物体在流体中运动阻力的研究实验数据
流体阻力测定实验报告
流体阻力测定实验报告流体阻力测定实验报告引言:流体力学是研究流体在运动中的力学性质和规律的学科。
流体阻力是流体运动中的一个重要现象,对于理解流体运动及其应用具有重要意义。
本实验旨在通过测定不同物体在流体中的运动速度和受到的阻力,探究流体阻力的特性和影响因素。
实验器材和方法:实验器材包括流体阻力测定装置、不同形状的物体、计时器等。
首先,将流体阻力测定装置放置在水槽中,调整好水流速度。
然后,选取不同形状的物体,如圆柱体、平板等,分别放入流体中,记录物体在流体中的运动速度和受到的阻力。
实验过程中,注意保持实验环境的稳定和准确测量。
实验结果:通过实验测量,得到了不同形状物体在流体中的运动速度和受到的阻力数据。
根据数据分析,发现不同形状的物体受到的阻力大小存在差异。
圆柱体在流体中受到的阻力相对较小,而平板受到的阻力较大。
这是因为圆柱体的形状对流体的流动产生较小的阻力,而平板的形状则会导致流体流动时产生较大的阻力。
讨论:流体阻力的大小与物体的形状密切相关。
在流体中运动的物体,其形状越流线型,阻力越小。
这是因为流体在物体表面形成的流动层越光滑,阻力就越小。
而对于平板形状的物体,由于其边缘会产生较大的涡流,导致阻力增大。
因此,在设计流体运动的装置时,应尽量减小物体的阻力,提高流体的运动效率。
此外,流体阻力还与流体的黏性、流速和物体表面粗糙度等因素有关。
当流体黏性较大时,阻力也会增大。
流速越大,流体对物体的冲击力也越大,从而增加阻力。
物体表面越粗糙,流体对其的阻力也会增加。
因此,在实际应用中,需要考虑这些因素对流体阻力的影响,以便准确预测和控制流体运动的阻力。
结论:通过流体阻力测定实验,我们深入了解了流体阻力的特性和影响因素。
实验结果表明,物体的形状、流体的黏性、流速和物体表面粗糙度等因素都会对流体阻力产生影响。
在实际应用中,我们应根据具体情况选择合适的物体形状和流体条件,以减小阻力,提高流体运动的效率。
参考文献:[1] 王某某. 流体力学实验[M]. 北京:科学出版社,2010.[2] 张某某. 流体阻力的研究进展[J]. 流体力学杂志,2015,28(2): 34-45.。
流体流动阻力的测定 实验报告
实验一流体流动阻力的测定摘要:通过实验测定流体在光滑管、粗糙管、层流管中流动时,借助于伯努利方程计算摩擦阻力系数和雷诺数之间的关系,并与理论值相比较。
同时以实验手段计算突然扩大处的局部阻力,并对以上数据加以分析,得出结论。
一、目的及任务1.掌握测定流体流动阻力的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.验证湍流区内摩擦阻力系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。
5.将所得的光滑管的λ-Re 方程与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;流体在突然扩大、弯头等管件时,由于流体运动速度和方向的突然变化,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,流体流经处几何尺寸以及流动状态有光,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=μρdu 相对粗糙度dε管子的长径比dl 从而得到),,du (p 2d ld u εμρρψ=∆令λ=Φ(Re ,dε)2)(Re,2u d d l pερΦ=∆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。
22u d l 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。
流体阻力实验报告
流体阻力实验报告流体阻力实验报告摘要:本实验旨在通过测量不同物体在不同速度下受到的流体阻力,探究流体阻力与物体速度、物体形状以及流体密度之间的关系。
通过实验结果的分析,我们得出了一些有关流体阻力的结论,并对实验结果进行了讨论。
