流经直管和阀件时阻力损失的测定方法，通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律和流体流动阻力对工程的实际意义。
2. 测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re 的关系，将所得的λ～Re 方程与经验公式比较。
3. 测定流体流经阀件时的局部阻力系数ζ。
4. 学会差压计和流量计的使用方法。
5. 观察组成管路的各种管件、阀件并了解其作用。
二、实验原理流体输送管路是由直管、管件和阀件组成。
流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地要消耗一定的机械能。
这种机械能的消耗包括流体流经直管的沿程阻力，流体运动方向改变或因管子大小形状改变所引起的局部阻力。
（一）沿程阻力（直管阻力）流体在水平等径圆管中稳定流动时，在截面1和截面2间的阻力损失表现为压力降低。
即ρρpp p h f ∆=-=21 （6-1）影响阻力损失的因素很多，尤其对湍流流体，目前尚不能完全用理论方法求解，必须通过实验研究其规律。
为了减少实验工作量，简化实验工作难度，使实验结果具有普遍意义，可采用量纲分析方法将各变量组合成准数关联式。
根据实验结果分析，影响阻力损失的因素有三类变量。
1. 流体性质：密度ρ、粘度μ；2. 管路的几何尺寸：管径d 、管长l 、管壁粗糙度ε；3. 流动条件：流速u ；可将阻力损失与各变量之间表示为如下的函数形式),,,,,(ερμu l d f p =∆ （6-2）根据量纲分析法，可将上述各变量间的关系转变为无因次准数之间的关系),,(2d d l du up εμρρΦ=∆ （6-3）2),(2u d l d du p⋅⋅=∆εμρϕρ （6-4） 令 ),(ddu εμρϕλ= （6-5） 则 22u d l ph f ⋅=∆=λρ （6-6） 式中 Δp ——压力降，Pa ；h f ——直管阻力损失，J/kg ； ρ——流体密度，kg/m 3；λ——直管摩擦系数，无因次；层流 (滞流)时，λ＝64/Re ；湍流时λ是雷诺准数Re 和相对粗糙度ε/d 的函数，需由实验确定；l ——直管长度，m ； d ——直管内径，m ； ε——管壁绝对粗糙度，m ； u ——流体流速，m/s ，由实验测定。
流体流动阻力的测定
g
g
其中：ρ 0——压差计中指示液密度，kg/m3。本实验中用水银作指示液，被测流体为 水。
Δ R——U 型管中水银位差，m。 g——重力加速度，g=9.81m/s2。
2、沿程阻力 流体在水平均匀管道中稳定流动时，由截面 1 到截面 2，阻力损失表现在压强的降低； 影响阻力损失的因素十分复杂，目前尚不能完全用理论方法求解，必须通过实验研究
10、实验装置恢复原状，打开压差计上的平衡阀，并清理实验现场。
五、数据记录及数据处理
数据记录如表 1-1 所示，数据处理如表 1-2 所示。
表 1-1 直管阻力及局部阻力记录表
t=
℃
涡轮流量计系数 N=
转/（L/s）
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 平衡
水温/℃
涡轮转数
直管阻力 左读数/cm
局部阻力 左读数/cm
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，不可避免地会引起压强损耗。
这种损耗包括流体经过直管的沿程阻力以及因流体运动方向改变或因管子大小形状改变所
引起的局部阻力。
1、流动阻力 流动阻力包括沿程阻力和局部阻力二部分，常采用 U 管压差计测量，其依据：
hf= p1 p2 (0 )gR [ m]
