流体力学综合实验
流体力学综合实训报告总结
本次流体力学综合实训旨在通过实际操作和理论学习的结合,使我对流体力学的基本原理、基本方法及实验技能有更深入的理解和掌握。
通过实训,我能够提高自己的动手能力、实验技能和综合运用知识解决实际问题的能力。
二、实训内容1. 流体力学基本实验(1)流体流速分布测量实验通过实验,我学习了流速分布的测量方法,掌握了流速分布曲线的绘制技巧。
实验结果表明,流速分布曲线呈现出明显的抛物线形状,符合流体力学的基本理论。
(2)流量测量实验在流量测量实验中,我学习了流量计的使用方法,掌握了不同流量计的优缺点。
通过实验,我了解了流量测量在工程实践中的应用,提高了自己的实际操作能力。
(3)伯努利方程实验通过伯努利方程实验,我加深了对伯努利方程的理解,学会了如何运用伯努利方程解决实际问题。
实验结果表明,伯努利方程在流体力学中具有广泛的应用价值。
2. 流体力学综合实验(1)管道摩擦系数测定实验在管道摩擦系数测定实验中,我学习了管道摩擦系数的测量方法,掌握了不同管道的摩擦系数。
实验结果表明,管道摩擦系数与管道材料、粗糙度等因素有关。
(2)弯管流量测量实验弯管流量测量实验使我了解了弯管对流体流动的影响,学会了如何测量弯管流量。
实验结果表明,弯管流量与弯管角度、管道直径等因素有关。
(3)流体阻力实验流体阻力实验使我掌握了流体阻力系数的测量方法,了解了流体阻力系数与流体特性、管道形状等因素的关系。
实验结果表明,流体阻力系数在工程实践中具有重要的应用价值。
1. 实验技能提高通过本次实训,我掌握了流体力学基本实验和综合实验的操作方法,提高了自己的实验技能。
在实验过程中,我学会了如何使用实验仪器、如何观察实验现象、如何分析实验数据,为今后从事相关领域的工作奠定了基础。
2. 理论知识深化在实训过程中,我结合实验现象对流体力学的基本原理进行了深入思考,使我对流体力学的基本理论有了更深刻的理解。
同时,通过实验数据的分析,我对流体力学的基本方法有了更全面的掌握。
流体学综合实验报告
流体学综合实验报告1. 实验目的本实验通过流体力学实验的综合测试,旨在加深对流体学基本原理的理解,并实践流体力学实验的操作方法和数据分析技巧。
具体目标包括:1. 掌握流速测量的原理和方法;2. 学习压力测量的原理和方法;3. 熟悉状态方程的测量方法;4. 分析流体力学实验数据,得出相应结论。
2. 实验仪器与装置本次实验所使用的仪器与装置主要包括:1. 流量计:用于测量流体的流速;2. 压力计:用于测量流体的压力;3. 热敏电阻温度计:用于测量流体的温度;4. 试验台:用于固定仪器和装置。
3. 实验原理3.1 流速测量流速测量的原理基于流体通过管道的体积流量和截面积之间的关系。
通过测量单位时间内流体通过的体积,可以计算出流体的平均流速。
为了保证测量的准确性,实验中使用了流量计。
流量计根据不同的原理可分为多种类型,包括旋转式流量计、压差式流量计和超声波流量计等。
3.2 压力测量压力测量的原理基于流体对容器内壁面施加的压力与流体深度之间的关系。
通过测量所施加的压力,可以计算出流体的压强。
在实验中,为了方便测量压力,使用了压力计。
压力计主要分为摆盘式压力计和压电式压力计。
通过测量压力计的示数,可以间接地得到流体的压力。
3.3 状态方程的测量流体的状态方程描述了流体的温度、压力和体积之间的关系。
实验中,通过使用热敏电阻温度计测量流体的温度,结合压力计测得的压力和容器的体积,可以得到流体的状态方程。
4. 实验步骤与结果分析4.1 流速测量首先将流量计插入管道中,连接相关的测量仪器。
然后根据实验要求设置合适的流速,记录下每组数据,并计算平均流速。
根据实验数据,在相同的压力下,流速与管道截面积成正比例关系。
4.2 压力测量首先将压力计插入容器中,保证测量仪器的稳定性和准确性。
根据实验要求设置不同的压力值,记录下每组数据,并计算平均压力。
通过实验数据的分析,可以得出流体压力与深度成线性关系的结论。
4.3 状态方程的测量在一定的温度下,根据实验要求改变流体的压力和容器的体积,记录下每组测量数据。
流体力学综合实验实验报告
流体力学综合实验实验报告一、实验目的1. 了解流体力学原理。
2. 学习流体力学实验的方法,掌握实验的技能。
3. 通过实验,明白流体力学中流体的各种属性及其产生的作用。
二、实验原理流体力学综合实验主要通过实验装置与实验方法,研究流体力学的基本原理,掌握压力、压降、流量、冲力等参数的测量方法,以及流体间的力学特性(如阻力、压力损失率、混合性等),量化表征流体运动规律,有助于进一步深入研究流体力学的原理。
三、实验设备流体力学综合实验装置由以下部分组成:1.供水管2.压力表3.流量计4.定压调节装置5.实验室水压测试系统6.实验室水压实验系统四、实验步骤1. 打开供水管,启动实验装置,并记录初始温度和流量。
2. 根据实验要求,调整定压调节装置,使实验装置持续运行。
3. 逐步记录实验装置的运行参数,如流量、压力、温度等。
4. 观察实验装置的运行状态,及时记录实验数据。
5. 根据实验结果,归纳总结实验意义,完成实验报告。
五、实验结果实验中测量的参数如下:1. 流量:1.32mL/min;2. 压力:2.45MPa;3. 温度:18℃。
六、实验分析通过实验,可以看出,流量、压力和温度是流体力学中非常重要的参数,改变这些参数,可以影响流体的运动状态,从而得出实验结论。
根据实验,我们可以得出以下结论:1. 压力的变化可以影响流体的流动状态。
随着压力的增加,流体的物理特性也发生了改变,即流量也相应增大。
2. 温度的变化也会影响流体的流动状态。
随着温度的升高,流量会增加。
七、实验总结本实验通过实验装置,和测量方法,了解流体力学的基本原理,掌握压力、压降、流量、冲力等参数的测量方法,以及流体间的力学特性,我们可以从中得出流体受到压力、温度等影响而发生变化的结论。
流体力学综合实验报告
流体力学综合实验报告流体力学综合实验报告引言:流体力学是研究流体运动规律和流体力学性质的学科,广泛应用于工程领域。
本实验旨在通过一系列实验,深入了解流体的性质和运动规律,加深对流体力学的理论知识的理解和应用。
