流体流动阻力的测定实验报告2
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。
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.测定流体在特定的材质和ξ/d 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.测定流体通过阀门时的局部阻力系数。
二、实验目的1. 解测定流体流动阻力摩擦系数的工程定义, 掌握测定流体阻力的实验组织方法。
2.测定流体流经直管的摩擦阻力和流经管件或阀门的局部阻力, 确定直管阻力摩擦系数与雷诺数之间的关系。
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、实验原理流体通过由直管和阀门组成的管路系统时, 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 流体流动过程是一个多参数过程, 。
由因次分析法, 从诸多影响流体流动的因素中组合流体流经管件时的阻力损失可用下式表示:⎥⎦⎤⎢⎣⎡ξμρ=ρ∆d ,du ,d l F u P 2 λ=Ψ(Re, ε/d ) 雷诺准数μρdue =R ;22u d l Ph f ⋅⋅=∆=λρ只要找出λ、ξ就可计算出流体在管道内流动时的能量损失。
g P Hg )R(ρρ-=∆易知, 直管摩擦系数λ仅与Re 和 有关。
因此, 只要在实验室规模的装置上, 用水做实验物系, 进行试验, 确定λ与Re 和 的关系, 然后计算画图即可。
2.局部阻力局部阻力可以用当量长度法或局部阻力系数法来表示, 本实验用局部阻力系数法来表示, 即流体通过某一管件或阀门的阻力损失用流体在管路中的动能系数来表示, 用公式表示:一般情况下, 由于管件和阀门的材料及加工精度不完全相同, 每一制造厂及每一批产品的阻力系数是不尽相同的。
四、实验设计由和知, 当实验装置确定后, 只要改变管路中流体流速u及流量V, 测定相应的直管阻力压差ΔP1和局部阻力压差ΔP2, 就能通过计算得到一系列的λ和ξ的值以及相应的Re的值,【原始数据】在实验中, 我们要测的原始数据有流量V, 用来计算直管阻力压差ΔP1和局部阻力压差ΔP2的U型压差计的左右两边水银柱高度, 流体的温度t(据此确定ρ和μ), 还有管路的直径d和直管长度l。
流体流动阻力的测定(化工原理实验报告)
流体流动阻力的测定(化工原理实验报告)流体流动阻力的测定(化工原理实验报告)摘要:本实验研究了流体流动阻力的测定方法,以了解流阻比数据和参数对流体流动特性的影响。
实验中采用了空心管实验装置,在一定的压差试验条件下,通过压力表和熨斗流量计测量压力和流量,计算出流阻比系数。
通过实验,研究了流阻比系数随着实验参数(流量、温度、压力)变化的规律,从而获得一定规律性的微观流动特性数据。
关键词:流阻比;熨斗流量计;实验;流动阻力1 前言流体流动阻力是研究流体流动特性的一项重要参数。
它决定了流体在管道内流动时会受到什么样的阻力,直接影响着流体在设备内的流动性能和传热特性。
因此,准确测量流体流动阻力是研究管道流动的关键问题。
本实验旨在研究空心管装置测量的流阻比数据对流体流动特性的影响,以便获得微观流动特性数据,并用于管道设计、传热学的研究中。
2 实验目的1)研究在空心管实验装置内测量流阻比系数的变化规律:2)利用测量的流阻比系数,得出瞬态流体流动特性曲线,即流量与压力的变化规律; 3)通过实验有规律地分析,获得实验流体的微观流动特性参数。
3 实验装置本实验主要采用空心管实验装置(见图1),由电磁阀控制罐内的液体,带动空心管内的流体循环,保持流量一定,从而实现实验的要求。
该装置由如下几个部分组成:(1)空心管;(2)球阀;(3)高低压罐;(4)汽缸和气缸;(5)液体泵;(6)电磁阀;(7)水箱;(8)熨斗流量计;(9)压力表;(10)温度计。
4 实验方法1)确定实验条件:根据实验任务,确定温度、压力、流量等参数,以及电磁阀的控制时间;2)进行实验:根据实验条件,控制电磁阀的开启和关闭,实现空心管内的液体流动,同时调节实验参数,测量压力及流量;3)根据压力和流量,绘出流量-压力曲线,计算出对应的流阻比系数;4)根据实验数据,进行实验数据分析,探究实验参数变化时,流阻比系数变化规律,得出流体的微观流动特性参数。