可以用直管阻力的公式来计算局部阻力损失，而且在管路计算时，可将管路中的直管长度
与管件，阀门的当量长度合并在一起计算，如管路中直管长度为 l ，各种局部阻力的当量
长度之和为∑Le，则流体在管道中流动时的总阻力损失∑hf 为：
∑hf = λ l le u2 。 d 2g
（2）阻力系数法
六、实验报告
按正规要求的格式书写实验报告，书写本实验报告时，还注意以下事项： 1、根据实验结果，在双对数坐标纸上描绘λ =f(Re)的曲线或在直角坐标纸上描绘 lg
流体流动阻力的测定实验
流体流动阻力的测定实验一、实验内容（1）测定流体在特定材质和εd 的直管中流动时的阻力摩擦系数λ，并确定λ和Re 之间的关系。
（2）测定流体通过阀门或90°肘管时的局部阻力系数。
二、实验目的（1）了解测定流体流动阻力摩擦系数的工程定义，掌握采用量纲分析方法规划测定流体阻力实验的组织方法。
（2）测定流体流经直管的摩擦阻力和流经管件的局部阻力，确定直管阻力摩擦系数和雷诺数之间的关系。
（3）熟悉压差计和流量计的使用方法。
（4）认识组成管路系统的各部件、阀门并了解其作用。
三、实验基本原理流体管路是由直管、管件（如三通、直管、弯头）、阀门等部件组成。
流体在管路中流动时，由于黏性剪应力和涡流作用，不可避免地要消耗一定的机械能。
流体在直管中流动的机械能损失称为直管阻力；而流体通过阀门、管件等部件时，因流动方向或流动截面的突然改变导致的机械能损失称为局部阻力。
在化工过程设计中，流体流动阻力的测定或计算，对于确定流体输送所需推动力的大小，例如泵的功率、液位或压差，选择适当的输送条件都有不可或缺的作用。
（1）直管阻力 流体在水平的均匀管道中稳定流动时，由截面1流动至截面2的阻力损失表现为压力的降低，即ρρpp p h f ∆=-=21①由于流体分子在流动过程中运动机里十分复杂，影响阻力损失的因素众多，目前尚不能完全用理论方法来解决流体阻力的计算问题，必须通过实验研究掌握其规律。
为了减少实验工作量简化实验工作难度，并使实验结果具有普遍意义，可采用量纲分析方法来规划实验。
将所有影响流体阻力的工程因素按以下三类变量列出①流体性质：密度ρ、黏度μ②管路几何尺寸：管径d 、管长l 、管壁粗糙度ε ③流动条件：流速u可将阻力损失f h 与诸多变量之间的关系表示为),,,,,(εμρu l d f p =∆②根据量纲分析方法可将上述变量之间的关系转变为无量纲准数之间的关系)l,,(2dd du upεμρρψ=∆ ③其中μρdu =R e 称为雷诺准数，是表征流体流动形态影响的无量纲准数；dl 是表示相对长度的无量纲几何准数；dε称为管壁相对粗糙度。
流体流动阻力的测定实验报告
流体流动阻力的测定实验报告实验报告名称：流体流动阻力的测定一、实验目的本实验旨在通过实验测定流体的流动阻力，理解流体流动的基本原理，掌握流体流动阻力的计算方法，提高实验操作和数据处理能力。
二、实验原理在流体流动过程中，由于流体的粘滞性，会产生流动阻力。
流动阻力与流体的性质、管道的几何尺寸和流速等因素有关。
根据伯努利方程，流体的能量守恒，但在流动过程中会存在压力损失，这种压力损失即为流动阻力。
流动阻力的大小可以通过测定管道两端的压力差来计算。
三、实验步骤1.实验准备：准备实验器材，包括水、测压计、管道、阀门、流量计等。
2.开始实验：开启水源，调节流量，打开测压计，记录初始数据。
3.改变流量：通过调节阀门改变流量，记录每次改变流量后测压计的数据。
4.结束实验：关闭水源，整理实验数据。
四、数据分析表1 测压计数据记录表根据实验数据，我们发现随着流量的增加，测压计的压力差也在增加。
这说明流速越大，流动阻力也越大。
同时，我们可以通过计算得到每个流量下的阻力值。
