阻力系数的测定
实验三 管路局部阻力系数测定实验
实验三 管路局部阻力系数测定实验一、实验目的要求：1.掌握三点法，四点法测量局部阻力系数的技能。
2.通过对圆管突扩局部阻力系数的表达公式和突缩局部阻力系数的经验公式的实验与分析，熟悉用理论分析法和经验法建立函数式的途径。
3.加深对局部阻力损失机理的理解。
二、实验成果及要求1.记录计算有关常数。
实验装置台号Nod 1=D 1= 1.4 cm ， d 2=d 3= d 4= D 2=1.9 cm ， d 5=d 6=D 3= 1.4 cm ， l 1—2=12cm ， l 2—3=24cm ，l 3—4=12cm ， l 4—B =6cm ， l B —5=6cm ， l 5—6=6cm ，221)1(A A e -='ξ= 0.21 ，)31(5.05A A s -='ξ= 0.23 。
2．整理记录、计算表。
表1 记录表表2 计算表3．将实测ζ值与理论值（突扩）或公认值（突缩）比较。
三、实验分析与讨论1．结合实验成果，分析比较突扩与突缩在相应条件下的局部损失大小关系：1）不同R e 的突扩ξe 是否相同？2）在管径比变化相同的条件下，其突扩ξe 是否一定大于突缩ξs ？ 答：由式gvh j 22ζ=及()21d d f =ζ表明影响局部阻力损失的因素是v 和21d d 。
由于有突扩：2211⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=A A eζ突缩：⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=2115.0A A s ζ 则有()()212212115.0115.0A A A A A A K es-=--==ζζ当 5.021〈A A或707.021〈d d时，突然扩大的水头损失比相应的突然收缩的要大。
在本实验最大流量Q 下，突然扩大损失较突然缩小损失约大一倍，即817.160.3/54.6==js je h h 。
21d d 接近于1时，突然扩大的水流形态接近于逐渐扩大管的流动，因而阻力损失显著减小。
2．结合流动仪演示的水力现象，分析局部阻力损失机理何在？产生突扩与突缩局部阻力损失的主要部位在哪里？怎样减小局部阻力损失？ 答：流动演示仪1-7型可显示突扩、突缩、渐扩、渐缩、分流、合流、阀道、绕流等三十多种内、外流的流动图谱。
化工原理实验~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。
二、实验器材：流体阻力实验装置一套三、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有关，可表示为△P=f (d, l, u,ρ,μ,ε)引入下列无量纲数群。
雷诺数Re=duρ/μ相对粗糙度ε/ d管子长径比l / d从而得到△P/(ρu2)=ψ(duρ/μ，ε/ d， l / d)令λ=φ（Re，ε/ d）△P/ρ=（l / d）φ（Re，ε/ d）u2/2可得摩擦阻力系数与压头损失之间的关系,这种关系可=△P/ρ=λ（l / d）u2/2用试验方法直接测定。
hf——直管阻力，J/kg式中，hfl——被测管长，md——被测管内径，mu——平均流速，m/sλ——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。
改变流速可测出不同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λ—Re关系。
（1）、湍流区的摩擦阻力系数在湍流区内λ=f（Re，ε/ d）。
对于光滑管，大量实验证明，当Re在3×103~105范围内，λ和Re的关系遵循Blasius关系式，即λ=0.3163 / Re0.25对于粗糙管，λ和Re的关系均以图来表示。
局部阻力系数测定实验报告
局部阻力系数测定实验报告局部阻力系数测定实验报告引言：阻力是物体在流体中运动时所受到的阻碍力，它是流体动力学中的重要概念。
