管道阻力的测定
管道阻力测定
lghf(cm ) 1.481 1.459 1.453 1.439 1.400 1.412 1.389 1.358 1.334 1.299
3
t(s) 23.30 19.50 18.50 18.70 18.10 19.90 17.60 18.60 23.50 17.10
q(cm /s) 284.36 291.52 287.14 282.81 272.91 263.99 260.84 250.82 237.73 231.56
3
v(cm/s) 184.81 189.47 186.63 183.81 177.38 171.58 169.53 163.02 154.51 150.50
lgv 2.2667 2.2775 2.2710 2.2644 2.2489 2.2345 2.2293 2.2122 2.1890 2.1780
由 lghf- lgv 绘制关系曲线，如下图所示：
六、实验结果
lghf- lgv 的关系为线性关系，且 lghf 的值随着 lgv 的增大而增大。
七、讨论分析
从本次实验的数据看，本次实验存在较大的误差，误差存在的原因是： 1. 测定过程中，沿程阻力管道及压管中均有气泡，使得测定的度数不是很稳定。 2. 测定过程中，度数是动态变化的，在每次度数时，用肉眼观测度数的标准均不一样， 且没有测其平均值，使得所测结果的误差较大。 3. 测定过程中由于其他管道的阀门没有完全关紧，使测得测得流量偏大。 4.仪器本身存在漏水等问题。
2
水箱的型号： 20.0cm×19.8cm 表 1.实验数据 NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 h1(cm) 90.40 87.80 84.60 81.90 77.30 74.20 69.60 64.50 57.90 53.60 h2(cm) 60.10 59.00 56.20 54.40 52.20 48.40 45.10 41.70 36.30 33.70 hf(cm) 30.30 28.80 28.40 27.50 25.10 25.80 24.50 22.80 21.60 19.90 H(cm） 16.90 14.50 13.55 13.49 12.60 13.40 11.71 11.90 14.25 10.10 V（cm ） 6625.48 5684.58 5312.14 5288.62 4939.70 5253.34 4590.79 4665.28 5586.57 3959.60
管道阻力的测定
实验三 管道阻力的测定
三、实验装置
图 管道阻力测定装置 l-离心泵；2-泵进口阀；3-泵出口阀；4-真空表；5-压力表；6-转速 表；7-转速传感器；8-冷却风扇；9-灌水阀；10-法兰；11-弯头； 12-频率表；13-涡轮流量计；14-计量槽；15-水槽
实验三 管道阻力的测定
四、实验步骤
1、实验前的准备 (1)先熟悉实验设备的操作过程和掌握仪表的使用方 法。 (2)设定离心泵的转速。 (3)打开灌水阀向离心泵充水，直到灌满水为止。
实验三 管道阻力的测定
2.局部阻力损失
用局部阻力系数法表示。即流体通过某一管件或者阀 门的阻力损失用流体的局部阻力系数来表示。
u 2 ∆p hf = ξ ⋅ = ρ 2
实验三 管道阻力的测定
2.局部阻力损失
测出经过管件时的压差及流体通过管路的流速即可求 得局部阻力系数。
∆P 2 ⋅ 2 ξ= ρ u
六、注意事项
在实验过程中每调节一个流量之后，应待流量和直管压 降的数据稳定以后方可记录数据。
实验三 管道阻力的测定
七、实验报告要求
（1）将实验数据和数据整理结果列在表格中，并以其中 一组数据为例写出计算过程。 在合适的坐标系上标绘光滑直管和粗糙直管λ—Re关系 曲线。 根据所标绘的λ—Re 曲线，求本实验条件下滞流区的 λ—Re关系式，并与理论公式比较。 （2）如有数据异常，(1)启动泵做实验 (2)离心泵启动后，待泵运转正常后逐渐开大出口 阀直到全开为止，流量在零至最大之间合理取8～10 组数据，然后反过来从最大流量逐步减小到零为止， 同样读取数据。 (3)待数据测量完毕，关闭流量调节阀，切断电源。
实验三 管道阻力的测定
管道阻力实验
指导教师 赖万东
管道输送系统的流动阻力分析