5 实验数据在实验中,调节不同的参数,实现不同的实验条件,测量得到流量和压力的数据,根据测量的实验数据,画出Flow-Pressure曲线,结果如下表1所示:实验条件实测压力(MPa) 实测流量(M3/h)流阻比(MPa/m3/h)条件1 0.39 0.159 0.80条件2 0.51 0.159 1.06条件3 0.62 0.159 1.29条件4 0.68 0.159 1.41条件5 0.80 0.159 1.64表1 实验结果图2 Flow-Pressure曲线图6 结论1)根据上述的实验结果,可以发现,随着压力和流量的增加,流阻比也相应地增大;2)通过分析实验数据,可以获得一定的规律性的微观流动特性数据,即通过把不同的实验参数变量并入方程式中,可以根据需要精确地预测不同条件下,流体流动时的压力和流量变化规律;3)该测试结果可以作为设计管路时流体传热特性和流动特性的参考,更好地掌握管路中流体的流动特性。
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摘要:通过测算不同流速和管道直径下流体的流量和压降,确定了流体流动阻力与流速和管道直径的关系,并确立了相应的流体流动阻力公式。
实验的结果表明,流体流动阻力与流速和管道直径的平方成正比,结果与理论计算值基本吻合。
一、实验原理在流体力学中,我们研究流体在管道中的运动和分布。
不同形状、不同截面的管道中,流体的流动速度和压强是不同的,流体的动能和势能也会随着时间和位置的变化而发生变化。
在流体流动中,管道内壁与流体的相互作用形成一定的阻力,这种阻力称为流体流动阻力。
实验中,我们设计了一套管道流体流动测量装置,通过测算流体在不同流速和管道直径下流量和压降,确定了流体流动阻力与流速和管道直径的关系,并确立了相应的流体流动阻力公式。
二、实验步骤1. 准备工作:将实验装置安装好,并连接好各个部件。
2. 流量测定:打开水泵,将水流导向流量计中,通过观察流量计中的示数,测定流体的流量。
3. 压降测定:利用几何水平仪测定与水平面夹角,计算出流体在管道中的压降。
4. 流速测定:通过测算流量和管道截面积,计算出流体的平均流速。
5. 重复实验:重复以上测定步骤,测定不同流速和管道直径下的流量和压降数据,以确定流体流动阻力与流速和管道直径的关系。
6. 数据处理:根据实验数据计算出流体流动阻力公式,并与理论计算值对比。
三、实验结果与分析1. 流量与管道直径的关系通过实验测定,流量与管道直径的平方成正比。
实验数据如下:流量 Q (m3/h) 1 2 3 4 5直径 D (cm) 1 1.5 2 2.5 32. 压降与流速的关系通过实验测定,压降与流速的平方成正比。
实验数据如下:流速 v (m/s) 0.67 1.13 1.33 1.51压降 h (m) 0.05 0.09 0.12 0.163. 流体流动阻力与流速和管道直径的关系根据实验得到的数据,流体流动阻力与流速和管道直径的平方成正比。
流体流动阻力公式为:f = αρv2 D2/4其中,f 为阻力系数,ρ 为流体密度,v 为平均流速,D 为管道直径,α 为系数。
流动阻力的测定实验报告
流动阻力的测定实验报告化学工程与工艺专业化工原理实验报告姓名学院专业班级学号指导教师实验日期评定成绩:评阅人:流体流动阻力的测定实验报告一、实验目的(1)学习直管摩擦阻力Ap、直管摩擦系数大的测量方法。
(2)测定不同直管摩擦系数人与雷诺数Re之间的关系。
(3)测定弯头等局部阻力系数C与雷诺数Re之间的关系。
(4)掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。
二、实验基本原理(一)流动阻力的测定流体在管内流动时,由于黏性剪应力和涡流的存在,必然引起能量损耗。
这种损耗包括流体流经管道的直管阻力和流经管件阀门等的局部阻力。
1.直管阻力摩擦系数的测定流体在圆形直管内流动的阻力损失hf为:-.2△pI匕hf=—= A —P d 2、2ApdA = yIpu乙由式(1)可知,欲测定入,需知道1、d,测定等。
与因实验装置而异,由现场实测。
1为两测压点的距离,欲测定,只需测量液体的温度,再查有关手册。
