流体阻力系数——实验数据处理
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。
化工原理实验报告综合经典篇
实验题目：流体流动阻力测定实验一、数据记录1、实验原始数据记录如下表：离心泵型号：MS60/0.55，额定流量：60L/min, 额定扬程：19.5mN，额定功率：0.55kw流体温度2、5 2.4 1.9258 0.00513 41149.8586 2.6487 0.024846 6 2.2 1.7653 0.0061 37720.7038 2.2759 0.029569 7 2 1.6048 0.00593 34291.5489 1.8149 0.028751 8 1.8 1.4443 0.00424 30862.3940 1.5304 0.020508 9 1.6 1.2838 0.00536 27433.2391 1.2164 0.025955 10 1.4 1.12340.005655 24004.08420.94180.0273820.00559绘制粗糙管路的双对数λ-Re 曲线如下图示：根据光滑管实验结果，对照柏拉修斯方程λ=0.3164/（Re0.25），计算其误差，计试验次数 阻力系数λ 雷诺数Re 柏拉修斯方程计算结果 误差1 0.016893 57609.8021 0.02042266 0.1728312 0.017215 54009.1895 0.02075485 0.1705553 0.017332 50408.5768 0.02111594 0.179198 4 0.017282 46807.9642 0.0215108 0.196595 0.018107 43207.3516 0.02194558 0.174914 6 0.017612 39606.7389 0.02242819 0.2147387 0.018552 36006.1263 0.02296902 0.1923038 0.019035 32405.5137 0.02358206 0.192819 9 0.019391 28804.901 0.02428678 0.201582 10 0.019954 25204.2884 0.02511122 0.205375 3 的流速2900d Vu π=（m/s ），雷诺数μρdu =Re ，流体阻力ρ1000⨯∆=P Hf，阻力系数22Lu d H f =λ，ξ=gu2f'Δ2ρP ，并以标准单位换算得光滑管数据处理结果如下表二、结果分析（1）光滑管结果分析：曲线表明，在湍流区内，光滑管阻力系数随雷诺数增大而减小，进入阻力平方区（也称完全湍流区）后，雷诺数对阻力系数的影响却越来越弱，阻力系数基本趋于不变。
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。
实验三 流体流动阻力测定实验指导书
流体流动阻力的测定一、实验目的1．掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。
2．测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re 的关系，验证在一般湍流区内λ与Re 的关系曲线，测定流体流经阀门时的局部阻力系数ξ。
4．学会倒U 形压差计的使用方法，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 ff λρρ=-=∆=（1）即，22lu p d fρλ∆=（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，Re 64=λ（3） μρdu =Re （4） 式中：Re —雷诺准数，无因次；μ—流体粘度，kg/(m·s)。
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。
例如本装置采用转子流量计测流量V （m 3/h ），且已经校核，则2900d Vu 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。
（1）当采用倒置U 型管液柱压差计时gR p f ρ∆=(6)式中：R －水柱高度，m 。
流体管路阻力系数的测定
实验数据处理1.原始数据记录⑴装置参数：离心泵型号：MS60 /0.55SSC 转速：2850 r/min 额定流量：60 L/min额定功率：0.55 kw 额定扬程：19.5 m 泵进出口测压点高度差: 12.10 cm⑵水的相关参数: t = 28.1 o C，ρ= 995.7 kg*m-3，μ= 0.9579*10-3 Pa*s。
重力加速度g = 9.81 m/s2⑵原始数据记录表 1 原始数据记录表序号流量q v（L/h）泵进口压力(kpa)泵出口压力(Mpa)电动机功率N电(kW)泵转速n(r/min)1 600 -0.2 0.243 0.227 29402 800 -0.2 0.240 0.240 29403 1000 -0.2 0.238 0.245 29204 1200 -0.2 0.236 0.255 29405 1400 -0.2 0.231 0.274 29406 1600 -0.7 0.234 0.260 29207 1800 -0.4 0.229 0.279 29208 2000 -0.9 0.227 0.289 29209 2200 -0.8 0.224 0.297 290010 2400 -1.1 0.221 0.305 292011 2600 -1.1 0.218 0.314 290012 2800 -1.5 0.219 0.321 290013 3000 -1.8 0.211 0.311 290014 3200 -1.7 0.209 0.339 290015 3400 -2.1 0.204 0.344 288016 3600 -2.3 0.200 0.353 288017 3800 -2.7 0.196 0.361 288018 4000 -2.3 0.193 0.368 288019 4200 -3.1 0.188 0.378 288020 4400 -3.3 0.184 0.381 288021 4600 -3.7 0.179 0.389 288022 4800 -3.9 0.175 0.396 288023 5000 -3.7 0.169 0.403 288024 5200 -4.1 0.170 0.400 286025 5400 -4.4 0.164 0.408 286026 5600 -4.9 0.157 0.415 286027 5800 -5.1 0.154 0.419 284028 6000 -5.8 0.142 0.428 28402.