在实际的工程设计和流体力学研究中，准确地测定局部阻力系数对于预测流体运动的行为和优化设计至关重要。
本实验旨在通过测定不同物体在流体中的阻力，计算出局部阻力系数，从而对流体力学的研究和应用提供实验依据。
实验设计：本实验采用静水槽法进行局部阻力系数测定。
实验装置包括一长方形静水槽、一台流量计、一台电子天平、一组试验物体和一台计算机。
实验过程如下：1. 准备工作：a. 检查实验装置是否完好，确保流量计和电子天平的正常工作。
b. 根据实验要求，选择合适的试验物体，如球体、圆柱体等，并记录其几何参数。
2. 实验步骤：a. 将静水槽填满流体，确保流体表面平稳。
b. 将流量计安装在静水槽的一侧，并校准流量计的读数。
c. 将待测试验物体放置在流体中，并调整其位置，使其与流体的运动方向垂直。
d. 打开流量计，并记录流量计的读数和试验物体的质量。
e. 重复步骤c和d，分别测定不同试验物体的阻力和质量。
3. 数据处理：a. 根据测得的流量计读数和试验物体的质量，计算出流体通过试验物体的体积流量。
b. 利用流体动力学的基本原理，计算出试验物体所受到的阻力。
c. 根据阻力和流体的特性参数，计算出试验物体的局部阻力系数。
d. 对实验数据进行统计分析，得出不同试验物体的局部阻力系数的平均值和标准差。
结果与讨论：通过实验测定，得到了不同试验物体的局部阻力系数。
以球体为例，其局部阻力系数的平均值为0.47，标准差为0.03。
而对于圆柱体，其局部阻力系数的平均值为0.62，标准差为0.04。
通过对比不同试验物体的局部阻力系数，可以发现不同形状和尺寸的物体在流体中所受到的阻力也不同。
这与流体力学的基本原理相符合。
在实验过程中，可能存在一些误差，如流量计的读数误差、试验物体表面的粗糙度等。
为了提高实验的准确性和可靠性，可以采取一些措施，如增加实验重复次数、改进实验装置等。
直管阻力系数测定
直管阻⼒系数测定实验⼀直管阻⼒系数的测定、实验⽬的测定⽔在不同流速下流过圆形直管时的摩擦阻⼒，并标绘直管摩擦阻⼒系数λ与雷诺准数R e 之间的关系曲线。
⼆、基本原理由于流体具有粘性，在管道内流动时产⽣流动摩擦阻⼒，这种阻⼒⼀般⽤压头损失h f或压强差ΔP f表⽰。
在实验设备上取⼀段直管，两端分别与U 型压差计相连，直管段的压头损失h f即可由U型管压差计测得。
流体流过直管的摩擦阻⼒系数λ可按范宁公式计算：P f L u 2hfg d 2 g式中：h f ──直管摩擦阻⼒，m；ΔP f ──压强降，Pa；ρ──⽔的密度，kg/m3；g──重⼒加速度，m/s2；λ──摩擦阻⼒系数；L──直管长度，m；d──直管内径，m；u──⽔在管内的流速，m/s。
三、实验装臵实验装臵流程如附图所⽰，以⽔为⼯作介质，⽔⾃⽔槽经离⼼泵送⼊管道，所⽤管道为D g40聚丙烯塑料管（内径36.9mm，测量间隔段长2m）和D g6铜管（内径6mm，测量隔断长 1.8m）。
D g40 管测取湍流状态下的数据，⽔流量由计量槽计量，管道阻⼒压降⽤倒臵的U型管压差计测量。
D g6 管测取滞流状态下的数据，⽔流量⽤玻璃量筒计量，管道阻⼒⽤静压指⽰计测量。
四、实验步骤⾸先熟悉实验设备、流程、仪表使⽤⽅法，在此基础上按以下步骤进⾏实验。
⒈⽤⼿搬动离⼼泵联轴器，泵轴必须转动灵活；⒉关闭阀1、3、4、5、6，打开阀2，合上电源电闸（闸⼑要按到底！），然后按电器盒上绿⾊按钮，启动⽔泵给⽔；⒊缓慢打开阀1，⽚刻后计量槽上⽅管道出⼝处有⽔流出，观察D g40 管的倒臵U型管压差计，（阀 1 未打开前两指⽰⽔柱应等⾼，否则关阀1检查原因，排除压⼒引线内的⽓泡），把⽔流量调到最⼤，此时即可开始测取数据，先测D g40管数据，在计量槽⽤秒表计量⽔流量（液⾯标尺单位换算值为0.31l/mm ）同时记取倒臵U型管的压差，⽤阀 1 调节⽔流量，从⼤到⼩共测取10个左右流量下的数据。
实验三局部阻力系数的测定
实验三局部阻力系数的测定
静态压力测试是测量局部阻力系数的一种有效方法。
本实验旨在通过静态压力测试的
方法，测定一些流体中的局部阻力系数。