欲测定U,需先测定流量,再由管径计算流速。
2.局部阻力系数的测定流体流经管件的阻力损失为:.2C =Ap 9(2)pu£待测的阀门或弯头,由现场指定。
(二)流量计校正流量测量中,广泛采用孔板流量计和文丘里流量计。
这两种流量计由孔板与U型管压差计组成。
当流体以一定流速通过孔板时,由于流道截面缩小,流速增大,而使孔板前后产生一定压差。
流体的体积流量与压差的关系如下式所示:即竿(3)V=CoA [2流量系数Co与流量计的结构参数(do/D)有关,与流体的流动状况Re有关。
通过实验确定Co与Re的关系曲线,称为流量计校正。
本实验是以水为工作流体,测定在一定范围内的Co〜Re曲线。
三、实验装置与流程实验装置流程如图所示,由管子、管件、闸阀、孔板、控制器、流量计及泵等组成, 实际实验装置由多个支路构成,分别用于直管阻力测定、局部阻力测定和流量计的校核。
四、实验内容(1)看懂阻力实验原理图。
熟悉现场指定的待测直管和管阀件,开启该支线进口阀,关闭其他支线进口阀。
流体流动阻力的测定实验报告
4.00 3.71 3.45 3.13 2.90 2.57 2.33 2.09 1.84 1.62 1.30 0.98
Re
83472 77283 71930 65239 60555 53696 48678 43660 38474 33790 27099 20408
0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.026 0.026 0.027
因此 式中:—局部阻力系数,无因次; -局部阻力压强降,;(本装置中,所测得的压降应扣除两测压口间直管 段的压降,直管段的压降由直管阻力实验结果求取。) —流体密度,; —流体在管内流动的平均流速,。 根据连接阀门两端管径,流体密度,流体温度 (查流体物性、),及实 验时测定的流量、压差计读数,求取阀门的局部阻力系数。 三、实验内容 1. 根据粗糙管实验结果,在双对数坐标纸上标绘出曲线,对照化工原 理教材上有关曲线图,即可估算出该管的相对粗糙度和绝对粗糙度。 2. 根据光滑管实验结果,对照柏拉修斯方程,计算其误差。
2. 实验流程 实验对象部分是由贮水箱,离心泵,不同管径、材质的水管,各种阀
门、管件,涡轮流量计和倒 U 型压差计等所组成的。管路部分有三段并联 的长直管,分别为用于测定局部阻力系数,光滑管直管阻力系数和粗糙管 直管阻力系数。测定局部阻力部分使用不锈钢管,其上装有待测管件(闸阀);
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化工原理实验
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化工原理实验
对数据进行与粗糙管相同方法的计算,并根据 Blasius 方程计算在 Re 条件下的理论值,计算实验值与理论值的相对误差(相对误差公式为 )。计算结果如下表所示:
序号
1
2
3
4
5
流体流动阻力测定实验报告
流体流动阻力测定实验报告流体流动阻力测定实验报告引言:流体力学是研究流体在不同条件下的运动规律和力学性质的学科。
在工程领域中,流体力学的研究对于设计和优化流体系统至关重要。
而流体流动阻力的测定实验是流体力学中的基础实验之一,通过测量流体在不同条件下的阻力大小,可以进一步研究流体的流动规律和性质。
一、实验目的本实验的目的是通过实验测定不同条件下流体的流动阻力,并分析影响流体阻力的因素。
二、实验原理流体流动阻力是指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、管道尺寸等因素。
根据流体力学的基本原理,流体流动阻力可以通过测量流体流经管道时的压差来计算。
三、实验仪器与材料本实验所使用的仪器和材料有:1. 流量计:用于测量流体的流量。
2. 压力计:用于测量流体流经管道时的压差。
3. 管道系统:包括进口管道、出口管道和中间的测试段。
四、实验步骤1. 搭建实验装置:将进口管道、出口管道和测试段按照一定的顺序连接起来,并确保连接紧密、无泄漏。
2. 流量调节:通过调节流量计的开度,控制流体的流量大小。
3. 测量压差:在进口管道和出口管道上分别安装压力计,并通过读取压力计上的数值来测量流体流经管道时的压差。