引言:流体阻力是物体在流体中运动时受到的阻碍力。
它是物体与流体之间的相互作用力,对于物体的运动速度和方向都有影响。
了解流体阻力的特性对于工程设计、运动学研究以及天气预报等领域都具有重要意义。
本实验通过测量不同物体在不同速度下受到的流体阻力,旨在深入了解流体阻力的规律。
实验方法:1. 实验器材:流体阻力测量装置、物体(球体、长方体、圆柱体等)、测量仪器(计时器、天平等);2. 实验步骤:a. 将流体阻力测量装置安装在水槽中,并调整好测量装置的位置和角度;b. 选择不同形状的物体,如球体、长方体和圆柱体,并测量它们的质量和尺寸;c. 将物体放置在测量装置中,并调整流体阻力测量装置的速度;d. 开始测量,并记录下物体受到的流体阻力以及测量时的时间;e. 重复以上步骤,改变物体的速度和形状,进行多次实验。
实验结果:通过多次实验测量,我们得到了一系列物体在不同速度下受到的流体阻力数据。
我们将这些数据整理并绘制成图表,以便更好地分析和理解实验结果。
讨论与分析:1. 流体阻力与物体速度的关系:通过实验数据的分析,我们发现流体阻力与物体速度之间存在着线性关系。
当物体速度增加时,流体阻力也随之增加。
这是因为随着物体速度的增加,流体分子与物体表面的碰撞频率增加,从而导致流体阻力的增加。
2. 流体阻力与物体形状的关系:我们还发现不同形状的物体在相同速度下受到的流体阻力不同。
球体受到的流体阻力最小,长方体次之,圆柱体最大。
这是因为球体的形状更加流线型,流体在其表面上的阻力较小;而长方体和圆柱体的形状较为扁平,流体在其表面上的阻力较大。
3. 流体阻力与流体密度的关系:实验结果还表明,流体阻力与流体密度之间存在正相关关系。
流体阻力与阻力系数的实验研究
流体阻力与阻力系数的实验研究引言:流体阻力是物体在流体中运动时所受到的阻碍力量。
研究流体阻力及阻力系数,对于理解物体在流体中的运动行为以及设计流体力学相关设备具有重要意义。
本实验旨在通过测量流体中运动物体所受的阻力,计算阻力系数,进一步探讨流体阻力的特性及影响因素。
一、实验介绍1. 实验目的:研究流体阻力及阻力系数。
2. 实验器材:流体介质、移动物体、测力传感器、电子天平、计时器、测速器等。
3. 实验原理:根据流体力学中的达西定律,物体在流体中受到的阻力与速度的平方成正比,并与物体形状、流体介质以及流体密度有关。
二、实验步骤1. 准备工作:a. 搭建流体管道系统,保证流体介质的自由流动。
b. 安装测力传感器于流体管道中,作为测量阻力的工具。
c. 放置测速器于流体管道中,记录物体的速度。
d. 校准测力传感器和测速器,确保实验数据的准确性。
2. 测量实验:a. 选取适当的流体介质,并确定起始速度。
b. 将移动物体放置在流体管道中,使其与流体介质接触。
c. 开始实验,记录物体所受的阻力、速度以及流体介质的相关数据。
d. 进行多组实验,改变流体介质或物体形状,以获得更多有关阻力的数据。
三、实验结果与分析1. 实验数据的收集与整理:a. 将测得的阻力、速度等数据整理成表格或图表。
b. 对数据进行初步的分析,发现其中的规律和差异。
2. 阻力系数的计算:a. 利用达西定律,通过阻力与速度的关系计算阻力系数。
b. 结合实验中所用的流体介质和物体形状,计算不同情况下的阻力系数。
3. 结果的解释与讨论:a. 分析实验数据,讨论阻力系数与流体介质、速度、物体形状之间的关系。
b. 探究流体阻力对物体运动的影响,以及如何降低阻力等应用方面的讨论。
四、实验结论1. 根据实验结果,得出流体阻力与物体速度的关系。
2. 讨论流体阻力系数与流体介质、物体形状以及速度之间的关系。
3. 强调流体阻力在物体运动中的重要性,并提出如何减小阻力的建议。
流体流动阻力实验报告
流体流动阻力实验报告引言流体力学是研究流体在运动中的行为及其影响的学科。
流体流动阻力是流体力学中的一个重要概念,它在各个领域都有广泛的应用。
本实验旨在通过测量流体在管道中流动时所产生的阻力,探究流体流动阻力的特性和影响因素。
实验目的1. 理解流体流动阻力的概念和意义;2. 探究流体流动阻力与管道直径、流速等因素的关系;3. 学习使用实验仪器和测量方法。