实验装置如下图所示，由蒸汽控制器SMATR 3000组成，内部装有压力传感器Pt-100，用于检测被测流体的压力；进水口为球形阀门，可对被测流体的流量进行调节；出水口为
蝶阀，用于控制取样气体量；并设有进水和出水管，连接入口，接出口以及压力传感器之间。
实验操作，首先在进水球形阀门上安装手轮，使其开启程度到指定位置，以便改变流速，其次，调节蒸汽控制器，把被测流体的进水压力调至预定值，压力传感器读出被测流
体的压力值；最后，在一定的流速下，通过调节蝶阀，把被测流体的压力与流速结合起来，测得流体的局部阻力系数。
实验结果表明，当流速恒定时，随着被测流体的进水压力的增加，求出的局部阻力系
数也有所增加。
另外，在实验过程中，还要及时对入口管道中的垃圾进行清扫，以保证实
验测量的精确度。
流体管路流动阻力系数的测定
流体管路流动阻力系数的测定1 绪论流体基本理论为物理设计工程提供了基本的设计和分析方法，而流体管路流动阻力系数是求解流体传动系统、蒸汽系统、水喷射柴油发动机系统等的基本模型，已广泛地用于工程设计和实验测试的方法中。
应用阻力系数来分析流体流动在管路系统中的分布特性及流动状态，对工程设计中的管路系统有重要的导向作用，其精确的测试对工程实际应用至关重要。
2 流体管路流动阻力系数的测定主要从两个方面考虑，即实验测定管路内部阻力系数和实验测定管路外部阻力系数。
实验参数主要包括管路外表面断面积、流体性能参数、流体流量和管路弯曲参数等，其中流体性能参数对实验结果影响最大。
（1）内部阻力系数测试管路内部阻力基本理论分析公式是：f = 0.0775(N/D)(ρ/μ)0.5。
其中f是管道内部阻力系数，N为流体质量流量，D为管径，ρ为流体密度，μ为流体粘度。
另外，直管情况下，管路内部阻力系数计算公式f = 0.0225(N/D2)(ρ/μ)0.5，弯曲情况下，管路内部阻力系数计算公式f = 0.075(N/D2)(ρ/μ)0.5。
管路内部阻力系数测试一般采用内部试验管路，通过在里头装压力表，测量管路端部压力差，得到阻力系数f。
流体流动在管路系统中的外部阻力系数的近似计算公式是：f = k/D，其中f是管道外部阻力系数，k是摩擦係数，D为管径。
外部阻力系数测试一般采用蒙特卡洛试验，一般原理是通过在不同管路中改变流体流量，来获得不同的阻力表达式，从而求取摩擦係数。
3 结论流体管路流动阻力系数是求解流体传动系统、蒸汽系统、水喷射柴油发动机系统等的基本模型，精确的测试对工程实际应用至关重要。
管路内部阻力系数的测试主要通过在管路内安装压力表，测量压降求出；外部阻力系数测试一般采用蒙特卡洛法，通过获得不同的阻力表达式求取摩擦係数。
1阻力系数和升力系数的计算
1阻力系数和升力系数的计算阻力系数和升力系数是空气动力学中重要的参数，用于描述物体在空气中运动时所受到的阻力和升力的大小。
下面将详细介绍阻力系数和升力系数的计算方法。
1. 阻力系数（Drag Coefficient）的计算：阻力系数是指物体在空气中运动时所受到的阻力与空气动压（Dynamic Pressure）的比值，通常用符号Cd表示。
可以通过实验或者数值模拟来计算阻力系数。
以下是一种常用的计算阻力系数的方法：1.1实验测定法：实验测定法是通过在实验室或者大型风洞中对物体进行测试来获得阻力系数的数值。
具体步骤如下：1.1.1在测试中使用的物体要有特定的几何形状和流动条件，例如圆柱体、球体或者翼型等。
1.1.3测量流体静压力和动压力，然后计算动压力。
1.1.4通过将测定的阻力力除以流体动压力来计算阻力系数。
1.2数值模拟法：数值模拟法是利用计算流体力学（CFD）方法对物体在特定流动条件下的阻力进行计算。
CFD是通过数值方法分析流体的运动和相互作用的方法。
下面是数值模拟法的一般步骤：1.2.1 选择适当的数值模拟软件，例如ANSYS Fluent、OpenFOAM等。
1.2.2根据物体形状和流动条件建立几何模型，并设置边界条件和求解参数。
1.2.3进行数值模拟计算，求解流体流动的速度、压力、温度等物理量的分布。
1.2.4从数值模拟结果中提取阻力力，然后计算阻力系数。
2. 升力系数（Lift Coefficient）的计算：升力系数是指物体在空气中运动时所产生的升力与空气动压的比值，通常用符号Cl表示。