实验一:流体静力学实验在这个实验中,我们使用了一个容器装满了水,并通过一个小孔使水流出。
通过测量水的高度和流量,我们可以了解到流体静力学的基本原理。
实验结果表明,当小孔的面积增大时,流出的水流量也随之增加,而当容器的高度增加时,流出的水流量也会增加。
实验二:流体动力学实验在这个实验中,我们使用了一台水泵和一段水管,通过改变水泵的转速和水管的直径,我们可以观察到水流的速度和压力的变化。
实验结果表明,当水泵的转速增加时,水流的速度也会增加,而当水管的直径增加时,水流的速度会减小。
同时,我们还发现,水流的速度和压力之间存在一定的关系,即当水流速度增加时,压力会减小。
实验三:流体粘度实验在这个实验中,我们使用了一个粘度计和一种称为甘油的液体。
通过测量液体在粘度计中的流动时间,我们可以计算出液体的粘度。
实验结果表明,甘油的粘度较大,流动时间较长,而水的粘度较小,流动时间较短。
这表明不同液体的粘度是不同的。
实验四:流体流动实验在这个实验中,我们使用了一个流量计和一段水管,通过改变水管的直径和流速,我们可以观察到水流的流量和流速的变化。
实验结果表明,当水管的直径增加时,水流的流量也会增加,而当流速增加时,水流的流量也会增加。
同时,我们还发现,水流的流量和流速之间存在一定的关系,即当流速增加时,流量也会增加。
结论:通过以上实验,我们深入了解了流体的性质和运动规律。
我们发现,流体静力学和动力学的基本原理可以通过实验来验证,并且不同液体的粘度是不同的。
此外,我们还发现,流体的流量和流速之间存在一定的关系。
这些实验结果对于工程领域的流体力学应用具有重要的意义,可以帮助我们更好地理解和应用流体力学的理论知识。
流体综合实验报告分析
一、实验背景流体力学是研究流体运动规律及其与固体壁面相互作用的科学。
随着工业、交通、建筑等领域的发展,流体力学在各个领域的应用越来越广泛。
为了提高学生对流体力学知识的理解和应用能力,我们进行了流体综合实验。
二、实验目的1. 掌握流体力学基本实验方法,提高实验操作技能。
2. 验证流体力学基本理论,加深对流体运动规律的理解。
3. 分析实验数据,提高数据处理和分析能力。
4. 培养团队合作精神和创新意识。
三、实验内容1. 流体静力学实验:通过测量液体静压强,验证不可压缩流体静力学基本方程,掌握用测压管测量液体静水压强的技能。
2. 流体阻力实验:测定流体流经直管、管件和阀门时的阻力损失,验证在一般湍流区内雷诺准数与直管摩擦系数的关系曲线。
3. 流体流动阻力测定实验:测定流体流经直管、管件和阀门时的阻力损失,验证在一般湍流区内雷诺准数与直管摩擦系数的关系曲线。
四、实验方法与步骤1. 流体静力学实验:使用液式测压计测量液体静压强,记录数据,分析结果。
2. 流体阻力实验:通过测量不同雷诺准数下的流体阻力,绘制雷诺准数与直管摩擦系数的关系曲线。
3. 流体流动阻力测定实验:通过测量不同管件和阀门处的阻力损失,分析流体流动阻力的影响因素。
五、实验结果与分析1. 流体静力学实验:实验结果表明,液体静压强与测压管深度成正比,验证了不可压缩流体静力学基本方程。
2. 流体阻力实验:实验结果表明,在一般湍流区内,雷诺准数与直管摩擦系数呈非线性关系,验证了雷诺准数与直管摩擦系数的关系曲线。
3. 流体流动阻力测定实验:实验结果表明,管件和阀门对流体流动阻力有显著影响,其中弯头、三通等管件对阻力的影响较大。
六、讨论与心得1. 通过流体静力学实验,我们深入理解了不可压缩流体静力学基本方程,为后续学习流体动力学奠定了基础。
2. 流体阻力实验和流体流动阻力测定实验使我们认识到,在工程实践中,流体阻力对设备性能和能耗有重要影响。
因此,在设计过程中,应充分考虑流体阻力因素,以提高设备性能和降低能耗。
流体力学综合实验
实验报告课程名称:过程工程原理实验(甲) 指导老师: 成绩:__________________ 实验名称:流体力学综合实验(一、二) 实验类型:工程实验 同组学生姓名:姿 一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得1、流体流动阻力的测定实验1.1 实验目的:1.1.1 掌握测定流体流经直管、阀门时阻力损失的一般实验方法 1.1.2 测定直管摩擦系数λ与雷诺数 的关系,验证在一般湍流区内λ与 的关系曲线 1.1.3测定流体流经阀门时的局部阻力系数ξ1.1.4 识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用 1.2 实验装置与流程: 1.2.1 实验装置:实验对象部分由贮水箱、离心泵、不同管径和材质的水管、阀门、管件、涡轮流量计、U 形流量计等所组成。
实验管路部分有两段并联长直管,自上而下分别用于测定粗糙管直管阻力系数和光滑管直管阻力系数。
同时在粗糙直管和光滑直管上分别装有闸阀和截止阀,用于测定不同种类阀门的局部阻力阻力系数。
水的流量使用涡流流量计或转子流量计测量,管路直管阻力和局部阻力采用压差传感器测量。
1.2.2 实验装置流程示意图,如图1,箭头所示为实验流程:其中:1——水箱 2——离心泵 3——涡轮流量计 4——温度计 5——光滑管实验段 6——粗糙管实验段 7——截止阀 8——闸阀 9、10、11、12——压差传感器 13——引水漏斗图 1 流体力学综合实验装置流程示意图Re Re1.3 基本原理:流体通过由直管、管件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的机械能损失成为直管阻力损失。
流体通过管件、阀门时由于流体运动方向和速度大小的改变所引起的机械能损失成为局部阻力损失。
1.3.1直管阻力摩擦系数λ的测定:由流体力学知识可知,流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:(1) 公式中:fp ∆:流体流经l 米直管的压力将,Pa ;λ:直管阻力摩擦系数,无因次; d :直管内径,m ;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/ ; l :直管长度,m ;u :流体在管内流动的平均速度,m/s ;由上面的式子可知: (2)雷诺数: ρμ式子中:μ:流体粘度,kg/(m ·s)。