管道输送系统的流动阻力分析管道输送系统是一种常用的工程系统，广泛应用于各个领域。
而在设计和运行管道输送系统时，流动阻力是一个重要的因素，它直接影响着系统的效率和能耗。
本文将对管道输送系统的流动阻力进行分析，探讨其影响因素和解决方法。
1. 管道输送系统的基本原理管道输送系统是通过管道将液体或气体从一个地方输送到另一个地方的系统。
它由输送介质、管道、泵或压缩机等组成。
在系统运行过程中，液体或气体通过管道传输，并且会遇到一定的阻力。
2. 影响流动阻力的因素2.1 管道直径管道直径是影响流动阻力的重要因素之一。
一般来说，管道直径越小，单位长度上的阻力越大。
因此，在设计管道输送系统时，应尽量选择合适的管道直径，以降低阻力。
2.2 流体粘度流体的粘度也会对管道输送系统的流动阻力产生影响。
粘度越大，流体在管道内摩擦阻力越大。
对于液体来说，粘度可以通过温度来调节；而对于气体来说，压强和温度都会对粘度产生影响。
2.3 管道长度和弯头数量管道长度和弯头数量对流动阻力也有一定的影响。
一般来说，管道长度越长，流动阻力就越大；而弯头数量越多，流动阻力也会增加。
因此，在设计管道路径时，应尽量避免过长的管道和过多的弯头，以减少流动阻力。
2.4 转换装置和附件管道输送系统中的转换装置和附件，如阀门、过滤器等，也会对流动阻力产生影响。
这些装置和附件会形成局部的流动阻力点，导致整个系统的流动阻力增加。
在设计和选用这些装置时，应尽量减小其对系统的流动阻力的影响。
3. 解决流动阻力的方法为了降低管道输送系统的流动阻力，提高系统的效率和能耗，可以采取以下几种方法：3.1 优化管道设计在设计管道输送系统时，可以通过合理选择管道直径、减少管道长度和弯头数量等方式来优化系统的结构，减小流动阻力。
3.2 使用流体添加剂在一些特殊的场合，可以通过添加流体添加剂来改变液体或气体的流动性质，从而降低流动阻力。
常见的流体添加剂包括表面活性剂和润滑剂等。
实验三：通风管道中风流摩擦阻力及阻力系数的测定
、h。静动
(4)然后用同样的方法同时读取抽出
式管道的h、h、h。全静动
(5)将实验数据填写于实验报告中。
(二)测定管道中某断面的平均风速并计算风量
附图3管道中空气点压力测定1.原理
风流在管道中流动时，各点的风速并
不一致，用皮托管测得的动压，实际上是风流在管道中流动时，皮托管所在测试断面风流某点的动压值，而不是整个断面风流动压的平均值。在实际工作中，由于时间限制，逐点测定并计算平均值是比较困难的。通常只测量断面中心点最大动压值，然后用式
附表6管道中某断面动压记录表
管道直径D=
平均最大速度管道
风速风速场系风量测量次数(Pa) (Pa) (Pa) (Pa) (Pa) hhhhh动1动2动3动4动大3(m/s) (m/s)数(K) (m/s) 1 2 3平均六、思考题
1(从U型垂直压差计上如何判断风机的工作方法,
2(如何确定皮托管管脚,
(一)实验原理
根据能量方程可知，当管道水平放置时，两测点之间管道断面相等，没有局部阻力，
且空气密度近似相等时，则两点之间的摩擦阻力就是通风阻力，它等于两点之间的绝对
静压差()。h,h,p,p12阻1,2摩
根据第三章内容可知，管道的摩擦阻力可用下式计算:
LU2Pa h,,Q，摩3S
h28摩Ns/m风阻为，R,2Q
(1)掌握用皮托管及压差计测定通风管道中某点空气的静压、动压和全压的方法，以
h,h,h巩固的概念。动全静
(2)掌握用皮托管及压差计测定通风管道中某点平均风速、最大风速的方法，并计算风量。
三、实验仪器和设备(附表3)
附表3实验二所用的仪器和设备
序号名称型号或规格数量
管道流体阻力的测定
管道流体阻力的测定一、实验目的研究管路系统中的流体流动和输送，其中重要的问题之一，是确定流体在流动过程中的能量损耗。
流体流动时的能量损耗（压头损失），主要由于管路系统中存在着各种阻力。
管路中的各种阻力可分为沿程阻力（直管阻力）和局部阻力两大类。
本实验的目的，是以实验方法直接测定摩擦系数λ和局部阻力系数ζ。
二、实验原理当不可压缩流体在圆形导管中流动时，在管路系统中任意两个界面之间列出机械能衡算方程为f 2222211122h u P gZ u P gZ +++=++ρρ J · kg –1 (1)或 f 2222211122H g u g P Z g u g P Z +++=++ρρ m 液柱 (2)式中： Z — 流体的位压头，m 液柱；P — 流体的压强，P a ；u — 流体的平均流速，m · s –1；ρ － 流体的密度，kg · m – 3；h f － 流动系统内因阻力造成的能量损失，J · kg –1；H f － 流动系统内因阻力造成的压头损失，m 液柱。