4. 记录数据:在不同流量下,分别测量并记录流体流经管道时的压差。
5. 数据处理:根据测得的压差数据,计算不同流量下的流体流动阻力。
五、实验结果与分析根据实验数据,可以绘制流体流动阻力与流量的关系曲线。
通过分析曲线的斜率和曲线的形状,可以得出以下结论:1. 流体流动阻力与流量呈线性关系,即流量越大,流体流动阻力越大。
2. 流体流动阻力随着流速的增加而增加,但增速逐渐减缓。
3. 流体流动阻力与管道尺寸有关,管道越粗,阻力越小。
六、实验误差与改进在实际实验中,可能会存在一些误差,如仪器的误差、操作误差等。
为减小误差,可以采取以下改进措施:1. 仪器校准:定期对流量计和压力计进行校准,确保其测量结果的准确性。
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。
化工原理实验—流体流动阻力测定实验
化工原理实验报告—流体流动阻力测定实验班级: 031112班小组:第六组指导老师:刘慧仙组长:陈名组员:魏建武曹然实验时间: 2013年10月18日目录一、实验内容 (1)二、实验目的 (1)三、实验基本原理 (1)1.直管阻力 (1)2.局部阻力 (3)四、实验设计 (3)1.实验方案 (3)2.测试点及测试方法 (3)原始数据 (3)测试点 (4)测试方法 (4)3.控制点及调节方法 (4)4.实验装置和流程设计 (4)主要设备和部件 (4)实验装置流程图 (4)五、实验操作要点 (5)六、实验数据处理和结果讨论分析 (6)实验数据处理 (6)1.实验数据记录表 (6)2.流体直管阻力测定实验数据整理表 (7)3.流体局部阻力测定实验数据整理表 (8)4.计算示例。
(9)结果讨论分析 (10)七、思考题 (11)实验一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的直管中流动时的阻力摩擦系数,并确定和之间的关系。
2.测定流体通过阀门时的局部阻力系数。
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,掌握测定流体阻力的实验方法。
2.测定流体流径直管的摩擦阻力和流经管件或局部阻力,确定直管阻力摩擦系数与雷诺数之间的关系。
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、肘管、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的作用,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①由于流体分子在流动过程中的运动机理十分复杂,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。
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:流体流动阻力的测定摘要:本实验通过测量流体在管道中的压降,来确定流体流动阻力的大小。
采用了排水法和泄水法分别测量不同直径的导管中水的流速和压降,并通过处理实验数据得到了流体的流动阻力,并与理论值进行了比较。
引言:液体或气体在管道中流动时会遇到一定的阻碍力,即流动阻力。
流动阻力的大小与管道直径、流速、流体性质等因素有关,因此需要进行实验测定。
实验仪器和材料:1. 导管:直径分别为2cm、4cm、6cm的塑料导管。
2.水泵:用于提供水流。
3.节流装置:用于调节水流量。
4.U型水银压力计:用于测量压降。
5.超声波流速仪:用于测量流速。
6.计时器:用于计时。
7.温度计:用于测量流体温度。
实验步骤:1. 将2cm直径的导管连接至水泵和节流装置,并调节节流装置使水流量适中。
2.打开水泵,使水开始流动,打开计时器记录时间。
3.使用超声波流速仪测量水在导管中的流速,并记录测量值。
4.同时使用U型水银压力计测量水在导管两端的压降,并记录测量值。
5.根据实验数据计算流体的流动阻力,并记录结果。
6. 重复以上步骤,分别对4cm、6cm直径的导管进行实验测量。
实验数据与结果:对于2cm直径的导管,测得的流速为0.032m/s,压降为2cm水柱。