数据分析及处理以q v = 600 L/h（即第一组数据）为例，计算过程如下：单位换算：600 L/h = 600/1000/3600 m3/s = 1.67*10-4 m3/s, 12.1 cm = 0.121 m,根据基本原理部分的公式，在校核转速后，计算各流量下的泵扬程、轴功率和效率①由式q v’ / q v= n’/n可得:q v’= n’/n*q v = (2940/2850*1.67*10-4) m3/s = 1.72*10-4 m3/s②扬程H = H0 + (p2 –p1)/（ρg）= 0.121+( 0.243*1000000+0.2*1000)/(9.81*995.7) = 25.02 m由式H’ / H = (n’/n)2可得:H’ = (n’/n)* H = [(2850/2940)2*23.26] m = 23.51 m③轴功率N = N电*0.95 = (0.227*0.95) = 0.216 kw由式N’ / N = (n’/n)3可得:N’= (n’/n)3*N = [(2850/2940)3*0.216] kw = 0.196 kwη= (q v Hρg/N) *100% = (1.67*10-4*25.02*995.7*9.81/0.216/1000)*100% = 18.93% η’ = (q v’H’ρg/N’) = (1.72*10-4*23.51*995.7*9.81/0.196/1000)*100% = 20.11%按此方法，对后面几组数据实施同样的计算，列出表格如下：表2 离心泵特性曲线数据处理表序号q v×10-4（m3/s)q v’×10-4（m3/s)H（m）H’（m）N（kW）N’（kW）η/% η/’%1 1.67 1.62 25.02 23.51 0.216 0.196 18.93 20.112 2.22 2.15 24.71 23.22 0.228 0.208 17.68 18.783 2.78 2.71 24.51 23.35 0.233 0.216 17.18 18.124 3.33 3.23 24.30 22.84 0.242 0.221 16.36 17.395 3.89 3.77 23.79 22.36 0.260 0.237 14.91 15.846 4.44 4.34 24.15 23.00 0.247 0.230 15.95 16.837 5.00 4.88 23.61 22.49 0.265 0.246 14.53 15.338 5.56 5.42 23.45 22.34 0.275 0.255 13.93 14.709 6.11 6.01 23.14 22.34 0.282 0.268 13.38 14.0210 6.67 6.51 22.86 21.78 0.290 0.269 12.87 13.5811 7.22 7.10 22.55 21.78 0.298 0.283 12.33 12.9212 7.78 7.64 22.70 21.92 0.305 0.289 12.14 12.7213 8.33 8.19 21.91 21.16 0.295 0.280 12.10 12.6814 8.89 8.74 21.69 20.95 0.322 0.306 10.99 11.5115 9.44 9.35 21.22 20.78 0.327 0.317 10.59 11.0216 10.00 9.90 20.83 20.40 0.335 0.325 10.13 10.5517 10.56 10.45 20.46 20.04 0.343 0.332 9.73 10.1318 11.11 11.00 20.12 19.70 0.350 0.339 9.39 9.7719 11.67 11.55 19.69 19.28 0.359 0.348 8.94 9.3120 12.22 12.09 19.30 18.90 0.362 0.351 8.70 9.0521 12.78 12.64 18.83 18.44 0.370 0.358 8.31 8.6522 13.33 13.19 18.44 18.05 0.376 0.365 7.99 8.3223 13.89 13.74 17.80 17.43 0.383 0.371 7.58 7.8924 14.44 14.39 17.94 17.82 0.380 0.376 7.70 7.9625 15.00 14.95 17.36 17.24 0.388 0.384 7.31 7.5526 15.56 15.50 16.70 16.58 0.394 0.390 6.91 7.1427 16.11 16.17 16.41 16.52 0.398 0.402 6.72 6.9028 16.67 16.73 15.25 15.36 0.407 0.411 6.12 6.28注：t是水的温度，q v是水的流量，N电是电动机功率，p1 是泵进口压力，p2是泵出口压力，n 是泵转速，ρ是水的密度，q V’是校核流量，H是扬程，H’是校核扬程，N是轴功率，N’是校核轴功率，η是效率，η’是校核效率。
流体力学综合实验装置——流体流动阻力测定实验---实验报告
流体流动阻力测定实验一、实验目的1．掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。
2．测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系，验证在一般湍流区内λ与Re 的关系曲线。
3．测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数ξ。
4．学会倒U形压差计和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：即，式中：λ—直管阻力摩擦系数，无因次；d —直管内径，m；—流体流经l米直管的压力降，Pa；hf—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/m3；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，式中：Re —雷诺准数，无因次；μ—流体粘度，kg/(m·s)。
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、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（m3/h）。
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，流体温度 (查流体物性ρ、μ)，及实验时测定的流量V、压差，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。
2．局部阻力系数ξ的测定局部阻力损失通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。
流体流动阻力测定实验报告
(2)
由(2)式可知
l u2 d 2
(3)