流体力学综合实验
1、开启水泵,全开上水阀门使水箱注满水,再调节上水阀门,使水箱水位始终保持不 变,并有少量溢出。
四、实验方法
1、能量方程实验 调节出水阀门至一定开度,测定能量方程实验管的四个断面四组测压管的液柱高
度,并利用计量水箱和秒表测定流量。改变阀门的开度,重复上面方法进行测试。 根据测试数据的计算结果,绘出某一流量下各种水头线(如图 3),并运用能量方
四、实验步骤
1、开启调节阀门,测读测压计水面差; 2、用体积法测量流量,并计算出平均流速;
3、将实验的 hw 与计算得出的 u 值标入对数坐标纸内,绘出 lg hr − lg u 关系曲线;
4、调节阀门逐次由大到小,共测定 10 次。
五、实验数据及曲线绘制
仪器常数:
ρ水 =____________ Kg/cm2 , A =____________ cm2
式中 u――毕托管测点处的点速度; C――毕托管的校正系数
Δh ――毕托管全压水头与静压水头差
u = ϕ 2gΔH
联立上两式可得
Z1 + P1 / pg + a1u12 / 2g = Z2 + P2 / pg + a2u22 / 2g + hw
式中:u――测点处流速,由毕托管测定;
ϕ '' ――测点流速系数;
总水头
压力水头 1.
速度水头
能量水头
2.
总水头
压力水头 速度水头 能量水头 能量方程管断面的中心 线距几厂基准线高 (mm) 能量方程管内径 d(mm)
静水头( mmH2O )
表 2-2
测点号
流速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
项目 轴心速度 VB(m/s) 平均速度 V(m/s)
实验三、流体力学综合实验 化工基础实验
实验三、流体力学综合实验流体力学综合实验包括流体在管路内流动时的直管和局部阻力的测定,流量计的流量系数校核和在一定的转速下离心泵的特性曲线的测定。
这三个实验都是以柏努利方程为基础。
流体流动时会产生阻力,为了克服阻力需损耗一部分能量,因此,柏努利方程在实际应用中Σh f一项代表每公斤流体因克服各种流体流动阻力而损耗的能量,在应用柏努利方程时,不管是为了求取各能量之间的互相转化关系式或是计算流体输送机械所需的能量及功率都必须算出Σh f:对于在长距离的流体输送,流体输送机械所作的功,主要是用于克服输送管路中的流体阻力,故阻力的大小关系到流体输送机械的动力消耗,也涉及到流体输送机械的选用。
流体阻力的大小与流体的性质(如粘性的大小),流体流动类型、流体所通过管路或设备的壁面情况(粗糙或光滑)通过的距离及截面的大小等因素有关。
在流体流动的管路上装有孔板或文氏流量计用于测定流体的流量,流量计一般都按标准规范制造,给出一定的流量系数按规定公式计算或者给出标定曲线,照其规定使用,如果不慎遗失原有的流量曲线或者流量计经过长期使用而磨损较大,或者被测流体与标准流体的成分或状态不同;或者由于科研往往需要自制一些非标准形式的流量计,此时,为了精确地测定流量,必须对自制流量计进行校验,求出具体计算式或标定流量曲线。
泵是输送液体的机械,离心泵铭牌上所示的流量,扬程,功率是离心泵在一定转速下效率最高点所对应的Q,H,N的值。
在一定转速下,离心泵的扬程H,轴功率N及效率η均随流量的大小而改变,其变化关系可用曲线表示,该所示曲线称为离心泵的特性曲线。
通常根据H~Q曲线,可以确定离心泵在给定管路条件下输送能力,根据N~Q曲线可以给离心泵合理选配电动机功率,根据η~Q曲线可以选择离心泵的工况处于高效工作区,发挥泵的最大效率。
离心泵的特性曲线目前还不能用解析方法进行准确计算,只能通过实验来测定。
一、管道流体阻力测定一、实验目的:1.掌握测定流体阻力的实验方法。
流体力学综合实训报告范文
一、实训目的本次流体力学综合实训旨在通过实际操作和实验,加深对流体力学基本理论的理解,掌握流体力学实验的基本方法和技能,提高分析问题和解决问题的能力。
通过实训,使学生能够熟练运用流体力学原理解决实际问题,为今后的学习和工作打下坚实的基础。
二、实训内容1. 流体力学基本实验(1)流体静力学实验:通过测量不同深度下的液体压强,验证流体静力学基本公式。
(2)流体运动学实验:通过测量不同位置的流速和流线,研究流体运动规律。
(3)流体动力学实验:通过测量不同形状的物体在流体中的阻力,分析流体动力学特性。
2. 流体力学综合实验(1)流体流动可视化实验:通过实验观察流体流动状态,分析流动特点。
(2)管道流动实验:通过测量管道内流体流动参数,研究管道流动特性。
(3)湍流流动实验:通过测量湍流流动参数,研究湍流流动特性。
三、实训过程1. 流体静力学实验(1)实验原理:根据流体静力学基本公式,测量不同深度下的液体压强,验证公式。
(2)实验步骤:①将实验装置组装好;②将液体注入实验装置;③在不同深度处测量液体压强;④记录实验数据。
(3)实验结果分析:通过对比理论值和实验值,验证流体静力学基本公式。
2. 流体运动学实验(1)实验原理:通过测量不同位置的流速和流线,研究流体运动规律。
(2)实验步骤:①将实验装置组装好;②将液体注入实验装置;③在不同位置测量流速;④绘制流线。
(3)实验结果分析:通过对比理论值和实验值,研究流体运动规律。
3. 流体动力学实验(1)实验原理:通过测量不同形状的物体在流体中的阻力,分析流体动力学特性。
(2)实验步骤:①将实验装置组装好;②将物体放入实验装置;③测量物体在不同流速下的阻力;④记录实验数据。
(3)实验结果分析:通过对比理论值和实验值,分析流体动力学特性。
4. 流体流动可视化实验(1)实验原理:通过实验观察流体流动状态,分析流动特点。
(2)实验步骤:①将实验装置组装好;②将液体注入实验装置;③观察流体流动状态;④记录实验现象。
流体综合实训总结报告范文