通过计算得出流动阻力为0.053Pa·s/m^3对于4cm直径的导管,测得的流速为0.024m/s,压降为4cm水柱。
通过计算得出流动阻力为0.083Pa·s/m^3对于6cm直径的导管,测得的流速为0.018m/s,压降为6cm水柱。
通过计算得出流动阻力为0.093Pa·s/m^3讨论与分析:通过实验测量得到的流动阻力与导管直径成反比,与流体流速成正比。
这与理论预期是一致的。
由于实验条件的限制,实验中可能存在误差,例如流速和压降的测量误差、流体温度的变化等。
同时,水的物理性质也可能受实验环境的影响而发生变化,因此计算得到的流动阻力也可能不完全准确。
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流体流动阻力的测定实验,听上去像是个高大上的课题,但其实跟我们日常生活的很多事儿都有关。
想想我们喝水的感觉,水流在嘴里流淌,轻松自在。
如果把这水放到管子里流动,情况就复杂多了。
流体在管道中流动的时候,阻力的大小会影响它的速度和流量。
这个实验就是要揭开流体流动阻力的神秘面纱。
1.1 实验目的我们做这个实验,最主要的目的是了解流体流动时遇到的阻力。
通过测量不同流速下的压力差,看看流体的流动行为。
其实,搞懂这些,对工程设计、环保以及很多实际应用都有很大的帮助。
简单来说,我们要知道流体到底是怎么“行走”的,阻力又是怎么“绊倒”它的。
1.2 实验设备说到设备,这里用到的可不简单。
我们有水槽、流量计、压力传感器、管道等。
这些都是不可或缺的工具。
水槽用来存水,流量计用来测量流速,压力传感器则可以精准地捕捉到流体流动时的压力变化。
这些设备在一起,形成了一套完整的实验系统。
看着这些仪器,就像面对一个个期待着揭示秘密的“好奇宝宝”。
二2.1 实验步骤实验步骤分得很细,我们从准备工作开始。
首先要设置好实验装置。
确保水槽的水位适中,管道连接紧密,所有仪器正常工作。
然后,慢慢启动水泵,让水流动起来。
记住,流速一定要控制好,不能太快,否则会影响测量结果。
2.2 数据记录水流开始流动时,我们要用流量计记录下水流的速度。
接着,利用压力传感器测量不同流速下的压力差。
这个过程需要细心,不能马虎。
每次记录的时候,心里都得默念:一定要准确,一定要准确。
每一个数据都像一颗珍珠,串起来就是整个实验的成果。
2.3 数据分析有了数据,我们接下来就要进行分析。
通过绘制压力差和流速的关系图,观察它们之间的变化规律。
结果常常会让人感到惊喜。
你会发现,随着流速的增加,流体的阻力变化是有规律可循的。
这种规律不仅能帮助我们理解流体力学,还能对实际工程应用提供指导。
三3.1 结果讨论讨论实验结果的时候,心中总会涌起一种成就感。
通过数据,我们可以清晰地看到不同条件下流体流动的行为。
流体流动阻力实验报告
流体流动阻力实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过测量不同流速下流体通过不同形状截面管道时的流动阻力,探究流体流动阻力与流速、管道形状的关系,从而加深对流体力学的理解。
二、实验原理。
1. 流体流动阻力。
当流体通过管道流动时,由于管壁的摩擦力和管道内部的涡流等原因,会产生一定的阻力,称为流体流动阻力。
2. 流体流动阻力系数。
流体流动阻力系数与流速、管道形状等因素有关,通常用Reynolds数来表征,即Re=ρVD/μ,其中ρ为流体密度,V为流速,D为管道直径,μ为流体粘度。
不同形状的管道在不同流速下,其流动阻力系数也会有所不同。
三、实验装置。
1. 实验装置包括流速测量装置、管道系统、压力传感器、数据采集系统等。
2. 流速测量装置采用激光多普勒测速仪,能够准确测量流体通过管道的流速。
3. 管道系统包括不同形状截面的管道,用于测量不同形状管道的流动阻力。
四、实验步骤。
1. 将不同形状截面的管道依次连接到流速测量装置上,并通过数据采集系统记录流体通过管道的流速。
2. 调节流速测量装置,分别测量不同流速下流体通过不同形状管道的流速和压力。
3. 根据测得的数据,计算流体流动阻力系数,并绘制流速与流动阻力的关系曲线。
五、实验结果与分析。
1. 通过实验测得不同形状管道在不同流速下的流动阻力系数,发现在相同流速下,不同形状管道的流动阻力系数存在明显差异。
2. 经过分析发现,流体流动阻力系数与管道形状、流速等因素密切相关,其中流速对流动阻力系数的影响较大。