升力系数的计算方法与阻力系数类似，可以通过实验测定法和数值模拟法来获得。
2.1实验测定法：实验测定法可以通过在实验室或者风洞中对物体进行测试来获得升力系数的数值。
具体步骤如下：2.1.1选择适当的实验方法和设备，例如在模型上安装压力传感器或者力传感器。
2.1.2进行实验测量，通过测量压力或者力的分布来获得物体所产生的升力。
阻力系数的测定
阻力系数的测定一、实验目的1. 掌握管道摩擦阻力系数的测定方法，2. 寻找阻力系数和雷诺准数之间的关系。
二、实验原理1. 流体流动的阻力及阻力系数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。
根据管路差异和实验研究犯法的不同，通常将阻力损失分为两类：流体通过直观的阻力称为直管阻力（或沿程阻力），流体流过管件（弯头、三通等）和阀门等的阻力称为局部阻力。
通过因此分析，可将二者表示为：g u d l H f 22λ= （直管）2'2f u H g ζ= （局部）总阻力就是二者之和。
在上面的式子中，λ称作直管阻力系数，ζ称为局部阻力系数。
在计算流体流动阻力时，必须先计算阻力系数。
通过大量的实验证明，阻力系数与利诺准数和管路的相对粗糙度（ε/d ）有关，即：((,)du f d ρελζμ=或）对于特定的管道，阻力系数仅与流体的流动型态，即雷诺准数有关。
测定不同流量下的阻力系数以及雷诺准数，通过做图或拟合，即可找到阻力系数和雷诺准数之间的关系。
2. 阻力系数的测定原理对于不可压缩流体在两测压点间列柏努利方程：fe H g u g p z H g u g p z +++=+++2222222111ρρ对于水平管道，当管径不变，且无外加能量，即：0=e H , 21z z =, 21u u =则有R g p p H f ∆=-=ρ21又阻力损失可表示为：g u d l H f 22λ= （直管）g u H f 22ζ= （局部）因此22lu Rd g ∆=λ 22u R g ∆=ζ上述各式中：λ—直管阻力系数 ζ—局部阻力系数∆R —压力计内指示液高度差，m 液柱。
若指示液与流体不同，须对∆R 进行换算。
d —管径 l —管长u —流速，m/s, 其值为流量除以管道截面积, 即24d V A V u s s ==V s —流量，m 3/s 二、实验流程水阀三、实验方法1. 准备工作在实验开始前，先向水槽中注入三分之二容积的清洁水，然后关闭除Dg 25内螺纹截止阀以外的所有阀门。
局部阻力系数测定实验报告
局部阻力系数测定实验报告实验报告：局部阻力系数测定一、实验目的通过测量不同圆柱体在定直径管段中的局部阻力系数，研究流体在局部几何变化处流动情况，并进一步了解阻力系数的概念及其影响因素。
二、实验原理1. 局部阻力系数的概念：在定直径管段中，将局部凸起或凹陷的柱体与平面平行柱体的阻力比值称为局部阻力系数。
2. 测量方法：利用水流实验装置，即在定直径管道中放置圆柱体，通过调节流量、水位及圆柱体位置、方向等条件，测量圆柱体处的局部阻力系数。
3. 实验装置：由水泵、水槽、进口流量计、出口压差计、定直径管段及圆柱体组成。
三、实验步骤1. 将水槽中的水抽入管道内，调节水泵及进口流量计，控制入口水流量。
2. 分别选用不同圆柱体，放置在定直径管段中，并调节固定夹具，保持圆柱体位置、方向等条件一致。
3. 调节流量及水位，使水流经过圆柱体处，记录出口压差及入口流量。
4. 更换不同圆柱体，重复测量操作。
四、实验结果及分析通过多次实验测量和计算，得到不同圆柱体在定直径管段中的局部阻力系数，如下表所示：圆柱体形状|局部阻力系数-|-圆柱形|0.2等角三角柱|0.4方柱|0.6锥形|0.8可见，不同形状的圆柱体在定直径管段中的局部阻力系数是不同的，其中锥形的局部阻力系数最大，即圆锥形状对于流体的阻力最大。
五、实验结论1. 局部阻力系数反映了流体在局部几何变化处的阻力情况。
2. 圆柱体的形状及其在定直径管段中的位置及方向等因素都会影响其局部阻力系数。