一、引言流体综合实训是高校机械、能源、化工等相关专业的重要实践环节,旨在通过实际操作,使学生掌握流体力学的基本理论、实验技能和工程应用。
本实训报告将总结我在流体综合实训过程中的收获与体会,以期为今后的学习和工作提供借鉴。
二、实训目的与内容1. 实训目的(1)加深对流体力学基本理论的理解;(2)提高实验操作技能;(3)培养工程应用能力;(4)增强团队合作意识。
2. 实训内容(1)流体力学基本理论;(2)流体力学实验;(3)流体力学工程应用;(4)流体力学课程设计。
三、实训过程与收获1. 流体力学基本理论在实训过程中,我们学习了流体力学的基本概念、基本方程、流体运动规律等理论知识。
通过对这些知识的深入学习,我对流体力学有了更全面、更系统的认识,为后续实验和工程应用奠定了基础。
2. 流体力学实验(1)实验一:流体静力学实验通过流体静力学实验,我们掌握了流体静力学基本原理,学会了如何测量流体压力、浮力等参数。
在实验过程中,我们学会了如何使用压力计、浮力计等实验仪器,提高了实验操作技能。
(2)实验二:流体动力学实验流体动力学实验主要包括流体流动阻力实验、流量测量实验等。
通过这些实验,我们掌握了流体流动阻力系数、流量计算方法等,提高了对流体动力学理论的应用能力。
3. 流体力学工程应用在实训过程中,我们学习了流体力学在工程中的应用,如管道设计、水轮机设计、喷嘴设计等。
通过学习,我们了解了流体力学在工程领域的实际应用,提高了工程应用能力。
4. 流体力学课程设计课程设计是实训过程中的重要环节,我们以流体力学基本理论为指导,设计了一个简单的流体力学工程问题。
在课程设计过程中,我们学会了如何查阅资料、分析问题、制定解决方案,提高了我们的工程实践能力。
四、实训体会与反思1. 实训体会(1)理论联系实际:通过实训,我深刻体会到理论联系实际的重要性。
只有将理论知识与实际操作相结合,才能更好地掌握流体力学知识。
(2)团队协作:实训过程中,我们分工合作,共同完成实验和课程设计。
流体力学综合实验指导
离心泵特性测定实验一、实验目的(1)能进行离心泵特性曲线测定实验, 测出扬程、功率和效率与流量的关系曲线图;(2)学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法, 使学生了解玻璃转子流量计、压力表、以及相关仪表的原理和操作。
一、基本原理离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一, 其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H 、轴功率N 及效率η与泵的流量Q 之间的关系曲线, 它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。
由于泵内部流动情况复杂, 不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线, 只能依靠实验测定。
1.流量的测定流量通过转子流量计读数, 同时记录水温表的读数t 。
通过水温表的读数t 查水在操作条件下的密度, 通过式(1)对转子流量计的流量进行校正。
(1)qv1—— 转子流量计读数, m3/h qv2—— 流体实际流量, m3/hρ1—— 标定温度下(20ºC )水的密度, 1000 kg/m3 ρ2—— 操作温度下水的密度, kg/m3 ρf —— 转子的密度, 近似为 kg/m3由于转子流量计密度ρf 比ρ1和ρ2大很多, (ρf-ρ1)≈(ρf-ρ2), 因此, 式(1)可以简化为:(2)2. 扬程H 的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面, 列机械能衡算方程:()()122112ρρρρρρ--=f f v v q q 2112ρρv v q q =f e h gug p z H g u g p z ∑+++=+++2222222111ρρ (3)由于两截面间的管长较短, 通常可忽略阻力项 , 速度平方差也很小故可忽略, 则有 (=e H gp p z z ρ1212)-+- (4) 式中: ρ——流体密度, kg/m3 ; g ——重力加速度 m/s 2;p1.p2——分别为泵进、出口的真空度和表压, Pa ; u1.u2——分别为泵进、出口的流速, m/s ; z1、z2——分别为真空表、压力表的安装高度, m 。
流体力学综合实验实验报告
流体力学综合实验实验报告一、实验目的流体力学综合实验是为了通过实验操作,结合理论知识,提高学生对流体力学理论的理解,以及培养学生分析和解决问题的能力和实验操作技能。
二、实验原理流体力学是研究流体运动规律和相应力学问题的学科。
流体力学综合实验主要涉及流体力学的基本理论和方法,如流体静力学实验、流速测量实验和流体动力学实验等。
主要实验装置包括流量计、细管、不同形状的孔洞等。
三、实验内容流体力学综合实验包括以下几个实验内容:1.流体静力学实验:通过水柱和压力计器测量水平管道的压力,验证其与高度和流速的关系。
2.流速测量实验:通过使用流量计和测速仪器,测量不同位置和不同孔径处的流速,探究流速与孔径大小的关系。
3.流体动力学实验:通过流过不同形状的孔洞的流体,测量不同孔洞形状的流速和流量,以及分析孔形对流速的影响。
四、实验步骤1.流体静力学实验:安装水柱和压力计器,利用压力计器测量不同高度处的压力值,并记录下来。
根据实测数据,绘制压力与高度的关系曲线。
2.流速测量实验:选择不同位置和不同孔径的流量计和测速仪器,测量流体在这些位置和孔径处的流速,并记录下来。
将实测数据整理成表格,并分析不同孔径大小对流速的影响。
3.流体动力学实验:利用不同形状的孔洞,将流体流过孔洞,同时测量流体在不同孔洞处的流速和流量。
绘制不同孔洞形状的流速和流量曲线,并分析孔形对流速的影响。
五、实验结果与分析根据实验结果的分析和计算,可以得出以下结论:1.流体静力学实验表明,水平管道的压力与高度呈线性关系,压强随高度的增加而增加。
2.流速测量实验结果显示,流速随孔径的减小而增加,即孔径越小,流速越大。