3. 实验结果与理论分析基本吻合,验证了流体流动阻力与流速、管道形状的关系。
六、实验结论。
1. 流体流动阻力与流速、管道形状密切相关,流速越大、管道形状越复杂,流动阻力越大。
2. 实验结果可为工程实践提供参考,对流体在管道内的流动阻力有一定的指导意义。
七、实验总结。
本实验通过测量不同形状管道在不同流速下的流动阻力系数,探究了流体流动阻力与流速、管道形状的关系,加深了对流体力学的理解。
流体流动阻力系数的测定实验报告
流体流动阻力系数的测定实验报告
本实验通过测量不同直径、长度和流速的圆柱模型在流体中的流
动阻力,来确定流体流动阻力系数的大小。
本实验的目的是为了加深
对于流体静力学基础理论的理解,并且对于实际应用有重要的意义。
实验装置是由流体实验台、差压计、流量计、水泵、水槽等组成。
首先,我们将不同形状、尺寸的模型放置在水槽中,然后将水泵打开,将流速保持在一定值,并通过差压计和流量计测量实验数据。
实验中
我们采用了基于摩擦阻力的流体流动阻力系数的理论经验公式:
f=6U/(Re*d),其中f为流体流动阻力系数,U为流体速度,Re为雷诺数,d为模型的直径。
根据实验数据和理论公式,我们可以得出不同直径、长度和速度
下的流体流动阻力系数,并对数据进行分析和比较。
通过对实验数据
的分析,我们发现流体流动阻力系数与雷诺数、模型直径有关系。
当
直径增大时,流体流动阻力系数也会随之增大;当雷诺数增大时,流
体流动阻力系数也会增大。
这是由于雷诺数大小反映了流体的流动状态,当流动状态更加复杂时,摩擦阻力也会增大。
综合实验数据和理论公式,我们可以得出结论,流体流动阻力系
数与模型的直径、长度和流速、流体的粘度和密度有关系。
在实际生
产和工程应用时,可以根据流体流动阻力系数以及其他相关因素,来
设计和选择合适的流体系统,提高生产效率和降低成本。
总之,本实验通过对流体流动阻力系数的研究,深化了我们对于
流体静力学基础理论的理解,同时也为实际应用提供了重要的基础。
通过实验的过程,我们也学会了如何进行实验数据的收集和分析,提
高了我们的实验技巧和科研素养。
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、掌握测定流体流动阻力的实验方法,了解流体在管道中流动时阻力的变化规律。
2、测定直管摩擦阻力系数λ与雷诺数 Re 的关系,验证在层流和湍流时摩擦阻力系数的计算式。
3、测定局部阻力系数ζ,并了解其影响因素。
二、实验原理1、直管阻力损失流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失表现为压力降。
根据柏努利方程,直管阻力损失为:$Δp_f =λ\frac{l}{d}\frac{u^2}{2}$其中,$λ$为直管摩擦阻力系数,$l$为直管长度,$d$为直管内径,$u$为流体流速。
雷诺数$Re =\frac{duρ}{μ}$其中,$ρ$为流体密度,$μ$为流体粘度。
层流时,$λ =\frac{64}{Re}$;湍流时,$λ$与$Re$和相对粗糙度$\frac{ε}{d}$有关,可通过实验测定并关联成经验公式。
2、局部阻力损失局部阻力损失通常用局部阻力系数$ζ$表示,其计算式为:$Δp_j =ζ\frac{u^2}{2}$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、局部阻力部件(如弯头、阀门等)、压差计、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。
直管和局部阻力部件用于产生阻力,压差计用于测量阻力引起的压力差,流量计用于测量流体的流量。
四、实验步骤1、启动离心泵前,先检查水槽内水位是否高于离心泵入口,各阀门是否处于关闭状态。
2、打开电源,启动离心泵,逐渐打开调节阀,使流体在管路中稳定流动。
3、测量不同流量下的直管压差和局部阻力压差。
对于直管,调节流量,待流量稳定后,读取压差计的示数。
对于局部阻力部件,同样在不同流量下读取相应的压差。
4、记录不同流量下的压差、温度等数据。
5、实验结束后,先关闭调节阀,再关闭离心泵电源。
五、实验数据处理1、直管阻力系数的计算根据实验数据,计算不同流量下的流速$u$、雷诺数$Re$和直管阻力损失$Δp_f$ 。
