实验3流体阻力系数测定

不能关联
到一条曲线上。 （3）、测出的直管摩擦阻力与设备的放置状态有关吗？为什么？
答：有关系。由 h f= （P1/ ρ+z1g）-( P2/ ρ+ z2g) = △P/ ρ 可知，阻力损 失均主要表现
为流体势能的降低，即△ P/ ρ，只有当管道水平放置时，才能用△Ｐ 代替 △P。当不是水平管时△Ｐ 还包含了高度差所产生的势能差，所以如果不是水平 管，则所求的摩擦阻力值要比实际的摩擦阻力要大。 （4）、如果要增加雷诺数的 范围，可采取哪些措施？
实验三：流体流动阻力的测定
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、 测定直管的摩擦阻力系数 λ 及突然扩大管和阀门的局部阻力系数 ξ。
3、 验证湍流区内摩擦阻力系数 λ 为雷诺系数 Re和相对粗糙度的函数。
4、 将所得光滑管的 λ—Re方程与 Blasius 方程相比较
实验原理： 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。
（1-1 ）
（1-2 ）
（1-3 ） 式中： d——管径， m;△Pf ——直管阻力引起的压强降， Pa； u——流速， m/s ； ρ——流体的密度， kg/m3；μ ——流体的粘度， N· s/m2。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△ Pf 、与流速 u（流来自百度文库 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
答：可以同时增大管径和管内水的流量，或者用密度大、黏度小的液体进行 试验。
Re变
思考题：
（ 1）、在测量前为什么要将设备中的空气排净？怎样才能迅速地排净？
答：设备中要是还有空气未排净将使设备中液体不能连续地流动，势必影响
实验结果。在接通水泵电源以后，再打开流量调节阀门，使之大流量输出便可迅速
有效地排净设备中的空气。 （2）、在不同设备（包括相对粗糙度相同而管径不
同）、不同温度下测定的 λ— Re数据能否关联在一条曲线上？
线。
注意事项：
（ 1）为了接近理想的光滑管，我们选用了玻璃管，实际上在普通实验室中很 少采用玻璃管。
（ 2）为了更好的回归处理数据，请尽量多的测量数据，并且尽量使数据分布 在整个流量范围内。
（ 3）在层流范围内，用阀门按钮调节很难控制精度，请在阀门开度栏内自己 输入开度数值（阀门开度小于 5）。
（ 4）对于突然扩大管，我们做了简化，认为阻力系数是定值，不随 化。