3.流体动力学实验结果表明,孔洞形状对流速存在影响。
如孔洞形状为圆形时,流速较大;而孔洞形状为方形时,流速较小。
六、实验结论通过流体力学综合实验的操作与分析,得出以下结论:1.流体力学中的流体静力学理论得到了实验的验证,水平管道的压力与高度呈线性关系。
流体力学综合实验 实验报告
流体力学综合实验实验报告实验目的:1. 熟悉流体力学实验中的基本设备和仪器。
2. 学习和掌握流量、压力等基本物理量的测量方法及相关原理。
3. 掌握常见流体运动方式的基本规律。
4. 理解流体力学的基本概念和原理,从实验中感受流体力学的魅力。
实验内容:实验分为三个部分:1. 流量测量实验实验采用涡街流量计作为流量的测量仪器,通过调节阀门的开度来改变流量大小,同时记录涡街流量计的读数,计算得到流量与阀门开度的关系,并绘制相应的流量-阀门开度曲线。
实验中采用硅压阻式压力传感器和U型压力管作为压力测量仪器,以夹持板和压力管之间的距离和U型压力管的两侧高度差作为变量,通过调整夹持板的位置和U型压力管的高度来改变压力大小。
记录压力传感器的读数和U型压力管的高度差,计算得到压力与位置的关系,并绘制相应的压力-位置曲线。
3. 静态悬浮实验实验中利用气垫板和气源设备,在气垫板下方形成一定压力的气垫,使实验物体处于气垫板上方的空气层中,产生静态悬浮状态。
通过调节气源设备的压力和方向来控制实验物体在空气中的移动方向和速度,并记录相应的压力和速度数据。
实验结果:1. 流量测量实验结果显示,涡街流量计的流量-阀门开度曲线为一条斜率为正数的直线,符合实验预期。
在实验中通过对涡街流量计的使用和测试,更加深入地了解了涡街流量计的结构、原理和应用。
2. 压力测量实验结果显示,硅压阻式压力传感器的输出电压与位置、压力之间存在高度线性的关系,并且在U型压力管的示意图中可以很清楚地观察到压力变化和位移的规律。
通过本次实验,我们学习了压力传感器的工作原理和测量方法,更好地理解了流体静力学的相关知识。
3. 静态悬浮实验结果显示,可以通过调节气源设备的压力和方向来控制实验物体在空气中的移动方向和速度,达到类似飞行器的悬浮效果。
这个实验不仅让我们学习了新的流体力学知识,而且也很有趣。
通过流量测量、压力测量、静态悬浮等实验,我们深入地了解了流体力学基本概念和原理,掌握了常见流体运动方式的基本规律,从实验中感受到了流体力学的魅力和实验的乐趣。
流体力学综合实验报告
流体力学综合实验报告一、实验目的本次实验旨在通过对流体力学的实验操作,掌握流速、流量、压力、阻力和流体力学定律等内容的研究方法和实验技巧,进一步加深对流体力学的理解,培养实验设计和数据分析的能力。
二、实验仪器与材料1.流量计2.压力计3.流速计4.直管段5.U型管6.PVC水管三、实验原理1.流速的测量流速是单位时间内流体通过其中一截面的速度,可以采用流速计进行测量。
2.流量的测量流量是单位时间内通过其中一截面的流体量,可以通过流速计算得出。
3.压力的测量压力是单位面积上受到的力的大小,可以通过压力计进行测量。
4.阻力的测量阻力是流体通过管道时受到的阻力,可以通过流速和流量的测量计算得出。
5.流体力学定律通过实验可以验证贝尔劳定律和弗侖定律,贝尔劳定律:流体通过管道时速度越大,压力越低;弗侖定律:流体通过管道时流量与压力成反比。
四、实验步骤1.测量直管段内的流速:在直管段上安装流速计,流量计读数固定,在一分钟内记录流速读数,取平均值。
2.测量U型管的压力:将U型管一个端口与直管段相连,另一个端口与压力计相连,调整高度使液面平衡,记录液面高度差。
3.测量不同液面高度下的流量:调整U型管液面高度,记录流量计读数,计算流量。
4.计算阻力:根据流速、流量和压力计算出阻力。
五、实验结果与分析1.流速的测量结果表明,流体在直管段内的速度是均匀的,流速测量值较为接近,说明测量结果准确可靠。
2.U型管的压力测量结果表明,压力与液面高度呈线性关系,验证了贝尔劳定律的准确性。
3.不同液面高度下的流量测量结果表明,流量随着液面高度的增加而减小,验证了弗侖定律的准确性。
4.阻力的计算结果表明,阻力与流速、流量和压力成正比,符合阻力的定义。
六、实验结论通过本次综合实验,我们掌握了流速、流量、压力、阻力和流体力学定律的测量方法和计算方法,进一步加深了对流体力学的理解。
实验结果验证了贝尔劳定律和弗侖定律的准确性。
流速、流量和压力之间存在一定的关系,阻力与流速、流量和压力成正比。
流体力学综合实验报告
流体力学综合实验报告引言流体力学是一个涉及流体运动的物理学科,其应用广泛。
流体力学综合实验旨在通过实验手段了解流体的一些基本性质,例如流体的速度、流量、压强等,熟悉流体力学中的基本定律和实验方法。
实验一:流量计测量流量计是一种测量流体性质的仪器,主要用于测量泵站、水箱等液体的流量。
本实验中使用的流量计为硬质异形喉流量计。
实验步骤:1. 装置实验装置:将异形喉流量计、水泵、水箱依次安装,并用软管把它们连接。
2. 调整水泵流量:根据实验要求将水泵的流量调整到合适的大小。
3. 开始测量:打开水泵,记录下从流量计出口处流出的水的体积以及流量计的读数,再根据流量计的刻度推算出水流的流速和流量。
实验数据:开度(mm)流量计读数(L/min)流量(L/s)流速(m/s)2.5 13 0.22 0.00585 26 0.43 0.01157.5 38 0.63 0.016810 51 0.85 0.022712.5 63 1.05 0.02815 76 1.27 0.034图1:异形喉流量计的流量-开度关系图分析与讨论:根据图1和实验数据可以得出,流量计的读数与开度呈现一定的线性关系。
开度越大,流量计的读数越大,流速也越大。
在实验过程中,当我们把开度从2.5mm变为15mm,流量增加了大约6倍。
通过流量计的读数,我们可以得知水流的流量以及流速等重要参数。
同时,我们还可以发现,开度最小值并不是0,这意味着即使在开口部分受到一定阻碍,流量计的测量结果仍然是准确的。
实验二:伯努利实验伯努利实验是流体力学中的一个经典实验,它通过测量流体流经不同断面时的压力,探究了液体压强、流速、密度之间的关系。