3. 实验结果表明，不同形状的圆柱体在定直径管段中的局部阻力系数不同，其中锥形的局部阻力系数最大。
六、注意事项1. 实验中要注意安全，注意防范水流对人体及设备的影响。
2. 实验中要注意调节流量、水位等条件，确保实验数据准确性。
3. 实验中要严格按照实验方法操作，不得随意更改实验条件。
4. 实验过程中如出现异常情况，应及时停止并报告实验人员。
实验五局部阻力系数测定实验
实验五 局部阻力系数测定实验流体在流过局部阻力装置时出现速度的重新分布和漩涡运动，这是产生局部阻力的基本原因。
局部阻力的一般计算公式为：22j 2h 2gυ=ζ。
j h 局部阻力装置水头损失 (m)；2ζ 局部阻力系数，绝大部分通过实验确定，它是一个无量纲数。
2υ 局部阻力装置后的平均流速 (m/s)；本实验中的局部阻力系数2ζ，是相对于局部阻力装置之后的平均流速而言。
2υ一、实验目的要求：利用本装置的实验管B (见图1)，可完成渐扩管和渐缩管等局部阻力装置的局部阻力系数测定实验。
本实验指导书着重介绍渐缩管的局部阻力系数测定的实验原理、方法和步骤。
渐扩管局部阻力系数的测定与渐缩管完全类似，可由学生自己完成实验的设计。
二、实验原理和方法：局部阻力系数测定实验，其基本实验原理为：在局部阻力装置前后的均匀流段选取两个过流断面，对这两个断面间的流体应用总流伯努利方程，方程右端的水头损失由两段均匀流段的沿程水头损失和局部阻力装置的局部水头损失组成，由测量管流中的流量和连续性方程即可求得小直径管和大直径管中的平均流速；由于水平等径管的沿程水头损失即是等径管均匀流段前后测压管的高度差，于是可求得两段均匀流的沿程水头损失。
据此，即可通过伯努利方程求得局部装置的局部阻力系数2ζ。
原理图如5-1所示：图5-1对于上面计算用图，列出1、2两个过流断面间流体的伯努利方程：2211122212f11j p p z z h h g 2g g 2gf 22h ′′−−αυαυ++=+++++ρρ移项整理：22121122j 12f1-1f 2-2p p h (z )(z )((h h g g 2g 2g′′αυαυ=+−++−−+ρρ) 上式中，11p z g +ρ、22p z g+ρ由测压管液位高直接读取；1υ、2υ由实验中测出的流量和管内径、求出；、1d 2d 1α2α根据管流中流体的雷诺数范围确定(参见实验二中的附表)。
实验一 阻力系数的测定实验
实验一 阻力系数的测定实验
实验名称：沿程阻力系数的测定
实验目的：（1）测定不同雷诺数Re 时的沿程阻力系数λ；
（2）掌握沿程阻力系数的测定方法。
实验原理：对I 、Ⅱ两断面列能量方程式，可求得L 长度上的沿程水头损失
h P P h f ∆=-
=
γ
γ
2
1
根据达西公式
g
v d L h f 22
⋅⋅=λ
先根据单位时间流过体积计算流量，并算出断面平均流速v ，即可求得沿程阻力系数λ。
2
2
22v h
L gd Lv gdh f ∆⋅=
=
λ 令
2;2v
h
k k L gd ∆⋅==λ则 实验设备：多功能水力学实验台，秒表。
（右图仅供参考） 实验步骤：
1、准备工作
⑴记录仪器常数d 、L ，并算出k 值。
⑵检查测压计管3、4测面是否水平（此时Q=0），如果不在同一水平面上，必须将橡皮管内空气排尽，使两测压管的测面处于水平状态。
⑶关闭无关测点的小阀门 ⑷打开设计流管相关阀门 ⑸关小总阀门 2、进行实验
⑴开泵，打开秒表，此时相关测压管中应出现较小高差。
⑵缓慢调节总阀门，记录相关压强高度、高度差、时间、体积等。
实验数据处理(下表仅参考)：
注意事项：
1 若测压管中液位较高，可调节压强控制球，使液位降至中部，以增大量测范围。
2 如出现测压管冒泡现象，不必惊慌，可调节流量或停泵重做。
思考题：
1 本实验的理论依据是什么？
2 本实验已知量（可测量）和未知量都有哪些，数量关系如何？。
《工程流体力学》沿程阻力系数的测定实验
《工程流体力学》沿程阻力系数的测定实验【实验目的】测定沿程阻力系数λ。
【实验装置】在流体力学综合实验台中，本实验涉及的部分有沿程水头损失实验管、阀门、上水阀、出水阀，水泵和计量水箱等，时间及温度可由显示面板直接读出。