将数据绘制成图表可以更直观地观察阻力与流量之间的关系。
通过线性拟合可以找到阻力与流量之间的定量关系。
这将为我们后续的流体流动分析提供重要依据。
五、实验结论本实验通过测定不同流量下管道两端的压力差，成功地测得了流体的流动阻力。
实验结果表明，随着流量的增加，流动阻力也相应增加。
这说明流速是影响流动阻力的一个重要因素。
此外，本实验还初步探讨了流动阻力与流量之间的关系，为今后更深入的流体流动研究奠定了基础。
本实验不仅提高了我们的实验操作能力，还强化了我们对于流体流动基本原理的理解。
通过数据处理和图表分析，我们能够更准确地把握流动阻力的变化规律，为实际生产过程中的流体输送和分配提供了重要参考依据。
六、实验体会与建议在本次实验中，我深刻体会到了实践对于理论知识的检验作用。
通过实际操作和观察，我对流体流动阻力的概念有了更深入的理解。
同时，我也意识到了实验数据处理和误差分析的重要性。
实验一 流体流动阻力测定实验
4.1 流体流动阻力测定实验一、实验目的⒈学习直管摩擦阻力△P f 、直管摩擦系数λ的测定方法。
⒉掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。
⒊掌握局部阻力的测量方法。
⒋学习压强差的几种测量方法和技巧。
⒌掌握双对数坐标系的使用方法。
二、实验内容⒈测定实验管路（光滑管和粗糙管）内流体流动的阻力和直管摩擦系数λ。
⒉测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系曲线。
⒊在本实验压差测量范围内，测量阀门的局部阻力系数。
三、实验原理⒈直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的测定流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。
流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系：h f =ρfP ∆=22ud l λ（4-1）λ=22uP ldf ∆⋅⋅ρ （4-2）Re =μρ⋅⋅u d （4-3）式中：-d 管径，m ；-∆f P 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 管长，m ；-u 流速，m / s ；-ρ流体的密度，kg / m 3；-μ流体的粘度，N ·s / m 2。
直管摩擦系数λ与雷诺数Re 之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。
在实验装置中，直管段管长l 和管径d 都已固定。
若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。
所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△P f 与流速u （流量V ）之间的关系。
根据实验数据和式（1-2）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ，用式（1-3）计算对应的Re ，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re 的关系曲线。
⒉局部阻力系数ζ的测定22'uPh ff ζρ=∆=' （4-4）2'2u P f∆⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ρζ （4-5）式中：-ζ局部阻力系数，无因次； -∆'f P 局部阻力引起的压强降，Pa ；-'f h 局部阻力引起的能量损失，J ／kg 。