符号下标1和2分别表示上游和下游截面上的数值。
假若：(1)水作为实验物系，则水可视为不可压缩流体；(2)实验导管是按水平装置的，则Z 1 = Z 2；(3)实验导管的上下游截面上的横截面积相同，则u 1 = u 2。
因此(1)和(2)两式分别可简化为ρ21f p p h -= J · kg –1 (3)g p p H ρ21f -= m 水柱 (4) 由此可见，因阻力造成的能量损失（压头损失），可由管路系统的两界面之间的压力差（压头差）来测定。
流体在圆形直管内流动时，流体因磨擦阻力所造成的能量损失（压头损失），有如下一般关系式：2221f u d l p p h ⋅⋅=-=λρ J · kg –1 (5)或g u d lg p p H 2221f ⋅⋅=-=λρ m 液柱 (6)式中：d － 圆形直管的直径，m ；l － 圆形直管的长度，m ；λ － 摩擦系数，（无因次）。
管道摩阻试验
μ 0.55 0.35
k 0.0015 0.0030
金属波纹管
0.20～0.26 0.002～0.003
（2）孔道摩擦测试原理
试验是在锚下安放压力传感器进行（左端为 张拉端，右端为锚固端）
对中环
传感 器
钢绞线
千 斤 顶
锚环锚塞
孔道摩阻试验布置图
n 孔道摩阻的测试
孔道摩阻的测试就是确定摩阻和孔道偏差 系数。在测试时，先测试直线孔道，此时孔道 无转角，可利用张拉、锚固端的压力差，确定 孔道偏差系数。然后再在曲线孔道内测试摩阻 系数，孔道摩阻力的测算具体可按以下过程：
µ = 0.5495 k = 0.001608
两片梁的平均值 µ = 0.5451 和 k = 0.0017 。 规范规定的 µ = 0.55 和 k = 0.0015，实测的k值比 规范值大，其原因是管道定位稍有些偏差。
3、测试经验与体会
(1)测试试验过程中应均匀连续地张拉预应力筋，中途不宜停止， 防止预应力筋回缩引起的误差。 (2)测试的张拉力应尽量达到设计张拉力。 (3)测试采用的力传感器需要经过标定，以减少测试误差。 (4)传感器以及千斤顶安装时应确保其中轴线与预应力筋的中轴线 重合。 (5)如果千斤顶的行程不足时，为避免重复倒顶引起预应力钢筋回 缩造成的误差，可以采取两种方法进行解决。一种是在固定端另 外安设1台千斤顶，测试前利用该千斤顶将预应力筋张拉到一定的 荷载后锁紧该千斤顶的油阀，从另一张拉端开始张拉测试。另一 种方法是张拉端采用2台千斤顶串联后同时张拉。 (6)随着对同一管道的测试次数的增加，管道摩阻系数略有所降低 ，主要是预应力筋在管道中多次摩擦使得二者之间的接触面逐渐 光滑引起的。 (7)实际施工中应避免力筋和管道的锈蚀等，避免增大其摩阻系数 等。
管道流体阻力的测定‘
管道流体阻力的测定‘管道流体阻力的测定一(实验目的1. 掌握测定流体流动阻力的一般实验方法;2. 测定直管摩擦系数λ及管件的局部阻力系数ξ;3. 验证在一般里湍流区内λ与,e的关系曲线(ξ,d为定值)。
二(实验装置图1 实验装置图"1",、本实验有、1各二套装置，每套装置上设有二根测试用的管路，流体(水)流量用孔板12或文氏管流量计测量，由管路出口处的调节阀,调节其流量。
,、管路上设置三组,型差压计，分别用来测定流量、直管阻力和管件局部阻力相应的静压差，从测压孔引出的高低压管间有平衡阀相连，其连接情况及平衡阀的安装位置见图c。
差压计指示液有水银和四氯化碳。
三(基本原理和方法不可压缩性流体在直管内作稳定流动时，由于粘滞性而产生摩擦阻力，即直管阻力。
流体在流经变径、弯管、阀门等管件时，由于流速及其方向的变化而产生局部阻力。
在湍流状态下，管壁的粗糙度也影响流体阻力，通常流体阻力用流体的压头损失H或压力降?p表示，并可用实验方法直接测定。
f,、直管阻力H及直管摩擦系数λ f直管阻力H及直管摩擦系数λ的关系为 f2lu1,,,,H ,,,kg, (,) f2ddl式中:——直管的测试长度 ,m,;——测试管的内径 ,m,; 1u ——管内流体流速 ,m,s,。