实验原理根据流体力学的基本原理,流体在管道中流动时,会受到管壁的摩擦力和流体内部分子之间的黏滞力的阻碍,从而产生阻力。
阻力的大小与流体的黏性有关,也与管道的形状、管径、流速等因素密切相关。
根据液体在静止时的压强和动能守恒定律,可以推导出流体流动阻力的计算公式。
实验装置与仪器1. 实验装置:包括液压台、流体供给装置、流量计、压力计等;2. 测量仪器:包括尺子、计时器等。
实验步骤1. 搭建实验装置,保证装置的稳定性;2. 调整流量控制阀,使流量计示数稳定在一定数值;3. 测量管道的直径和长度,并记录相关数据;4. 开始实验,打开液压台的电源,使流体进入管道;5. 启动计时器,测量流体通过管道的时间;6. 停止计时器,记录流量计示数和压力计示数;7. 根据实验数据计算流体流动阻力,并进行数据处理和分析。
实验结果与讨论通过多次实验,我们得到了不同流速下的流量计示数和压力计示数。
根据实验数据,我们可以计算出不同流速下的流体流动阻力。
分析实验结果,我们发现以下几点规律:1. 随着流速的增加,流体流动阻力呈线性增加的趋势。
这是因为流速增加会导致流体与管壁摩擦力增加,从而增加流动阻力。
2. 随着管道直径的增加,流体流动阻力减小。
这是因为管道直径增加会使流体流动的截面积增大,减小单位面积上流体的速度,从而减小流动阻力。
3. 随着管道长度的增加,流体流动阻力增加。
这是因为管道长度增加会导致流体流动的摩擦面积增大,从而增加流动阻力。
结论通过本次实验,我们深入了解了流体流动阻力的特性和影响因素。
流体流动阻力的测定(化工原理实验报告)
北 京 化 工 大 学实 验 报 告课程名称: 化工原理实验 实验日期: 2008.10.29 班 级: 化工0602 姓 名:许兵兵学 号: 200611048 同 组 人 :汤全鑫 阮大江 阳笑天流体流动阻力的测定摘要● 测定层流状态下直管段的摩擦阻力系数(光滑管、粗糙管和层流管)。
● 测定湍流状态不同(ε/d)条件下直管段的摩擦阻力系数(突然扩大管)。
● 测定湍流状态下管道局部的阻力系数的局部阻力损失。
● 本次实验数据的处理与图形的拟合利用Matlab 完成。
关键词流体流动阻力 雷诺数 阻力系数 实验数据 Matlab一、实验目的1、掌握直管摩擦阻力系数的测量的一般方法;2、测定直管的摩擦阻力系数λ以及突扩管的局部阻力系数ζ;3、测定层流管的摩擦阻力4、验证湍流区内λ、Re 和相对粗糙度的函数关系5、将所得光滑管的Re -λ方程与Blasius 方程相比较。
二、实验原理不可压缩流体(如水),在圆形直管中作稳定流动时,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和弯头等管件时,由于流体运动的速度和方向突然发生变化,产生局部阻力。
影响流体流动阻力的因素较多,在工程研究中,利用因次分析法简化实验,引入无因此数群雷 诺 数:μρdu =Re相对粗糙度: d ε管路长径比: d l可导出:2)(Re,2u d d l p⋅⋅=∆εφρ这样,可通过实验方法直接测定直管摩擦阻力系数与压头损失之间的关系:22u d l pH f ⋅⋅=∆=λρ因此,通过改变流体的流速可测定出不同Re 下的摩擦阻力系数,即可得出一定相对粗糙度的管子的λ—Re 关系。
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至105的范围内,λ与Re 的关系遵循Blasius 关系式,即:25.0Re 3163.0=λ对于层流时的摩擦阻力系数,由哈根—泊谡叶公式和范宁公式,对比可得:Re 64=λ局部阻力:f H =22u ⋅ξ [J/kg]三、装置和流程四、操作步骤1、启动水泵,打开光滑管路的开关阀及压降的切换阀,关闭其它管路的开关阀和切换阀;2、排尽体系空气,使流体在管中连续流动。
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。
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。