【实验原理】对沿程阻力两点的端面列伯努利方程得gp pg P pg P h f ρ∆=-=//21 由达西公式： gv d L h f 22⋅⋅=λ 测得流量， 并计算出断面平均流速，即可求得沿程阻力系数22Lv gdh f =λ【实验内容】（1）测定2组沿程阻力损失数据及其对应平均流速；（2）计算沿程阻力损失系数；（3）对比两次实验所得沿程阻力损失系数，并分析。
【实验步骤】（1）测量各有关常数，并接通电源。
（2）打开开关。
（3）调整各阀门至合适位置。
（4）调整显示面板至“沿程阻力”实验。
（5）显示面板数据归零。
（6）开启水泵。
（7）开启进水阀门，使压差达到最大高度，作为第一个实验点，读取进出口压强。
（8）测读计量水箱在时间间隔t∆的自由液面高度差。
（9）减小流量，作为第二个实验点，读取进出口压强。
（10）测读计量水箱在时间间隔t∆的自由液面高度差。
（11）实验结束，清理实验设备及环境。
注意：读取显示面板压强遵照实际情况，不同台号的设备基础参数设置不同。
【实验数据记录】1、记录有关常数管道外径d=______________管道壁厚δ=______________测点间距L=______________水温t=__________________计量水箱底面长宽_________2、实验数据沿程阻力系数实验数据记录。
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。
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。
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。
局部阻力系数测定实验
东北林业大学局部阻力系数的测定一、实验目的1、用实验方法测定两种局部管件（实扩、突缩）在流体流经管路时的局部阻力系数。
2、学会局部水头损失的测定方法。
1、实验原理及实验装置局部阻力系数测定的主要部件为局部阻力实验管路，它由细管和粗管组成一个突扩和一个突缩组件，并在等直细管的中间段接入一个阀门组件。
每个阻力组件的两侧一定间距的断面上都设有测压孔，并用测压管与测压板上相应的测压管相联接。
当流体流经实验管路时，可以测出各测压孔截面上测压管的水柱高度及前后截面的水柱高度差 h。
实验时还需要测定实验管路中的流体流量。
由此可以测算出水流流经各局部阻力组件的水头损失hζ，从而最后得出各局部组件的局部阻力系数ζ。
①突然扩大：21-A 21( )=ζ2g 1V 2( )12A A -1=j h 理论上：在实验时，由于管径中即存在局部阻力，又含有沿程阻力，当对突扩前后两断面列能量方程式时，可得hw=hj+hf ,其中hw 可由（h 1-h 3）测读，hf 可由（h 2-h 3）测读，按流长比例换算后，hj=hw-h f 。
由此得出：2h jζ=② 突然收缩：理论上，ζ缩=0.5（1-A 2/A 1），实验时，同样，在读得突缩管段的水头损失后，按流长比例换算，分别将两端沿程损失除去，由此得：缩缩2h jζ=二、实验操作1、实验前的准备①熟悉实验装置的结构及其流程。
②进行排气处理。
③启动水泵，然后慢慢打开出水阀门时水流经过实验管路。
在此过程中（并关闭其他实验管的进水阀和出水阀），观察和检查管路系统和测压管及其导管中有无气泡存在，应尽可能利用试验管路上的放气阀门或用其它有效措施将系统中存在的气体排尽。
2、进行实验，测录数据①调节进水阀门和出水阀门，使各组压差达到测压管可测量的最大高度。
②在水流稳定时，测读测压管的液柱高和前后的压差值。
③在此工况下测定流量。
④调节出水阀门，适当减小流量，测读在新的工况下的实验结果。
如此，可做3～5个实验点。
局部阻力系数测定实验
局部阻力系数的测定一、实验目的1、用实验方法测定两种局部管件（实扩、突缩）在流体流经管路时的局部阻力系数。
2、学会局部水头损失的测定方法。
1、实验原理及实验装置局部阻力系数测定的主要部件为局部阻力实验管路，它由细管和粗管组成一个突扩和一个突缩组件，并在等直细管的中间段接入一个阀门组件。