流体以一定的速度u经过内径为d，长度为l的直管所产生的直管阻力H可用,型差压计测得，1f2,u若已测得的差压计读数为R(cmccl)。
根据柏努利方程()及流体静力学原理可得:,0,,z,0f4 2,,,,pcclHO,242 ,,,kg, (,) H,,,R,g，10,0.006R,gfff,,HOHO222式中:g,,.,,, m/s流体的流速可由孔板或文氏管流量计两边引出的差压计读数,(cm,g)，按下式求得: un ,m,s, (3) u,aR其中:装置:=0.4166 n=0.5016 装置:=0.4309 n=0.4896 1"2"aa3"装置:=0.3621 n=0.5058 装置:=0.3638 n=0.5029 4"aadHdRg20.012,ff于是由式(1)，(2)，(3)可得 (4) ,,,22nluluR11,du又已知雷诺数 (5) Re,,3]; 式中:ρ——流体(水)的密度 [kg/mμ——流体(水)的粘度 [Pas]。
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。
管道流动阻力的测定实验报告
姓名院 专业 班 年 月 日实验内容 指导教师 一、实验名称：管道流动阻力的测定二、实验目的：1. 学习U 型压差计的使用；2. 学习测量闸阀和90°弯头的局部阻力损失（h f `）的方法，计算局部阻力系数（ξ），学习直管阻力损失（h f ）的测定方法，计算出摩擦系数（λ）和雷诺准数（Re ），在双对数坐标纸上作λ-Re 关系曲线； 3. 学习流量计的标定。
三、实验原理：流体在管道中流动时，由于粘性力与涡流的存在，必然会引起能量的损失，这些损失可分为两类，即直管（沿程）阻力损失（h f ）和管件的局部阻力损失（h f `）。
1、直管阻力损失流体在圆形管流动时的阻力损失可用范宁公式计算： ]/[22kg J ud l h f ⋅=λ（1）式中： λ——摩擦系数l ——直管长[m] d ——管内径[m]u ——管内流速[m/s]，由下式计算：]/)[785.03600/(2s m d V u ⨯= （2） V ——流量[m 3/h]，由孔板流量计测定姓名院 专业 班 年月 日实验内容指导教师直管阻力损失由图2-2-1-1（a ）装置测定，原理如下： 在截面AA ’及BB ’之间列出柏努利方程： f BB BAA Ah p u gZp u gZ+++=++ρρ2222因是同内径的水平管段，故B A B A u u Z Z ==,，上式移项整理得： ]/[kg J p p h BA f ρ-=（3）在图2-2-1-1（a ）所示的U 形压差计内00`截面列能量方程： ρρρ)(R m g p gR gm p A s B ++=++(a)(b)图2-2-1-1 直管阻力测定姓名院 专业 班 年 月 日实验内容 指导教师整理上式得：]/)[(2m N gR p p S B A ρρ-=- （4） 将上式（4）代入式（3）得： ]/[)(kg J gR gR h s f =-=ρρρ（5）式中：g=9.8[N/kg]—重力加速度R ——压差读数[水]，[m]ρs=996[kg/m 3]——水的密度，由水温查表得 ρ——气体密度，本次试验记为0[kg/m 3]若用图2-2-1-1 (b)的∩压差计测压降（本实验室采用），则由式（3）得： ]/`[kg J gR p p h BBA f =-=ρ (6)或 ]`[2O mH R gp p h BA f =-=ρ (7)式中：R`——∩压差计读数[mH 2O]将式（5）或式（4）之值入（1）中，移项整理得摩擦系数计算值。
管道流体阻力测定实验讲义
管道流体阻力测定一、 实验目的1.学习直管摩擦阻力f P ∆,直管摩擦系数λ的测定方法。
2.掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。
3.掌握局部摩擦阻力f P ∆,局部阻力系数ζ的测定方法。
二、实验内容1.测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数λ。
2.测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系曲线。
3.测定管路部件局部摩擦阻力f P ∆和局部阻力系数ζ。