2. 调整水平和仪器位置:调整U型水槽、压力计以及水箱等位置,使之处于同一水平面上,并调整压力计的刻度。
3. 开始测量:打开水箱的水龙头,让水从U型水槽中流过,通过测量不同位置的压力差,计算出该处的流速和流量。
高度(cm)压强(pa)流速(m/s)动压(pa)静压(pa)通过实验二,我们可以得到以下结论:1. 伯努利定理得到了证实,流速与压力之间确实成线性关系。
实验1 流体力学综合实验
本科实验报告姓名:学院:系:专业:学号:指导教师:2018年11月30日实验报告课程名称:过程工程原理实验 实验类型:综合实验 实验项目名称:流体力学综合实验 学生姓名: 专业: 学号: 同组学生姓名: 指导老师:实验地点:流体综合实验室实验日期:2018年 11月 30日实验一流体流动阻力测定一、实验目的和要求1) 掌握测定流体流经直管、管件(阀门)时阻力损失的一般实验方法。
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。
3) 测定流体流经管件(阀门)时的局部阻力系数ξ。
4) 识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。
二、实验内容和原理2.1Re 数:Re du ρμ=⑴2900Vu d π=⑵采用涡轮流量计测流体流量V (m 3/h ) 2.2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:2122ff p p p l u h d λρρ∆-===⑶装订线即22fd p lu λρ∆=⑷f p ∆-直管(长度l )的压降。
Pa ;用压差传感器测量。
2.3局部阻力系数ζ的测定(阻力系数法): 流体通过某一管件(阀门)时的机械能损失可表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数。
即:'2'2ffp u h g gζρ∆==⑸ 故'22fp uζρ∆=⑹f p '∆-局部阻力压力降,Pa ;局部阻力压力降的测量方法:测量管件及管件两端直管(总长度'l )总的压降p ∑∆,减去其直管段的压降,该直管段的压降可由直管阻力f p ∆(长度l )实验结果求取。
f f P ll p p ∆-∑∆='∆'⑺p ∑∆-包含管件(阀门)与直管(长度为'l )的压降,Pa ;用压差传感器测量。
2.4流量计校核通过计时称重对涡轮流量计读数进行校核。
三、主要仪器设备(系统、软件或平台) 1. 实验装置如下图所示1—水箱2—离心泵3、10、11、12、13、14—压差传感器4—温度计5—涡轮流量计6—孔板(或文丘里)流量计7、8、9—转子流量计15—层流管实验段16—粗糙管实验段17—光滑关实验段18—闸阀19—截止阀20—引水漏斗21、22—调节阀23—泵出口阀24—旁路阀(流量校核)abcdefgh—取压点2.四、操作方法与实验步骤1)离心泵通过引水漏斗(20)灌水,关闭出口阀(23),打开电源,启动水泵电机,待电机转动平稳后,把泵的出口阀(23)缓缓开到最大。
流体力学综合实验
实验一 流体力学综合实验一、实验目的1. 测定水在管道内流动时的直管阻力损失,作出与Re的关系曲线;2. 测定水在管道内流动时的局部阻力损失,测量和计算不同开度下截止阀的局部阻力系数或当量长度l e;3. 测定一定转速下,离心泵的特性曲线;4. 观察水在直管内的流动类型。
二、实验原理1. 摩擦阻力系数~Re流体在管道内流动时,由于内摩擦力的存在,必然有能量损耗,此损耗能量为直管阻力损失。
在流经阀门、管件时,由于流道方向或大小的改变,造成流体的剧烈湍动,造成的能量损失称为局部阻力损失。
根据柏努利方程,对等直径的1、2两截面间的直管阻力损失为:图2-1 直管阻力测量原理示意图(1)由因次分析法得(2)(3)(4)式中:h f 直管阻力损失 (J/kg);摩擦阻力系数;l 、d 、直管的长度、管内径和绝对粗糙度 (m);p流体流经直管的压降 (Pa);、分别是流体的密度 (kg/m3) 和粘度 (Pas);u流体在管内的平均流速 (m/s)。
由公式(2)可以看出,流体流动时的摩擦阻力损失与管道的长度成正比,与管道的直径成反比。
流体的平均速度越高,阻力损失越大。
利用公式(2)计算直管阻力损失时,需要知道不同雷诺数下摩擦阻力系数的值。
穆迪图给出了~Re的关系曲线。
本实验装置可以利用上面的公式来验证直管阻力损失计算,测定~Re的关系曲线。
流体在长度和直径一定的管道内流动时,利用U型管压差计实验测出一定流量下流体流经该长度管段所产生的压降,即可算得h f,利用公式(2)可得到,根据流速和物性数据可按公式(5)计算出对应的雷诺数Re,从而关联出与Re的关系曲线。
改变实验管可得出不同粗糙度(不同材质直管)的与Re的关系曲线。
2. 局部阻力系数和当量长度l e对于由阀门或管件造成的局部阻力损失,可以用以下的公式计算:当量长度法(5)局部阻力系数法(6)式中:h f 局部阻力损失 (J/kg);局部阻力系数;l e当量长度 (m);图2-2 局部阻力测量原理示意图测出一定流速时流体通过阀门或管件的压降h f,就可利用公式(5)、(6)计算出对应的当量长度或局部阻力系数。
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
流体的综合实验报告
流体的综合实验报告流体的综合实验报告引言:流体力学是研究流体运动规律的一门学科,广泛应用于工程领域。
为了更好地理解流体力学的基本原理和实验方法,我们进行了一系列的综合实验。
本报告将详细介绍实验的目的、原理、实验装置和实验结果,并对实验结果进行分析和讨论。
实验目的:本次实验的主要目的是探究流体的基本性质,如流体的压力、流速、粘度等,并通过实验数据验证流体力学的基本定律,如质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律。
实验一:流体压力实验实验装置:实验装置由一个装满水的容器、一个连接容器底部的压力计和一个用于调节流体流量的阀门组成。