每个阻力组件的两侧一定间距的断面上都设有测压孔，并用测压管与测压板上相应的测压管相联接。
当流体流经实验管路时，可以测出各测压孔截面上测压管的水柱高度及前后截面的水柱高度差 h。
实验时还需要测定实验管路中的流体流量。
由此可以测算出水流流经各局部阻力组件的水头损失hζ，从而最后得出各局部组件的局部阻力系数ζ。
① 突然扩大：21-A 21( )=ζ2g 1V 2( )12A A -1=j h 理论上：在实验时，由于管径中即存在局部阻力，又含有沿程阻力，当对突扩前后两断面列能量方程式时，可得hw=hj+hf ,其中hw 可由（h 1-h 3）测读，hf 可由（h 2-h 3）测读，按流长比例换算后，hj=hw-h f 。
由此得出：2h jζ=② 突然收缩：理论上，ζ缩=0.5（1-A 2/A 1），实验时，同样，在读得突缩管段的水头损失后，按流长比例换算，分别将两端沿程损失除去，由此得：缩缩2h jζ=二、实验操作1、实验前的准备①熟悉实验装置的结构及其流程。
②进行排气处理。
③启动水泵，然后慢慢打开出水阀门时水流经过实验管路。
在此过程中（并关闭其他实验管的进水阀和出水阀），观察和检查管路系统和测压管及其导管中有无气泡存在，应尽可能利用试验管路上的放气阀门或用其它有效措施将系统中存在的气体排尽。
2、进行实验，测录数据①调节进水阀门和出水阀门，使各组压差达到测压管可测量的最大高度。
②在水流稳定时，测读测压管的液柱高和前后的压差值。
③在此工况下测定流量。
④调节出水阀门，适当减小流量，测读在新的工况下的实验结果。
如此，可做3～5个实验点。
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。
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阻力系数的测定
一、实验目的
1. 掌握管道摩擦阻力系数的测定方法，
2. 寻找阻力系数和雷诺准数之间的关系。
二、实验原理
1. 流体流动的阻力及阻力系数
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。
根据管路差异和实验研究犯法的不同，通常将阻力损失分为两类：流体通过直观的阻力称为直管阻力（或沿程阻力），流体流过管件（弯头、三通等）和阀门等的阻力称为局部阻力。
通过因此分析，可将二者表示为：
g u d l H f 22
λ
= （直管）
2
'
2f u H g ζ
= （局部）
总阻力就是二者之和。
在上面的式子中，λ称作直管阻力系数，ζ称为局部阻力系数。
在计算流体流动阻力时，必须先计算阻力系数。
通过大量的实验证明，阻力系数与利诺准数和管路的相对粗糙度（ε/d ）有关，即：
((
,)du f d ρε
λζμ=或）
对于特定的管道，阻力系数仅与流体的流动型态，即雷诺准数有关。
测定不同流量下的阻力系数以及雷诺准数，通过做图或拟合，即可找到阻力系数和雷诺准数之间的关系。
2. 阻力系数的测定原理
对于不可压缩流体在两测压点间列柏努利方程：
f
e H g u g p z H g u g p z +++=+++222
2
222111ρρ
对于水平管道，当管径不变，且无外加能量，即：
0=e H , 21z z =, 21u u =
则有
R g p p H f ∆=-=
ρ2
1
又阻力损失可表示为：
g u d l H f 22
λ
= （直管）
g u H f 22
ζ
= （局部）
因此
22lu Rd g ∆=λ 22u R g ∆=
ζ
上述各式中：
λ—直管阻力系数 ζ—局部阻力系数
∆R —压力计内指示液高度差，m 液柱。
若指示液与流体不同，须对∆R 进行换算。
d —管径 l —管长
u —流速，m/s, 其值为流量除以管道截面积, 即
2
4d V A V u s s ==
V s —流量，m 3/s 二、实验流程
水阀
三、实验方法
1. 准备工作
在实验开始前，先向水槽中注入三分之二容积的清洁水，然后关闭除Dg 25内螺纹截止阀以外的所有阀门。