由$λ =\frac{2dΔp_f}{lρu^2}$计算直管摩擦阻力系数$λ$ 。
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。
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。
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1.93 0.00054 1.31 1.477 32322 0.0172
2.24 0.00062 1.61 1.715 37513 0.0157
2.61 0.00073 2.01 1.998 43710 0.0145
3.00 0.00083 2.51 2.297 50241 0.0137
查表得:21.3℃下水的密度 998.2kg/m³,粘度为 0.981mpa*s 以第三组数据为例: 流量:q=0.93m³/h=0.00026m³/s 流速:u=q/A= 雷诺数:Re= 由 hf
突然扩大管的局部阻力系数数据表 水流量(m ³ / h ) 1.99 3 4.04 压降(k P a ) 1.04 2.35 4.44 流速u 2 (m / s ) 0.3992 0.6018 0.8104 流速u 1 (m / s ) 2.7507 4.1468 5.5843 局部阻力系数ζ 1.2544 1.2528 1.2643
局部阻力数据记录表
扩 大 管 水流量/ m .h 压降/kPa
3 -1
1.99 1.06
3.00 2.37
4.04 4.46
管径:由 Φ(22×3) mm 扩大到 Φ(48×3) mm(23.2℃,初始压降 0.02kpa)
层流管数据记录表 时间/s 体积/ml 压降 /kpa 温度/℃ 180 118 0.44 24.5 120 162 0.94 24.3 120 208 1.34 24.6 90 202 1.48 24.9 60 163 1.84 25.1 60 200 2.46 25.6 层流管 径 Φ(6×1.5) 长 1.5m,
0.87 1.05 2.42E-04 2.92E-04 0.698 0.843 0.58 0.77 15379 18561 0.0334 0.0304
粗糙管的数据处理 1.23 1.53 1.82 2.16 2.48 2.92 3.00 3.42E-04 4.25E-04 5.06E-04 6.00E-04 6.89E-04 8.11E-04 8.33E-04 0.987 1.228 1.460 1.733 1.990 2.343 2.407 1.02 1.47 1.98 2.61 3.34 4.34 4.58 21743 27047 32173 38183 43840 51618 53033 0.0294 0.0274 0.0260 0.0244 0.0237 0.0222 0.0222
两种情况下的λ——Re 曲线比较
0.00054 1.31 1.477 32322 0.0172
0.00062 1.61 1.715 37513 0.0157
0.00073 2.01 1.998 43710 0.0145
0.00083 2.51 2.297 50241 0.0137
0.0236 0.0227 0.0219 0.0211
3
柏天卿 2014-10-30
流体流动阻力的测定 ④ 测完一个元件的数据后,应将流量调节阀 11 关闭,观察压差传感器的读数是 否为零,否则要重新排气。 ⑤ 层流实验时, 应关闭流量调节阀 11,变频仪 13 频率, 应调到 12—15Hz 情况下, 用层流管流量阀 12 调节流量,用量筒和秒表测取数据。 要了解各种阀门的特点,学会阀门的使用,注意阀门的切换。
du
l d
相对粗糙度
d
管子长径比
1
柏天卿 2014-10-30
流体流动阻力的测定
从而得到
p du l ( , , ) 2 u d d
令 (Re,
d
)
p
l u2 (Re, ) d d 2
可得到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。
.p
l u2 可得: d 2
=
. . . . .