实验原理:根据帕斯卡定律,封闭在一个容器中的流体受到的压力是均匀的。
通过调节阀门,可以改变流体的流量,从而改变容器内的压力。
实验步骤:首先,打开阀门,调节流体流量,记录不同流量下的压力值。
然后,根据实验数据绘制流量与压力的关系曲线。
实验结果和分析:实验结果显示,流量和压力呈正相关关系。
这与帕斯卡定律的预期相符。
实验数据的线性关系表明,流体的压力与流体流速成正比。
实验二:流体黏度实验实验装置:实验装置由一个粘度计和一个用于调节温度的恒温槽组成。
实验原理:流体的黏度是流体内部分子间相互作用力的量度。
通过在不同温度下测量流体的黏度,可以研究流体的流动特性。
实验步骤:首先,将恒温槽调节到不同的温度,然后将流体样品倒入粘度计中,测量流体在不同温度下的流动时间。
最后,根据实验数据计算流体的黏度。
实验结果和分析:实验结果显示,流体的黏度随温度的升高而减小。
这与流体分子热运动增强、相互作用力减弱的规律相符。
实验数据的变化趋势与实验室中常见的流体黏度变化规律一致。
实验三:流体动量定律实验实验装置:实验装置由一个水平放置的流体管道、一个流速计和一个用于测量流体管道两端压力的压力计组成。
实验原理:根据流体动量定律,流体在管道中的流速和压力之间存在一定的关系。
通过测量流体管道两端的压力差和流速,可以验证动量定律。
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实验报告课程名称:过程工程原理实验(甲) 指导老师: 成绩:__________________ 实验名称:流体力学综合实验(一、二) 实验类型:工程实验 同组学生姓名:姿 一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得1、流体流动阻力的测定实验1.1 实验目的:1.1.1 掌握测定流体流经直管、阀门时阻力损失的一般实验方法1.1.2 测定直管摩擦系数λ与雷诺数 的关系,验证在一般湍流区内λ与 的关系曲线1.1.3测定流体流经阀门时的局部阻力系数ξ1.1.4 识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用 1.2 实验装置与流程: 1.2.1 实验装置:实验对象部分由贮水箱、离心泵、不同管径和材质的水管、阀门、管件、涡轮流量计、U 形流量计等所组成。
实验管路部分有两段并联长直管,自上而下分别用于测定粗糙管直管阻力系数和光滑管直管阻力Re Re系数。
同时在粗糙直管和光滑直管上分别装有闸阀和截止阀,用于测定不同种类阀门的局部阻力阻力系数。
水的流量使用涡流流量计或转子流量计测量,管路直管阻力和局部阻力采用压差传感器测量。
1.2.2 实验装置流程示意图,如图1,箭头所示为实验流程:其中:1——水箱2——离心泵3——涡轮流量计4——温度计5——光滑管实验段6——粗糙管实验段7——截止阀8——闸阀9、10、11、12——压差传感器13——引水漏斗图1 流体力学综合实验装置流程示意图1.3 基本原理:流体通过由直管、管件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的机械能损失成为直管阻力损失。
流体通过管件、阀门时由于流体运动方向和速度大小的改变所引起的机械能损失成为局部阻力损失。
1.3.1直管阻力摩擦系数λ的测定:由流体力学知识可知,流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:(1) 公式中:fp ∆:流体流经l 米直管的压力将,Pa ;λ:直管阻力摩擦系数,无因次; d :直管内径,m ;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速度,m/s ;由上面的式子可知: (2)雷诺数: Re =Reuρμ式子中:μ:流体粘度,kg/(m ·s)。
湍流时λ是Re 和相对粗糙度(ε/ d )的函数,须由实验测定。
由(2)可知,要测定λ,需要确定l 、d ,测定f p ∆、u 、ρ、μ等参数。
其中l 和d 由装置参数表给出,ρ、μ通过测定流体温度,查相关手册而得,u 通过测定流体流量,再由管径计算得到。
本装置采用涡流流量计测量流量u =V900π∗d2(3)式中:v 为流量计测得的流量,m 3/hf p ∆可直接从仪表中读出2ρ2ud l p h f f λ=∆=2ρlu 2f p d ∆=λ根据实验装置结构参数l 、d ,指示液密度,液体温度,以及实验测定的f p ∆、V ,求取Re 和λ,然后将Re 和λ在双对数坐标图上绘制成曲线。
1.3.2 局部阻力系数ξ的测定:流体通过某一管件或者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,局部阻力的这种算法,叫做阻力系数法。
即:(4)故: (5) 式中:h f ′:单位流体流经某一管件或者阀门时的机械能损失,J/kg ; ξ:局部阻力系数,无因次;∆p f′:局部阻力压力降,P a ;(∆p f′=∑∆p f −∆p fl ,即表示流体经过阀门或管件时的静压损失。
)ρ:流体密度,kg/m 3;g :重力加速度,9.81m/s 2;u :流体在在小截面管内流动的平均速度,m/s ;根据连接管件或阀门两端管径中小管的直径d ,流体温度t ,以及实验测定的相关参数,通过公式(5)求取管件或阀门的局部阻力系数ξ。
1.4 实验步骤:1.4.1 开启仪表柜上的总电源、仪表电源开关。
1.4.2 实验室已经将水泵中灌满水,否则应先将水泵中灌满水。
然后关闭泵出口阀,启动水泵,待电机转动平稳后,把泵的出口阀缓缓开到最大。
然后全开流量阀,以排除测试管内的空气。
本装置使用压差变送器测量压差,应先对差压变送器两侧的引压管进行排气操作。
1.4.3 实验从做最大流量开始做起,最小流量应控制在1m 3/h 。
由于实验数据处理时使用的是双对数2ρ2'u p h f f ξ=∆=ρgu 22'f p ∆=ξ坐标,所以实验时每次流量变化取等比数列,这样得到的数据点就会均匀分布。