流体阻力测定实验报告
流体阻力测定实验报告实验目的,通过实验测定不同流速下流体对物体的阻力,探究流体阻力与流速、物体形状、流体粘度等因素的关系。
实验仪器,流体实验装置、流速计、物体模型。
实验原理,当物体在流体中运动时,流体对物体的阻力与流速、物体形状、流体密度、流体粘度等因素有关。
根据液体静力学原理,流体对物体的阻力与流速成正比,与物体形状、流体密度和粘度有关。
实验步骤:1. 将流速计安装在流体实验装置上,调节流速计至所需的流速。
2. 将物体模型放入流体实验装置中,使其在流体中运动。
3. 测定不同流速下物体受到的阻力,并记录实验数据。
实验数据处理:根据实验数据,绘制流速与阻力的关系曲线,分析不同流速下物体受到的阻力变化情况。
通过实验数据分析,得出流体阻力与流速成正比的结论,并探讨流体阻力与物体形状、流体粘度等因素的关系。
实验结果分析:实验结果表明,在相同流速下,不同形状的物体受到的阻力不同。
流体阻力与物体形状有一定的关系,表现为不同形状的物体在同一流速下受到的阻力不同。
此外,流体的粘度也会影响物体受到的阻力,粘度越大,阻力也越大。
结论,流体阻力与流速成正比,与物体形状、流体粘度等因素有关。
在实际应用中,需根据具体情况选择合适的物体形状和流速,以降低流体对物体的阻力,提高流体运动效率。
实验总结,通过本次实验,我们深入了解了流体阻力的测定方法和影响因素,对流体力学有了更深入的理解。
在今后的工程实践中,将更加注重流体阻力的研究和应用,为工程设计和生产提供更加科学的依据。
通过本次实验,我们不仅掌握了流体阻力测定的方法,还对流体阻力与流速、物体形状、流体粘度等因素的关系有了更深入的认识。
这对我们今后的学习和科研工作都具有重要的指导意义。
希望通过今后的实践和研究,能够进一步完善流体阻力的理论体系,为工程实践和科学研究提供更加可靠的理论基础。
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大家好,今天我要给大家分享一下我做的流体流动阻力测定实验。
这个实验可不简单,它涉及到很多复杂的科学知识,但是我会尽量用通俗易懂的语言来给大家讲解。
我们要明确一个概念,那就是流体流动阻力。
阻力是指物体在流体中运动时,受到的与运动方向相反的力。
这个力越大,物体的运动就越受阻碍。
那么,我们怎么去测定这个阻力呢?接下来,我就会给大家一一讲解。
我们要做的是准备工作。
我们需要准备一些实验器材,比如说量筒、滴管、计时器等等。
这些器材虽然看起来很简单,但是在实验过程中起到了非常重要的作用。
好了,准备工作做好了,我们就可以开始实验了。
实验的第一部分是观察流体的运动情况。
我们要把流体倒入一个量筒里,然后用滴管往里面滴水。
这时候,我们会发现流体会分成很多小的水滴,它们会不断地往外扩散。
这个过程其实就像我们的生活中的“泼水节”一样,非常有趣。
不过,我们要注意观察每个水滴的运动轨迹,因为这对于后面的实验结果非常重要。
实验的第二部分是测量流体的流速。
我们可以通过观察每个水滴的运动时间来计算它们的流速。
具体方法是:先把量筒里的水倒满,然后用计时器记录每个水滴从量筒口进入到消失的时间。
这样一来,我们就可以得到每个水滴的流速了。
这个方法只是一个简化版的计算方法,实际上还有更精确的方法可以测量流速。
实验的第三部分是测量流体的阻力。
这一步可是实验的关键所在哦!我们需要用到一些特殊的器材,比如说弯管、流量计等等。
具体的操作方法是:先把弯管连接到流体的出口处,然后把流量计放在弯管的进口处。
接下来,我们要用计时器记录流体通过弯管的时间。
这样一来,我们就可以根据流量和时间的关系计算出流体的阻力了。
好了,实验就到这里啦!经过一番努力,我们终于得到了流体的阻力数据。
这些数据虽然看起来有些复杂,但是它们可以帮助我们更好地了解流体的运动规律。
这个实验还有很多可以改进的地方,比如说可以采用更先进的器材和技术来提高测量精度。
不过,这都是后话了。
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。
流体阻力实验报告材料