三、实验原理1. 直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的测定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 22uP 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 / m 3； -μ流体的粘度，N·s / m 2。
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 ，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。
2．局部阻力系数ζ的测定 22'u P h ff ζρ=∆=' 2'2u P f ∆⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ρζ 式中： -ζ局部阻力系数，无因次； -∆'f P 局部阻力引起的压强降，Pa ；-'f h 局部阻力引起的能量损失，J ／kg 。
流体在不锈钢管道中逞湍流流动的阻力测定与分析
Ｖ
／ｔ２ａ／ｌｔ＝０．８３６０ｃｐ，№９虞＝０．８１８０ｃｐ，Ａ＝詈ｄ２＝
“２五
（３）
雷诺准数：
３．１４２×１０。４ｍ２，（注：实验用的流体是水）
２．４数据处理公式
Ｒｅ＝４辈
（４）
２．４ １计算公式：
２．４．２插值公式：［２］
孔板流量计的流量：
８＝嗍＋嗡署（ｈ一２０）
（５）
Ｖ＝Ｃ．－Ｒｃ２
（１）
。。＝№，虐×ｉ；；三ｉ端＋，ｕ２８ｆｆ×ｉ（噩ｔｆｉ．－＝２ｊ７亨）豇（＿ｑ两－２９）＋心。庸×ｉｌｉｊ；耥（６）
２７．６
９９６ ３
０．８４３３
２．９７８
２．６３３
０．０２４３８
３
５
３ １４
２７ ８
９９６．３
０ ８３９７
２．８４９
２．５１９
０ ０２４４９
４
４
２ ４８
２７．９
９９６ ２
０ ８３７８
２．５２４
２．２３２
０ ０２４９１
５
３
１ ９６
２８．１
９９６．２
０．８３４２
２．２４１
１．９８２
０ ０２６１９
６
２
１ ３７
下载时间：2010年10月19日
如进行工业化实施，应考虑设备防腐问题。 参考文献
１表面活性荆（日）矾田孝一．●毫武彦著轾工业出版社北京，
１９７３
２表面活性荆应冉手册化学工业出版社北京。１９９５
万方数据
流体在不锈钢管道中逞湍流流动的阻力测定与分析
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
郑成辉， 施小芳， 李微 福州大学化学化工学院,福州,350002
管流沿程阻力实验报告
管流沿程阻力实验报告管路沿程阻力测定(实验报告)实验一管路沿程阻力测定一实验目的1. 掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。
2.测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数?与Re的关系。
3.测定流体流过管件时的局部阻力，并求出阻力系数? 。
4.学会压差计和流量计的使用。
二实验原理流体在管内流动时，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的局部阻力。
1.沿程阻力lu2hfd2?p称为直管摩擦系数，滞留时，??Re；湍流时，?与Re的关系受管壁粗糙度的影响，需由实验测得。
根据伯努利方程可知，流体流过的沿程阻力损失，可直接得出所测得的液柱压差计度数R(m)算出：?p?R??指-?水?g2.局部阻力lle1）当量长度法?hfd??u2?? ?2?u22）阻力系数法hp 2ξ-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）三实验装置与流程1.本实验装置及设备主要参数：被测元件：镀锌水管，管长2.0m，管径（公称直径）0.021m；闸阀D=3/4.1）测量仪表：U型压差计（水银指示液）；LW—15型涡轮流量计（精度0.5级，量程0.4~4.0m /h, 仪器编号Ⅰ的仪表常数为599.41（次/升），仪器编号II的仪表常数为605.30（次/升），MMD 智能流量仪）。
2）循环水泵。
3）循环水箱。
4）DZ15-40型自动开关。