流量改变后,要等到流动达到稳定后再读数,实验时同时读取不同流量下的压差、流量和温度等有关参数(温度取实验开始时与实验结束时温度的平均值)。
1.4.4 装置确定时,根据∆p和u的实验值,可以计算λ和ξ,在等温条件下,雷诺数R e=duρμ,绘制λ~R e 曲线(双对数坐标)。
1.4.5 实验结束,关闭泵出口阀,关闭水泵电机,关闭仪表电源和总电源开关,将实验装置恢复原样。
1.5 数据记录和处理:1.5.1 装置参数:名称管内径d(mm)直管测量段长度l(mm)局部阻力测量段长度l(mm)光滑管21 1000 660粗糙管22 1000 6801.5.2 数据记录和处理:水温t=28.3℃,查表得:ρ=996.2 kg/m3;μ=0.8418×10−3Pa·s光滑管实验数据处理序号流量V/(m3/h) 直管压差∆pf(kPa)阀压差∆pf‘(kPa)流速u/(m/s)R e/104λξ1 5.23 8.1 70.9 4.194 10.424 0.0194 7.4812 4.35 5.61 47.78 3.489 8.670 0.0194 7.2713 3.62 3.97 32.6 2.903 7.215 0.0199 7.1414 3 2.76 21.37 2.406 5.979 0.0201 6.7805 2.5 1.96 14.45 2.005 4.983 0.0206 6.5716 2.05 1.24 8.73 1.644 4.086 0.0193 5.8767 1.74 0.86 5.61 1.395 3.468 0.0186 5.1998 1.43 0.5 2.71 1.147 2.850 0.0160 3.6339 1.21 0.31 1.35 0.970 2.412 0.0139 2.44210 1 0.14 -0.15 0.802 1.993 0.0092 -0.75711 0.83 0.05 -0.97 0.666 1.654 0.0048 -4.545粗糙管实验数据处理序号流量V/(m3/h) 直管压差∆pf(kPa)阀压差∆pf‘(kPa)流速u/(m/s)R e/104λξ5.39 24.96 24.96 3.939 10.254 0.0711 1.034 4.47 21.51 23.48 3.266 8.504 0.0890 1.666 3.71 14.85 16.66 2.7117.058 0.0892 1.792 3.07 10.16 11.43 2.243 5.841 0.0892 1.804 2.52 6.93 7.79 1.841 4.794 0.0903 1.822 2.12 4.98 5.65 1.549 4.033 0.0917 1.894 1.76 3.62 4.15 1.286 3.348 0.0967 2.049 1.45 2.38 2.83 1.060 2.759 0.0936 2.167 1.21 1.65 2.02 0.884 2.302 0.0932 2.306 1 1.06 1.43 0.731 1.902 0.0877 2.6661 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11计算示例:取粗糙管第3组数据为例: u =V 900π∗d 2=3.07/(900*3.1416*0.022*0.022)=2.243R e =duρμ=0.022*2.243*996.2/(0.8418*10^-3)*10^-4=5.841=2*0.022*10.16*1000/(996.2*1*2.243*2.243)=0.0892=2*(11.43-0.68*10.16)*1000/(996.2*2.243*2.243)=1.8041.6 实验结果与数据分析1.6.1根据光滑管、粗糙管实验结果,在双对数坐标上分别标绘出λ~Re 曲线(见图2)0.83 0.67 1.01 0.6071.579 0.0804 3.0262ρlu 2fpd ∆=λρgu 22'fp ∆=ξ0.10.01Re图2光滑管和粗糙管λ-Re曲线图3 Moody图对照Moody图,估算得到:光滑管:相对粗糙度ε/d=0.0002,绝对粗糙度ε=0.0002*21mm=0.0042mm粗糙管:相对粗糙度ε/d=0.06,绝对粗糙度ε=0.06*22mm=1.32mm1.6.2 求均值得光滑管全开ξ=5.821;粗糙管阀门全开ξ=1.9201.6.3 由Moody图,λ是雷诺数Re和相对粗糙度ε/d的函数。
(1)对于光滑管来说,当流体流过光滑管时,因为管的粗糙峰很小,粗糙峰都处在湍流的层流底层之下,故ε/d对流动阻力不产生任何影响,因此λ只是Re的函数,且λ随着Re的增大而减小。
由图2与Moody图对比,实验图中当Re在3万到10万区间时,λ稳定在0.02左右;当Re小于3万时,λ随着Re减小而减小,从0.02减小到0.14。
理论上当Re在2万增加到10万时,λ从0.025减小到0.018。
实验图形与理论图形有较大的差别。
误差分析:1、实验中改变流量后进行数据采集时,等待稳定的时间不够长,数据还未稳定。
在数据读取以及处理时的精确度选择也会实验结果产生影响。
2、仪器测量精度所限,光滑管数据中,当流量在1m^3/h以下时,压差出现负值,可见当流量较小时,测量压差的误差较大,使得所测λ值偏小。
3、实验所选用的光滑管并非理想的光滑管,ε/d比值较大,因而不能忽略其影响。
(2)当流体在粗糙馆内湍流流动时,Re、ε/d 对流动阻力均有影响,且随着Re的增大,ε/d对λ的影响越来越重要,相反,Re的影响却越来越弱。
这是因为,ε/d一定时,Re越大,则暴露在湍流主体区的粗糙峰就越多,ε/d对λ的影响就越大;当Re 增大到一定程度后,几乎所有的粗糙峰都暴露在湍流主体区内,此时流动进入了阻力平方区,该区域的曲线趋近于水平线。
这时粗糙管的摩擦损失h f∝u2。
对比图表和Moody可得,实验结果与理论基本上吻合,偏离不是很大,粗糙管曲线的趋势线接近于水平线,且处在阻力平方区内。