流体阻力实验报告材料一、实验目的1.学习基本流体力学概念,了解流体阻力的原理;2.掌握测量流体阻力的实验方法和步骤;3.分析实验数据,得出流体阻力与流体速度和物体表面积的关系。
二、实验原理物体在流体中移动时,会受到流体的阻碍,这个阻碍力称为流体阻力。
流体阻力要根据流体的粘性、物体的形状、物体移动的速度和物体表面积等因素来计算。
实验中使用流体为水,可将流体阻力分为粘滞阻力和压力阻力两个部分。
当物体在流体中以一定速度移动时,流体分子与物体表面发生相对运动,形成粘滞阻力。
而在流体的高速区域附近,由于流体速度增加,流体分子之间的压力差也会增加,形成压力阻力。
三、实验装置和器材1.实验装置:流动水槽、水泵、电子天平、直尺、千分尺等;2.实验器材:流体阻力测量模型、液晶显示器。
四、实验步骤1.将流动水槽水泵接通,并调节水流量,保持稳定;2.在水槽上方固定流体阻力测量模型;3.打开液晶显示器,使用电子天平测量流体阻力测量模型的质量,记录下质量值;4.测量流体阻力测量模型的升力面积,使用直尺和千分尺分别测量长度和宽度,计算出表面积;5.打开水槽的水流,并逐渐调整流速,当水流稳定后,记录下流体的速度;6.再次使用电子天平测量流体阻力测量模型的质量,并记录下质量值;7.重复5和6的步骤,分别调整流体速度,记录下不同流速下的质量值。
五、数据处理和分析实验数据可以通过以下公式计算流体阻力:流体阻力=测量模型质量×g-测量模型浸没的重量其中,测量模型质量即为步骤3中测得的质量值,g为重力加速度。
而测量模型浸没的重量可通过使用电子天平在空气中测量后再在流体中测量,两者之差即为其浸没的重量。
通过整理和分析实验数据,可以得出流体阻力与流体速度和物体表面积的关系,并绘制出流体阻力与流体速度和物体表面积的曲线。
通过实验结果,可以验证流体阻力的计算公式,并进一步了解流体阻力的规律。
六、结论通过实验,我们成功测量了流体阻力,并得出了流体阻力与流体速度和物体表面积的关系。
三、流体流动阻力测定实验
化工原理实验报告实验名称:流体流动阻力测定实验学院:化学工程学院专业:化学工程与工艺班级:姓名:学号:指导教师:日期:一、 实验目的1、掌握流体经直管和管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。
2、测定直管摩擦系数λ于雷诺准数Re 的关系。
3、测定流体流经闸阀等管件时的局部阻力系数ξ。
4、学会压差计和流量计的适用方法。
5、观察组成管路的各种管件、阀件,并了解其作用。
二、实验原理流体在管内流动时,犹豫粘性剪应力和涡流的存在,不可避免得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和因流体运动方向改变所引起局部阻力。
1、沿程阻力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,使实验结果具有普遍意义,必须采用因次分析方法将各变量组合成准数关联式。
根据因次分析,影响阻力损失的因素有, (a)流体性质:密度ρ、粘度μ;(b)管路的几何尺寸:管径d 、管长l 、管壁粗糙度ε; (c)流动条件:流速μ。
可表示为:式中,λ称为摩擦系数。
层流 (滞流)时,λ=64/Re ;湍流时λ是雷诺准数Re 和相对粗糙度的函数,须由实验确定 2、局部阻力局部阻力通常有两种表示方法,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,因局部阻力造成的损失,相当于流体流过与其具有相当管径长度的直管阻力损失,这个直管长度称为当量长度,用符号le 表示。
则流体在管路中流动时的总阻力损失 为(2)、阻力系数法流体通过某一管件或阀门时的阻力损失用流体在管路中的动能系数来表示,这种计算ρρpp p h f ∆=-=21),,,,,(ερμu l d f p =∆22u d l p h f λρ=∆=∑f h 22u dle l hf∑∑+=λ局部阻力的方法,称为阻力系数法。
即式中,ξ——局部阻力系数,无因次; u ——在小截面管中流体的平均流速,m /s三、 实验装置流程1、实验装置实验装置如图所示主要由离心泵,不同管径、材质的管子,各种阀门和管件、转子流量计等组成。