流体流动阻力测定实验报告
流体流动阻⼒测定实验报告实验名称：液体流动阻⼒的测定实验⼀、实验⽬的①掌握测定流体流动阻⼒实验的⼀般实验⽅法。
②测定直管摩擦阻⼒系数λ及突然扩⼤管和阀门的局部阻⼒系数ξ③验证湍流区摩擦阻⼒系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。
④将所得光滑管的Re -λ⽅程和Blasius ⽅程相⽐较。
⼆、实验器材流体流动阻⼒实验装置三、实验原理1、直管摩擦阻⼒不可压缩流体（如⽔），在圆形直管中做稳定流动时，由于粘性和涡流的作⽤产⽣摩擦阻⼒；流体在流过突然扩⼤、弯头等官件时，由于流体运动的速度和⽅向突然变化，产⽣局部阻⼒。
影响流体阻⼒的因素较多，在⼯程上通过采⽤量纲分析⽅法简化实验，得到在⼀定条件下具有普遍意义的结果，其⽅法如下。
流体流动阻⼒与流体的性质，流体流经处的⼏何尺⼨以及流动状态有关，可表⽰为),,,,,(εµρu l d f p =?引⼊下列⽆量纲数群。
雷诺数 µρdu =Re相对粗糙度d ε管⼦长径⽐ dl从⽽得到)l,,(2d d du up εµρρψ=? 令)(Re,dεΦ=λ 2)(Re,l 2u d d pεΦ=?ρ可得摩擦阻⼒系数与压头损失之间的关系，这种关系可⽤实验⽅法直接测定。
2l 2u d ph f ?=?=λρ式中 f h ——直管阻⼒，J/kg ；l ——被测管长，m ；d ——被测管内径，m ； u ——平均流速，m / s ；λ——摩擦阻⼒系数。
当流体在⼀管径外d 的圆形管中流动时，选取两个截⾯，⽤U 形压差计测出这两个截⾯的静压强差，即为流体流过两截⾯的流动阻⼒。
根据伯努利⽅程找出静压强差和摩擦阻⼒系数的关系式，即可求出摩擦阻⼒系数。
改变流速可测不同Re 下的摩擦阻⼒系数，这样就可得出某⼀相对粗糙度下管⼦的Re -λ关系。
（1）湍流区的摩擦阻⼒系数在湍流区内)(Re,µεf =λ。
对于光滑管，⼤量实验证明，当Re 在5310~103?范围内，λ与Re 的关系Blasius 关系，即25.0Re /3163.0=λ对于粗糙管，λ与Re 的关系均以图来表⽰。
流体力学综合实验流动阻力测定
• c)平衡水位。关闭阀(4)、(5)、(3)，然后打 开(1)和(2)两个阀门，让水进入玻璃管至平 衡水位(此时系统中旳出水阀门一直是关闭 旳，管路中旳水在零流量时，U形管内水位 是平衡旳。)压差计即处于待用状态
• d)调整管路总出口阀，则被测对象在不同流 量下相应旳差压，就反应为倒U型管压差计 旳左右水柱之差。
• 2．局部阻力系数 旳测定
• 局部阻力损失一般有两种表达措施，即当 量长度法和阻力系数法。
• (1)当量长度法
• 流体流过某管件或阀门时造成旳机械能损
失看作与某一长度为le 旳同直径旳管道所产
生旳机械能损失相当，此折合旳管道长度
称为当量长度，用符号 le 表达。
• 这么，就能够用直管阻力旳公式来计算局 部阻力损失，而且在管路计算时可将管路 中旳直管长度与管件、阀门旳当量长度合 并在一起计算，则流体在管路中流动时旳 总机械能损失 为：
• 2．根据光滑管试验成果，对照柏拉修斯方程， 计算其误差。
• 3．根据局部阻力试验成果，求出闸阀全开时 旳平均ξ值。
• 4．对试验成果进行分析讨论。
• 七、思索题
1．在对装置做排气工作时，是否一定要关闭 流程尾部旳出口阀?为何?
2．怎样检测管路中旳空气已经被排除洁净? 3．以水做介质所测得旳λ～Re关系能否合用 于其他流体?怎样应用? 4．在不同设备上(涉及不同管径)，不同水温 下测定旳λ～Re数据能否关联在同一条曲线上? 5．假如测压口、孔边沿有毛刺或安装不垂直， 对静压旳测量有何影响?