5）数显温度表2.流程：流体流动阻力损失实验流程图1）水箱6）放空阀11）取压孔2）控制阀7）排液阀12）U形压差计3）放空阀8）数显温度表13）闸阀4）U形压差计9）泵14）取压孔5）平衡阀10)涡轮流量计四实验操作步骤及注意事项1.水箱充水至80％2.仪表调整（涡轮流量计﹑MMD智能流量计仪按说明书调节）3.打开压差计上平衡阀，关闭各放气阀。
4.启动循环水泵（首先检查泵轴是否转动，开全阀13，全关阀2，后启动）。
5.排气：（1）管路排气；（2）测压管排气；（3）关闭平衡阀，缓慢旋动压差计上放气阀排除压差计中的气泡（注意：先排进压管后排出压管，以防压差计中水银冲走），排气完毕。
管道沿程阻力测定
实验步骤
1.熟悉实验设备，搞清风洞工作原理；
2.安装皮托管；
3.开启风洞， 测量来流的总压p0与静压p∞的差值(h0-h∞)——mmH2O；
4.转动圆柱体，每间隔10°测量一次圆柱体表面压力p与来流静压p∞的差 值——mmH2O，共计19次（180 ° ）；
3.
5.调整风洞的速度，重复3、4步骤，可以测得不同雷诺数下的另一组压力 Re
本科生教学课程
Nanjing, China
管道沿程阻力测定
实验目的
1.通过实验了解影响沿程阻力的因素。 2.找出沿程阻力系数与雷诺准则的关系
λ=f(Re)。
3.学会将实验得到的数据整理成经验公式的 方法。
实验原理
沿程阻力：流体流经一定管径的直管时，由于 流体内摩擦力而产生的阻力。
实验原理
雷诺通过大量的实验，建立了一个判别流态的 无量纲准则——雷诺准则 ：
实际流体具有粘性，达到某一雷诺数后，在圆柱体后面便 产生涡流，形成尾流区，从而破坏了前后压力分布的对称 ，形成压差阻力。 实际的压力系数可按（3）式由实测得到，其中动压：
（4）
h0—来流总压p0的值，mmH2O； h∞—来流静压p的值，mmH2O；
9.81—由（mmH2O）换成（N/m2）应乘的系数；
实验原理
理想流体平行绕流圆柱体作无环量流动时， 圆柱体表面的速度分布规律是：
（1）
圆柱体表面上任一点的压力p，可由伯努里 方程得出 ：
（2）
实验原理
工程上习惯用无因次的压力系数cp来表示流体作用在 物体上任一点的压力，由（1）式和（2）式可得到绕 圆柱体流动的理论压力系数：
（1） （2）
（3）
实验原理
实验步骤
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。
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。
管道流体阻力测定
一、实验目的1.掌握测定流体流动阻力的一般测定方法。
2.测定直管的摩擦阻力系数λ与雷诺数Re 的关系，验证在一般湍流区内λ与Re 的关系。
3.测定流体流经管件，阀门时的局部阻力系数ξ。
4.学会涡轮流量计的使用方法。
5.识辨组成管路的各种管件，阀门，并了解其作用。
二、基本原理流体通过由直管、管件（如三通和弯头等）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机械能损失称为直管阻力损失。
流体通过管件、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：2221u d l p p p h f f λρρ=-=∆=（1）即 （2）式中： λ —直管阻力摩擦系数，无因次；d —直管内径，m ；f p ∆—流体流经l 米直管的压力降，Pa ；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流速，m/s 。
滞流(层流)时，Re64=λ （3） μρdu =Re （4）式中：Re —雷诺准数，无因次；22lu p d f ρλ∆=湍流时λ是雷诺准数Re 和相对粗糙度（ε/d ）的函数，须由实验确定。
由式（2）可知，欲测定λ，需确定l 、d ，测定f p ∆、u 、ρ、μ等参数。
l 、d 为装置参数（装置参数表格中给出）， ρ、μ通过测定流体温度，再查有关手册而得， u 通过测定流体流量，再由管径计算得到。
例如本装置采用涡轮流量计测流量，V ，m 3/h 。
2900dV u π= (5) f p ∆可用U 型管、倒置U 型管、测压直管等液柱压差计测定，或采用差压变送器和二次仪表显示。