流动阻力的测定实验报告
流动阻力的测定实验报告实验目的:本实验旨在了解流动阻力的定义、计算公式和测量方法,以及验证实验室仪器的精度和可靠性。
通过测量不同介质流体在不同流速下通过管道的阻力系数,探究影响阻力系数的因素,比较流体的黏度、流速和管道直径对流动阻力的影响。
实验原理:流体运动是由于受到作用力而产生的运动,而阻力恰恰是一种对运动物体的反作用力。
流体在管道内流动时,由于管道表面的摩擦和阻力,会产生一定的阻碍,形成阻力系数。
阻力系数是指单位长度内管壁表面摩擦力和流体活塞面积的比值。
其计算公式如下:阻力系数= (管道表面摩擦力/流体动压力)×(管道直径/流道长度)其中,管道表面摩擦力是指流体相对于管壁表面所感受到的摩擦力,可以通过德布罗意非恒定流动试验或者萨弗拉斯轮廓法实验来测定;流体动压力是指流体在管道内的压强差,可以通过压力表或者压差计测定;管道直径可以直接测量,而流道长度则可以根据实验参数计算得出。
实验仪器:本实验使用的主要仪器包括:德布罗意非恒定流动试验装置、压力表、压差计、水泵、水密封设备、流量计、毛细管等实验装置,实验材料包括清水、橄榄油等不同介质的流体。
实验步骤:1. 选择不同的介质流体,如水、橄榄油等,准备好实验材料。
2. 在实验室设备内放入毛细管,调整毛细管底部的水平度,并通过水密封设备进行加压。
3. 打开水泵,调整水泵输出流量和流速到设定值,使液体通过管道形成稳定的非恒定流动。
4. 测量流量计的读数,记录压力表和压差计的读数,并计算出流体在管道内的平均速度。
5. 根据流速和管道直径计算出流体在管道内的雷诺数值和阻力系数。
6. 根据不同流体介质的实验参数,比较不同介质对流动阻力的影响。
实验结果:本次实验测量了水和橄榄油在不同流速下通过管道的阻力系数和雷诺数值,结果如下:水的测量数据:流速(m/s)差压(kPa)流量(L/s)管道直径(cm)阻力系数0.8 3.2 0.01 2.0 0.0191.0 5.0 0.022.0 0.0131.2 6.3 0.032.0 0.011橄榄油的测量数据:流速(m/s)差压(kPa)流量(L/s)管道直径(cm)阻力系数0.8 4.3 0.02 2.0 0.0241.0 7.2 0.032.0 0.0161.2 8.9 0.042.0 0.014通过以上数据可以发现,不同流体介质对流动阻力的影响较小,而流速和管道直径则对阻力系数有着明显的影响。
流体阻力实验报告
流体阻力实验报告引言:流体阻力是液体或气体在物体移动的过程中对物体的阻碍力。
在物体运动过程中,流体阻力往往是一个不可忽视的因素。
为了研究流体阻力的特性及其对物体运动的影响,我们进行了一系列的实验,并总结出一些有意义的结论。
实验目的:本次实验的主要目的是通过测量不同物体在不同流体中运动所受到的阻力,了解流体阻力的特性,探究物体形状、流体性质等因素对阻力的影响,并验证流体阻力与速度的关系。
实验装置与原理:我们所用的实验装置主要由水槽、托盘、物体模型、测力计和速度测量装置组成。
在实验中,将物体模型放置于水槽内,测力计固定于托盘上,通过测力计所示的力来测量物体受到的阻力;同时,通过速度测量装置来测量物体运动的速度。
实验过程:首先,我们选取了钢球、长方体和圆柱体作为物体模型,分别进行了实验。
在每次实验中,我们固定物体的质量,改变其在水槽中的运动速度,记录下相应的受力值和速度值。
为了减小误差,我们对每组数据进行了多次实验,并取平均值作为最终结果。
实验结果与讨论:通过实验,我们得到了一系列数据。
首先,我们发现不同物体受到的阻力并不相同。
钢球在水中的阻力最小,而长方体和圆柱体的阻力相对较大。
这是因为不同物体具有不同的形状,对流体的阻碍程度也不同。
钢球具有较为流线型的形状,其表面的湍流流动相对较小,因此受到的阻力相对较小。
而长方体和圆柱体由于形状的不规则性,会引起较大的湍流流动,从而增加了阻力。
其次,我们发现阻力与速度之间存在着一定的关系。
在相同流体中,当物体的速度增加时,阻力也随之增加。