摩擦阻力系数:λ
=0.0255
绘制的λ——Re 关系如图所示:
0.04 0.035 0.03 0.025 0.02
0.015 0.01 10000 20000 30000 40000 50000 60000
光滑管的数据处理表 0.93 1.12 1.36 0.00026 0.00031 0.00038 0.45 0.59 0.77 0.712 0.857 1.041 15575 18757 22776 0.0255 0.0231 0.0204
1.61 0.00045 1.01 1.232 26963 0.0191
2
柏天卿 2014-10-30
流体流动阻力的测定 测压口间的距离为 1.5m;10 为突然扩大管,管子由 Φ(22×3) mm 扩大到 Φ(48×3) mm;各测 量元件压口均与压差传感器相连,系统流量由涡轮流量计 3 测量。
流体阻力实验带控制点工艺流程
5 6 11 8 9 10 3 7 4
12 2 1 13
d
对于光滑管, 大量实验证明, 当 Re 在 3 103 ~ 105 范围内, )。
与 Re 的关系式遵循 Blasius 关系式,即
0.3163 Re0.25
对于粗糙管, 与 Re 的关系均以图来表示。 (1) 层流的摩擦阻力系数
2. 局部阻力
64 Re
u2 hf 2
0.25 地满足 Blasuis 关系式: 0.3163 Re 。 层流时, 摩擦阻力系数满足关系式:
64 Re 。
一、 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 及突然扩大管和阀门的局部阻力系数 ξ。 ③测定层流管的摩擦阻力。 ④验证湍流区内摩擦系数 λ 为雷诺数 Re 和相对粗糙度的函数。 ⑤将所得光滑管 λ-Re 方程与 Blasius 方程相比较。
式中,ξ 为局部阻力系数,其与流体流过管件的集合形状及流体的 Re 有
关,当 Re 大到一定值后,ξ 与 Re 无关,为定值。
三、 装置和流程
本实验装置如图,管道水平安装,实验用水循环使用。其中 5 管为层流管,管径 Φ(6×1.5)mm,两测压管之间的距离 1.5m,6,7 管安装有球阀和截止阀两种管件,管径为 Φ(27×3)mm;8 管为 Φ(27×3) mm 不锈钢管;9 为 Φ(27×2.75) mm 镀锌钢管,直管阻力的两
流体流动阻力的测定
实验报告
报告人:柏天卿 学 号:2012011401
骆秋辰 周俊宇
同组人:张煜
柏天卿 2014-10-30
流体流动阻力的测定
实验名称: 流 体 流 动 阻 力 的 测 定 摘要:本实验通过测定流体在不同管路中流动时的流量 qv、测压点之间的压强 差ΔP,结合已知的管路的内径、长度等数据,应用机械能守恒式算出不同管路 的λ‐Re 变化关系及突然扩大管的局部阻力系数。从实验数据分析可知,光滑 管、粗糙管的摩擦阻力系数随 Re 增大而减小,并且光滑管的摩擦阻力系数较好
3.00 2.50
管径:Φ(27×2.75) mm(21.3℃,初始压降-0.01kpa) 0.60 0.22 0.74 0.36 0.87 0.54 1.05 0.73 1.23 0.98 1.53 1.43 1.82 1.94 2.16 2.57 2.48 3.30 3.00 4.54
管径:Φ(27×3) mm(22.3℃,初始压降-0.04kpa)
hf
式中
p
l u2 d 2
h f ——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;
——摩擦阻力系数。
当流体在一管径为 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。改变流速科测出不同 Re 下的摩擦阻力系数,这 样就可得到某一相对粗糙度下的λ-Re 关系。 湍流区的摩擦阻力系数 在湍流区内 f (Re,
二、 基本原理
1. 直管摩擦阻力 不可压缩流体,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相关,可表示为: △p=ƒ( d , l , u ,ρ, μ, ε) 引入下列无量纲数群。 雷诺数 Re
2(1)光滑管的数据处理
4
柏天卿 2014-10-30
流体流动阻力的测定
水流量(m³/h) 水流量(m³/s) 压降(kpa) 流速u(m/s) 雷诺数Re 摩擦阻力系数λ
0.53 0.00015 0.19 0.406 8876 0.0331
0.78 0.00022 0.33 0.597 13063 0.0266
五、 数据处理 1 原始数据记录表如下:
直管数据记录表
光 滑 管 粗 糙 管 水流量/m .h 压降/kPa
3 -1
水流量/ m3.h-1 压降/kPa
0.53 0.18
0.78 0.32
0.93 0.44
1.12 0.58
1.36 0.76
1.61 1.00
1.93 1.30
2.24 1.60
2.61 2.00
Re
(2)与 Blasius 关系式相比较 Blasius 关系式
0.3163 Re0.25
5
柏天卿 2014-10-30
流体流动阻力的测定
水流量(m³/s) 0.00015 0.00022 0.00026 0.00031 0.00038 0.00045 压降(kpa) 0.19 0.33 0.45 0.59 0.77 1.01 流速u(m/s) 0.406 0.597 0.712 0.857 1.041 1.232 雷诺数Re 8876 13063 15575 18757 22776 26963 摩擦阻力系数λ 0.0331 0.0266 0.0255 0.0231 0.0204 0.0191 Blasius式所得λ 0.0326 0.0296 0.0283 0.0270 0.0257 0.0247