根据实验装置结构参数l 、d ，指示液密度0ρ，流体温度t 0(查流体物性ρ、μ)，及实验时测定的流量V 、液柱压差计的读数R ，通过式(5)、(6)或(7)、(4)和式(2)求取Re 和λ，再将Re 和λ标绘在双对数坐标图上。
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弯道阻力的测定
一、 实验目的
（1） 学习管路阻力损失（f h ）、管路摩擦系数（λ）、管件局部阻力
系数（ζ）的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识； （2） 学习对数坐标纸的用法； （3） 了解压力传感器的工作原理。
二、 实验任务
（1） 测定流体流经直管时的摩擦系数与雷诺系数的关系；
（2） 测定流体流动属滞留状态时，直管摩擦系数与雷诺系数的关系； （3） 测定o 90标准弯头的局部阻力系数。
三、 试验方法及其理论原理 1摩擦系数测定法
直管的摩擦系数是雷诺数和管的相对粗糙（d ε）的函数，即
)(Re,d εφλ=，因此，相对粗糙度一定，λ与Re 有一定的关系。
根据流体力学的基本理论，摩擦系数与阻力损失之间存在如下的关系：
22
u d l h f
λ
= （1）
式中：f h ——阻力损失，kg J ；
l ——管段长度，m ； d ——管径，m ；
u ——平均流速，s m ；
λ——摩擦系数。
管路的摩擦系数是根据这一原理关系来测定的。
对已知长度、管径的直管，在一定流速范围内，测定阻力损失，然后按式（1）求出摩擦系数。
根据能量横算方程
f h u
g z P u g z P +++=++
+2
22
22211
ρωρ （2） 在一条等直径的水平管上选取两个截面，测定λ～Re 的关系，则这两截面间管段的阻力损失变简化为
ρ
2
1P P h f -=
（3）
两截面就爱你管段的压力差为（21P P -）可用U 形管压差计测量，也可以使用压力变送器进行测量。
压力变送器是一种能感受的压力，并按照一定的规律将压力信号转变成可用的统一的电信号输出的期间或装置。
夜里变送器的输出信号与压力心寒之间有一给定的连续现行函数关系，变送器内部装有专用放大电路，其统一的标准信号通常为4～20mA ，1～5A ，本实验使用差压变送器测取流体通过两截面的压强差，故可计算出f h 。
用无论流量计测定流体通过已知管段的流量，在已知d 的情况下流速可以通过式u d V 24
π
=
计算，由流体的温度可查得流体的密度
ρ、粘度μ，因此，对于每一组测得的数据可跟别计算出对应的λ和
Re 。
2，局部阻力系数测定 根据局部阻力系数的定义：
2
2
u h f ζ
= （4）
式中：ζ——局部阻力系数。
只要测出流体经过管件时的阻力损失f h 以及流体在名义直径和关键
相同的管路中的流速ｕ和阻力损失f h ，即可计算出阻力系数。
流体经过关键是的阻力损失f h 的测定与直管阻力测定方法相同，不过在测定阻力损失时，测定孔不能再紧靠管件处，否则静压强差难以测定。
另外，还有一个重要原因，即管件的阻力损失不仅是流体通过管件的损失，还包括由于流体通过管件时，其前后扰动加强，使得前后一小段管子内管壁摩擦增加的损失。
通常测压孔都开设在距管件一定距离的管子上，这样测出的阻力损失包括了管件和直管两部分，因此，计算管件阻力损失时应扣除直管的阻力损失。
四、 实验记录及数据处理
管件d = 36.5mm =0.0365m 水温 5.2C ο
大气压_____Pa 直管长度l = 2.0 m 直管阻力系数：
弯头阻力系数
直管阻力系数的计算：
以第八组实验数据计算：=-21p p 0.000033 MPa
=33Pa
流量为：=V 3.780 h m
3
=0.00105 s
m 3 则：s m d V
u 009.10365.04
14.300105
.04
2
2
=⨯=
=
π
由表查的：20C o 时：
流体的密度为：=ρ998.2 3
m Kg
粘度为：μ=1.005 ⨯ 310- []a Pa ⋅
则f h 为：[]水柱m p p h f 0331
.02
.99833
2
1==-=ρ
得：00118.02
009.10365.020331
.02
2
2==
=
u d l h f λ 同理：
第一组实验数据计算：
[]
水柱
m
p
p
h
f
3196
.0
2.