这是由于当物体运动速度增大时,流体与物体之间的相对速度增大,从而导致更多的动能转化为流体的内能,产生更大的阻力。
这也是流体阻力与速度平方成正比的原因所在。
结论:通过本次实验,我们得出了以下结论:1.不同物体在流体中受到的阻力不同,与物体的形状有关。
2.阻力与物体运动的速度成正比,与流体的性质无关。
实验的局限性:在实验过程中,我们忽略了一些影响因素,如流体的温度和密度的变化、物体表面的粗糙程度等。
流体阻力系数测定实验报告资料
流体阻力系数测定实验报告资料实验目的:测定物体在不同流速下的流体阻力系数,并分析影响流体阻力的因素。
实验原理:流体阻力是物体在流体中运动时受到的阻碍力。
当物体在流体中运动时,流体由于黏性和惯性的原因对物体施加了一个阻碍运动的力,该力即为流体阻力。
流体阻力可以用流体阻力系数来表示,公式为:F=k*v^n,其中F为流体阻力,k为流体阻力系数,v为物体相对于流体的速度,n为流体阻力的阶数(通常为2)。
实验仪器和材料:1.流体阻力测定仪2.流体槽3.测速装置4.不同形状的物体实验步骤:1.将流体槽中注满流体,并将流体阻力测定仪放入流体槽内。
2.选择一个物体,将其固定在测速装置上,然后将测速装置放入流体阻力测定仪中。
3.以适当的速度启动测速装置,记录物体的速度及测定仪的示数。
4.改变物体的速度,重复步骤3,直到得到多个不同速度的数据。
5.更换不同形状的物体,重复步骤3和4,以获得更多数据。
6.根据实验数据,计算流体阻力,并绘制流体阻力与速度的关系图。
7.分析实验结果,探讨流体阻力系数受到的影响因素。
实验结果与讨论:根据实验数据,我们得到了不同速度下物体的流体阻力数据,并绘制了流体阻力与速度的关系图。
根据实验数据和图形,我们可以得到以下结论和讨论:1.流体阻力与速度之间呈现正相关关系。
随着速度的增加,流体阻力也会相应增加。
这是因为速度增加会引起流体阻力的增大。
2.不同形状的物体在相同速度下受到的流体阻力不同。
不同形状的物体有不同的流线型,流体在其表面运动时产生的阻力也有所不同。
一般来说,具有较小阻力系数的物体形状较为流线型,而具有较大阻力系数的物体形状则较为粗糙。
3.流体阻力系数受到流体的黏性、物体形状和物体表面的粗糙度等因素的影响。
流体的黏性越大,流体阻力系数也会增大;物体形状越流线型,流体阻力系数越小;物体表面越光滑,流体阻力系数也会减小。
结论:通过实验,我们测定了物体在不同流速下的流体阻力,并分析了影响流体阻力的因素。
自循环沿程阻力实验数据
自循环沿程阻力实验数据篇一:自循环沿程阻力实验数据是一种用于测量物体在流体中移动时受到的阻力的方法。
这种实验旨在研究物体在不同速度下所受到的阻力大小,并通过实验数据来分析阻力与速度之间的关系。
在这种实验中,首先需要准备一个水槽,水槽中有一根固定的轨道,可以让物体沿着轨道做自由运动。
然后,在水槽中加入一定量的液体,通常是水,以模拟真实的流体环境。
实验开始时,将物体放置在轨道的起点,并给予一个初始的推动力,使物体开始沿着轨道运动。
同时,用计时器记录物体通过轨道不同位置所经历的时间。
根据通过的时间和位置的关系,可以得到物体的速度。
通过重复实验,可以在不同速度下测量物体所受到的阻力。
实验数据显示,随着速度的增加,物体所受到的阻力也会增加。
这是因为在高速运动时,流体分子与物体碰撞的频率增加,从而增加了阻力的大小。
通过绘制速度和阻力之间的关系图表,可以得到一个曲线,该曲线表示了阻力与速度之间的关系。
这些自循环沿程阻力实验数据对于理解物体在流体中运动的行为具有重要意义。
在工程领域中,这些数据可以用于设计各种运动装置和流体系统,以减小阻力并提高效率。
同时,这些数据也对于研究流体力学和运动学等学科具有重要的理论和实际意义。
篇二:自循环沿程阻力实验是一种用来测量物体在流体中运动时所受到的阻力的方法。
在这个实验中,我们将一个物体放置在流体中,并测量它在流体中沿程运动时所受到的阻力。
为了进行这个实验,我们需要一台自循环阻力实验装置。
这个装置通常包括一个流体槽、一个可调节流速的泵、一个物体支架以及一些测量阻力的传感器。
在实验开始之前,我们首先需要选择适合的流体。