u —流体在小截面管中旳平均 流速，m部阻力损失。
• 根据连接管件或阀门两端管径中小管旳直 径d，指示液密度 0 ，流体温度t0(查流体物
性ρ、μ)，及试验时测定旳流量V、液柱压
流体流动阻力的测定实验
hf
p1 p2
Hf
p1 p2
g
J ·kg –1 (3)
m水柱
(4)
试验基本原理
当流体在圆形直管内流动时，流体因磨擦阻力所
造成旳能量损失（压头损失），有如下一般关系式：
hf
p1
p2
p
l
d
u2
2
J ·kg –1
(5)
或
Hf
p1 p2
g
l
d
u2 2g
m液柱
试验环节
3、试验布点 因为Re在充分湍流区，λ～Re旳关系是直线，所以大流量时 少布点，而Re在比较小时，λ～Re旳关系是曲线，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， 然后关至水银压差计差值约0.10时，在读取流量显示仪读 数，在和二个读数之间布12～14个点。水温取第一组和最 终一组读数旳平均值。
(6)
或写成
p
p1
p2
l d
u2
2
2p
u2
d l
试验基本原理
p p1 p2 (示-）gR (示-）g(R1 R2 ) Pa
u qV A
qV
F C
103 m3
s
Re du
2、局部阻力系数ζ旳测定:
试验基本原理
当流体流过管路系统时，因遇多种管件、阀门和测量仪
表等而产生局部阻力，所造成旳能量损失（压头损失），
化工原理试验
—— 流体流动阻力旳测定试验
试验目旳
1、学习直管摩擦阻力△P、局部阻力△P局、直管摩擦系数λ、 局部阻力系数ζ旳测量措施；
2、掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re之间旳关系旳测定措施及 其变化规律；
流体流动阻力的测定
流体流动阻力的测定引言流体流动阻力的测定是流体力学领域中的重要研究内容。
了解流体在流动过程中的阻碍情况对于各种应用和工程设计都具有重要意义。
本文将从流体流动阻力的原理、测定方法以及实验过程等多个方面进行探讨。
流体流动阻力的原理流体流动阻力是流体在流动过程中受到的阻碍力。
其大小取决于流体的性质、流动速度以及物体形状等因素。
根据伯努利定律，流体在流动过程中会产生压力变化。
而由牛顿第二定律可知，物体所受到的阻力与速度成正比。
因此，可以通过测量压力变化和流速来确定流动阻力的大小。
流体流动阻力的测定方法测定方法一：压力差法压力差法是一种常见的测定流体流动阻力的方法。
它通过测量流体流过物体前后的压力差来确定阻力的大小。
具体步骤如下： 1. 设置合适的试验装置，包括流体源、测压装置和物体样品。
2. 测量流体流过物体前后的压力差，可以使用压力传感器或者水银柱测压法。
3. 根据压力差和流体速度计算出流体流动阻力。
测定方法二：阻力系数法阻力系数法是另一种常用的测定流体流动阻力的方法。
它通过测量物体在流体中所受到的阻力，结合流体的性质和运动状态，计算出阻力系数。
具体步骤如下： 1. 设置合适的实验装置，包括流体源、测力装置和物体样品。
2. 测量物体在流体中所受到的阻力，可以使用力传感器或者天平等装置。
3. 根据阻力大小、流体密度、物体形状等参数计算出阻力系数。
流体流动阻力的实验过程实验准备1.准备好实验所需的仪器和设备，包括流体源、压力传感器、流速计、物体样品等。
2.根据实验需要调整流体源的流量和压力。
3.确保实验环境稳定，以减小外界因素对实验结果的影响。
实验步骤1.将流体导入实验装置，确保流体稳定流过物体样品。
2.实时监测流体的压力和流速，并记录相应数据。
3.若使用压力差法，需分别测量流体流过物体前后的压力值。
4.若使用阻力系数法，需测量物体在流体中所受到的阻力。
实验数据处理1.根据测得的数据计算流体流动阻力的大小。
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三、实验原理
由于流体粘性的存在，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：
⒈寻找影响过程的主要因素 ⒉用因次分析法规划实验
⒈寻找影响过程的主要因素
序号 1 流量 L/S 直管流速 摩擦系数 局部流速 阻力系数 Re×10-4 m/s λ m/s ξ0
2
3 4
5
……
七、注意事项
1.调流量要慢、稳、准。 2.利用压力传感器测大流量下ΔP时，应切断 空气－水倒臵U型管B1、B2两阀门否则影响测 量数据。 3.在实验过程中每调节一个流量之后待流量和 直管压降的数据稳定以后方可记录数据。
流体流动阻力测定实验
指导教师：
一、实验目的
1. 理解测定流体流经直管和管件时阻力 损失的实验流程设计思路及测定摩擦 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、流量计的使用方法以及 识别管路中各个管件、阀门的作用。
二、实验内容
1.测定直管摩擦系数和雷诺准数 的关系； 2. 2.测定流体流经阀门的阻力系数 和雷诺准数的关系。
（ 2 ）引压管排气：依次分别对 4 个放气阀，开、 关重复三次；
（3）压差计排气：关闭二个平衡阀，依次分别打 开 4 个放气阀，此时眼睛要注视着 U 型压差计中的 指示剂液面的上升，防止指示剂冲出，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Ｕ型 压差计读数，若左右读数相等，则判断系统排 气彻底；若左右读数不等，则重复上述步骤2。 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。
对于所研究的过程作初步的实 验和经验的归纳，尽可能地列出影 响过程的主要因素。对湍流时直管 阻力损失hf与诸多影响因素的关系 式应为：
h f f (d , u, , , l, )
------(1)
⒉用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 因次分析法通过实验寻找自变量与因变量的 关系，以(１)式为例，若每个自变量的数值 变化10次，测取hf的值而其他自变量保持不 变，6个自变量，实验次数将达106。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。
------（2）
若实验设备已定，那么上式（2） 可写为：
du l u2 hf f ( , ) d d 2
------（3）
再若实验设备是水平直管，上式 （３）又可写为：
P du l u 2 f( , ) d d 2
------（4）
令
f(
du , ) d
π定理表明：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 数=原方程变量数－基本因次数。式（1）共有7个变量 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：
4.