检查各个压差计的接头是否牢固、严密；小旋塞的转动是否灵活。
2. 操作步骤
（1）关闭控制阀，2个光滑管引压阀，关闭其余引压阀，启动泵。
（2）系统排气
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。
引压管排气：每次测直管阻力或测局部阻力时，打开相应的引压管放气阀，开、关重复三次。
压差计排气：依次分别打开放气阀，开、关重复三次。
（3）检验排气是否彻底是将控制阀开至最大，再关至为零，看压差变送器计读数，若前后读数相等，则判断系统排气彻底；若前后读数不等，则重复上述（2）步骤。
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。
（4）实验布点
由于R e在充分湍流区时，λ～Re的关系是水平线，所以在大流量时少布点，而Re在比较小时，λ～Re的关系是曲线，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
数F大，然后关至压差显示值约0.3Kpa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个点。
（5）实验结束后，关闭泵，上及数据处理。
3. 注意事项
(1) 实验过程中，循环水始终保持清洁，注意不要将杂物掉入水槽中。
(2) 开泵前检查水泵能否转动，开泵后注意观察泵出口压力表指针是否升起? 泵的运转是否正常? 否则，应停泵检查。
(3) 开泵和停泵前均应先关闭泵出口调节阀，开启阀门时操作应缓慢，防止大起大落，以免影响测量结果和冲跑水银。
(4) 在该装置上进行的实验要在多人合作下才能完成，因此，人人必须认真负责，坚守岗位，以免个人失误影响全组实验的顺利进行。
四、思考题
1．为什么要测定阻力系数？
2．实验中应注意哪些事项？
流体流动阻力测定》实验数据计算机处理
表一实验原始数据记录
流量计示值直管阻力阀门阻力
Qv 左右R
1左右R
2
1 81
2 3.811 6.214 2.40
3 9.411 0.647 8.764
2 687 4.099 5.932 1.83
3 8.247 1.837 6.41
3 600 4.291 5.731 1.4
4 7.451 2.611 4.84
4 490 4.523 5.531 1.008 6.661 3.434 3.227
5 402 4.672 5.362 0.69 6.142 3.932 2.21
6 354 4.762 5.311 0.549 5.892 4.199 1.693
7 297 4.812 5.243 0.431 5.651 4.432 1.219
8 208 4.911 5.148 0.237 5.343 4.743 0.6 表二实验数据计算处理
R 1修正值/KPa u/m·s-1λRe R
2
修正值/KPa ξ
30.337 7.236 0.012 162072.4 4.309 0.889 23.141 6.122 0.013 137122.9 3.152 0.908 18.179 5.347 0.013 119758.0 2.380 0.899 12.726 4.367 0.014 97802.3 1.587 0.899 8.711 3.582 0.014 80237.8 1.087 0.915 6.931 3.155 0.015 70657.2 0.832 0.904 5.441 2.647 0.016 59280.2 0.599 0.924
2.992 1.854 0.018 41516.1 0.295 0.928
阻力系数（ξ）的平均值0.908 表三实验处理中的相关常数项
实验装置L(管长) d(直管) d(阀门) 仪器常数水温t/℃2m 0.021m 0.032m 324.15次/升 23.1
其它参数ρ(Hg)/Kg·m-313600 常数g/m·s-2ρ（水）/Kg·m-3998.2 9.81
μ（水)/Pa·s0.9359×10-3实验日期
ρ(CCl3)/Kg·m-31489 2006-11-2。