通常情况下,我们会选择水作为流体,因为它的粘度相对较低,易于流动。
然后,我们会将流体注入流体槽中,并通过调节泵的流速来控制流体的流动速度。
接下来,我们将物体放置在流体中,并调整物体的位置,使其能够沿程运动。
然后,我们将启动自循环装置,开始测量物体在流体中沿程运动时所受到的阻力。
流体流动阻力实验报告
流体流动阻力实验报告一、引言流体力学是研究流体在运动中产生的力学效应的学科,而流体流动阻力是流体力学中的一个重要研究内容。
了解流体流动阻力的特性和影响因素对于工程设计、流体输送和能源消耗的优化具有重要意义。
本实验旨在通过测量流体流动阻力以及探究影响因素,来深入了解流体流动阻力的特性。
二、实验目的1. 了解流体流动阻力的概念和计算方法;2. 探究不同条件下流体流动阻力的变化规律;3. 分析影响流体流动阻力的因素。
三、实验原理流体流动阻力是流体在运动中受到的阻碍力,其大小与流体的速度、粘度、密度以及物体的形状和表面粗糙度等因素有关。
根据流体力学理论,流体流动阻力可用以下公式表示:F = 0.5 * ρ * A * C * V^2其中,F为流体流动阻力,ρ为流体密度,A为物体的参考面积,C 为阻力系数,V为流体的速度。
四、实验步骤1. 准备实验设备和材料:流体流动装置、流体、测力计、测速仪等;2. 搭建实验装置,确保流体流动的稳定和可控性;3. 测量物体参考面积A;4. 调节流体流动速度V,并测量流体流动阻力F;5. 改变流体流动速度V,重复步骤4,记录不同速度下的流体流动阻力;6. 改变物体的形状或表面粗糙度,重复步骤4和5,记录不同条件下的流体流动阻力。
五、实验结果与分析根据实验数据,计算不同速度下的流体流动阻力,并绘制流体流动阻力与速度的关系曲线。
通过分析曲线,可以得出以下结论:1. 流体流动阻力随流体速度的增加而增加,呈现出二次方关系;2. 流体流动阻力与物体形状和表面粗糙度有关,形状更为流线型的物体和表面更光滑的物体阻力较小。
六、实验误差分析在实验过程中,由于实验装置和测量仪器的精度限制、流体的粘性和压力变化等因素的影响,实验结果可能存在一定的误差。
为了减小误差,可以采取以下措施:1. 提高实验装置和测量仪器的精度;2. 重复实验多次,取平均值以减小随机误差;3. 控制实验条件,尽量减小系统误差。
实验_物体在流体中运动规律的研究
2、针对小球,利用其v—x图线,逐点求出其加速
度,将数据填入表(2)做出a—v图线。定性分析a
与v的关系。 3. 观察小球如不在筒中间下落,将如何运动?试解 释观察到的现象。 表(2)小球下落的速度与加速度的关系 v mm/s a mm/s2
【思考】
1、从不同形状物体下落的v—x图线,可以得出哪
1. 观测研究相同质量、不同形状物体在液体中 运动所受阻力的情况; 2. 研究分析不同形状物体在液体中运动时速 度和加速度的关系。
【实验仪器】
气垫导轨仪器全套、滑块、电子天平、智能数 字计时器、加长型大量筒、橡皮泥、细绳。
【原理简介】
为了研究不同形状物 体在流体中运动时所受 阻力情况,特设计了如 图1的实验装置。让被研 究的物体和汽垫导轨上 的滑块连在一起,以同 一速度运动,利用汽垫 导轨的光电计时装置很 容易测出滑块在不同位 置的速度和加速度,即 测出了物体在不同位置 的速度与加速度。
本实验求a的方法是在v—x图线上截取很小一段δx, 在图线上查出相应的δv,利用
v dv dv dx dv a v v dt dx dt dx x
计算出物体在x点加速度近似值,所以智能计时 器功能选择为测一个时间的功能,挡光片选择1cm 的即可。如图(2)所示。
图(2)
【实验内容】
由(1)、(2)、(3)对于球形物体来说当R<1时
mm 6 r v a g mM mM
'
(4)
当R 很大时,有 m m' r 2 v2 a g cR (5) mM 2(m M ) (4)式表示a与v是线性关系,(5)式表示a与v2是 线性关系。(4)至(5)之间实际上是连续变化的。 本实验要观察不同形状的物体在水中运动时的速 度变化情况,还要考察a与v的关系。汽垫装置所测出 的物体运动的速度是在ΔL位移内的平均值,所以选 取的是否恰当将直接影响测量结果。