由于Re在充分湍流区时，λ～Re的关系是直 线，所以在大流量时测试点不要多；而在Re比 较小时，λ～Re的关系是曲线，所以小流量时 测试点要多。先将控制阀开至最大，读取流量 显示仪读数 F 大 ，然后关至水银压差计差值约 0.08时，再读取流量显示仪读数F小，在F小和F 大二个读数之间布14～16个测试点。
l u2 d 2
所以：
P
------（5）
式中 P R( 水银 水 )g
流体流过管件所引起的压力损失为：
u hf 0 2
P
2
------（6）
由式（５）可知，要测定式（６）的曲线 关系，若装臵和物系已经确立，那么λ只随Re 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，因此在管路中必须要安装一个流 量计；在直径为d、长度为的水平直管上，引出 二个测压点，并接上一个压差计；实验体系确 定后，ρ、μ是物性参数，它们只取决于实验 温度。所以，在实验装臵中需要安装测流体的 温度计；再配上水槽、泵、管件等组建成以下 循环管路，见实验装臵流程图。
1
L
d
3
ML
2
1
T
1
L LT
1
Re
1
l l 2 L d
4
L T
2
hf
hf u2
因次分析法可以将对式(１)的研 究转变成对下式(２)４个无因次数之 间关系的研究。 即： h f
u
2
du l f( , , ) d d
4.若较长时间不做验验，启动离心泵之前应先 转动泵轴使之灵活运转，否则烧坏电机。
八、报告内容
1、将所得的实验数据组在双对数座标纸上绘 制λ～Re曲线图形； 2、实验结果讨论与分析。
九、思考题
1.在启动离心泵前，为什么要注水灌泵和关闭泵的出口阀 门？ 2. 在进行测试系统的排气工作时，是否应关闭系统的出 口阀门？为什么？ 3.如何检验测试系统内的空气已经被排除干净？ 4.在U形压差计上设臵“平衡阀”有何作用？在什么情况 下它是开着的？又在什么情况下它应该是关闭的？ 5.U形压差计的零位应如何校正？ 6.为什么本实验数据必须在对数坐标纸上进行标绘？ 7.你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法。它们 各有什么特点？
5.改变切换引压阀，可进行孔板流量计 校核实验测定，方法同上。注意防止水 银冲出。
六、数据记录与处理
始数据表
序号 1 2 3 4 5
d内径
流量系数
转速
直管阻力压差计 局部阻力压差计 左cm 右cm R 直管 左cm 右cm R 局部
……
3.直管阻力和局部阻力实验数据处理结果：
四、实验装臵
1.水槽 2.泵 3.涡轮流量计 4.局部阻力阀 5.U型压差计 6.待测管道 7.放气阀 8.平衡阀
阻力实验流程图
五、实验步聚与方法
1.关闭控制阀，打开压差计上方的二个 平衡阀、二个引压阀，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；
十、设备主要参数