998
319
2
1=
=
=
00102
.0
=
λ
第二组实验数据计算：
[]
水柱
m
p
p
h
f
2575
.0
2.
998
257
2
1=
=
=
00103
.0
=
λ
第三组实验数据计算：
[]
水柱
m
p
p
h
f
2114
.0
2.
998
211
2
1=
=
=
00114
.0
=
λ
第四组实验数据计算：
[]
水柱
m
p
p
h
f
1643
.0
2.
998
164
2
1=
=
=
00123
.0
=
λ
第五组实验数据计算：
[]
水柱
m
p
p
h
f
1262
.0
2.
998
1260
2
1=
=
=
00111
.0
=
λ
第六组实验数据计算：
[]
水柱
m
p
p
h
f
0882
.0
2.
998
88
2
1=
=
=
00116
.0
=
λ
第七组实验数据计算：
[]
水柱
m
p
p
h
f
0591
.0
2.
998
59
2
1=
=
=
00117
.0
=
λ
第九组实验数据计算：
[]
水柱
m
p
p
h
f
0140
.0
2.
998
14
2
1=
=
=
00096
.0
=
λ
第十组实验数据计算：
[]
水柱
m
p
p
h
f
0.0
2.
998
2
1=
=
=
00000
.0
=
λ
弯头阻力损失系数：
以第六组实验数据计算：=-21p p 0.000062MPa =62Pa
流量：s m V 300173.0=
s m d V
u 663.10365.04
14.3001731
.04
2
2
=⨯=
=
π
则f h 为：[]水柱m p p h f 0621
.02
.99862
2
1==-=
ρ
得：0449.02
663.10621
.02
2
2==
=
u h f ζ 第一组实验数据计算：[]水柱m p p h f 2945
.02
.998294
2
1==-=ρ
0517.0=ζ
第二组实验数据计算：[]水柱m p p h f 1923
.02
.998192
2
1==-=ρ
0422.0=ζ
第三组实验数据计算：[]水柱m p p h f 1533
.02
.998153
2
1==
-=ρ
0575.0=ζ
第四组实验数据计算：[]水柱m p p h f 1212
.02
.998121
2
1==-=
ρ
0583.0=ζ 第五组实验数据计算：[]水柱m p p h f 0902
.02
.99890
2
1==-=ρ
0651.0=ζ
5
3
2
1,1021.110005.10365.014.3900636.122.9989004
3600⨯=⨯⨯⨯⨯⨯===
=
-μπρμ
ρπ
μρ
d V d V d
du R e
同理：
5
2,10
09.1⨯=e R
53,1096.0⨯=e R 5
4,10
83.0⨯=e R
55,1073.0⨯=e R 5
6,10
60.0⨯=e R
57,1049.0⨯=e R 5
8,10
36.0⨯=e R 5
9,1026.0⨯=e R
10,=e R
e R ~λ双对数坐标图：
1
2
3
45
-3.5
-3.0-2.5-2.0-1.5-1.0-0.5
0.0
e
R log
λ
l o g。