(3)式中的λ, 即为直管摩擦系数, 它可表示成 Re, 。它只是雷诺数及管 d
壁相对粗糙度的函数,确定它们之间的关系,只要用水作物系,在实验室规模的装 置中进行有限量的实验即可得知, 知道了λ的值,就可计算任何物系的流体在管 道中的阻力损失,使实验结果具有普遍意义。局部阻力损失,用局部阻力系数法表示, he u2 2 。
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 -Re 关系。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地满 足 Blasuis 关系式： 。突然扩大管的局部阻力系数随 Re 的变化而变
八、思考题
2、 在不同设备 （包括相对粗糙度相同而管径不同） 、 不同温下测定的λ-Re 数据能否关联在一条曲线上？ 答：不一定，因为λ和 Re 与流体的密度和粘度有关。密度与粘度与温度 有关。所以不一定呢能关联到同一条曲线上 3、以水作工作流体所测得的λ-Re 关系能否适用于其他种类的牛顿型流 体？为什么？ 答：其他牛顿型流体的物理性质，如密度，黏度等和水不同，而λ、Re 和密度，黏度有关，所以不适用于其他流体。 5、如果要增加雷诺数的范围，可采取那些措施？ 答：更改管径，更改流体温度，从而更改流体的粘度和密度。 。
密度 ρ(kg/m3)
阻力系数 λ
997.917256 0.987477533 997.917256 0.987489716 997.917256 0.987498284
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数据处理
五.实验数据记录与处理光滑管径1.5m 粗糙管径1.5m 层流管1m 温度25℃1.实验数据记录表表1 截止阀的相关原始数据表7 层流的相关原始数据表8 相关的处理数据表直管阻力摩擦系数λ的测定流体在水平等径直管中稳定流动时, 阻力损失为:2***d *2u l p fρλ∆=湍流时的雷诺数为:μρdu R =e根据以上数据这里只作出光滑管和粗糙管的 ~Re 的的关系图由图可知: 光滑管在湍流区雷诺数与阻力系数呈反比的关系, 这与柏拉修斯式, 顾毓珍等公式基本相符由图可知: 粗糙管的阻力系数随着雷诺数的增大先增大后基本稳定的过程, 由于本实验处在完全湍流区, 区域内 , 对 均有影响, 且随着 的增大, 对 的影响越来越重要；相反, 对 的影响越来越弱。
可解释为, 一定时, 越大, 则层流底层相对越薄；当 增大到一定值后, 几乎所有的粗糙峰均暴露在湍流主体区内, 在大, 不变。
图1.流体阻力-离心泵联合实验流程1.水箱2、离心泵3、涡轮流量计4、层流水槽5、层流管6、截止阀7、球阀8、光滑管9、粗糙管10、突扩管11.孔板流量计12、流量调节阀排空排水入地沟图1 氧气吸收与解吸实验流程图1.氧气钢瓶9、吸收塔17、空气转子流量计2.氧减压阀10、水流量调节阀18、解吸塔3.氧压力表11.水转子流量计19、液位平衡罐4.氧缓冲罐12.富氧水取样阀20、贫氧水取样阀5.氧压力表13.风机21.温度计6.安全阀14.空气缓冲罐22.压差计7、氧气流量调节阀15.温度计23.流量计前表压计8、氧转子流量计16、空气流量调节阀24.防水倒灌阀。
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
流体流动阻力测定实验一、实验目的1.1掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。
1.2测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系，验证在一般湍流区内λ与Re 的关系曲线。
1.3测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数ξ。
1.4学会倒U形压差计和涡轮流量计的使用方法。
1.5识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。
二、实验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。
2.1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：2221udlppphffλρρ=−=Δ= （1）即， 22lupdfρλΔ= （2）式中：λ—直管阻力摩擦系数，无因次；d —直管内径，m；fpΔ—流体流经l米直管的压力降，Pa；fh—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/m3；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，64=λ（3）μρdu=Re （4）式中：Re —雷诺准数，无因次；μ—流体粘度，kg/(m·s)。
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、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。
fpΔ例如本装置采用涡轮流量计测流量V（m3/h）。
2900dVuπ= (5)fpΔ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。
（1）当采用倒置U型管液柱压差计时(6) gRpfρΔ=式中：R－水柱高度，m。
（2）当采用U型管液柱压差计时()gRpfρρΔ−=0 (7)式中：R－液柱高度，m；0ρ－指示液密度，kg/m3。
流体流动阻力实验报告
西南民族大学学生实验报告课程名称：化工原理实验教师：实验室名称：BS-305教学单位：化环学院专业：中药学班级：1101班姓名：学号：实验日期：10.31实验成绩：批阅教师：日期：一.实验名称：实验一流体流动阻力的测定二.实验目的：① 握测定流体流动阻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识别组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。
三.基本原理：1.直管摩擦阻力系数λ测定流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：22fp l uhdλρ∆==⨯即，22lupdρλ∆=式中fh——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。
滞流（层流）时，64Reλ=湍流时，雷诺数duReρμ=Aqu v=2.局部阻力系数ξ的测定：22fuhξ=，即22upρξ'∆=四.实验装置与流程：1、装置组成部分本实验装置如图1；装置相关参数在化工原理实验指导书上p21的表2-1所示。
由于管子的材质存在批次的差异，所以可能会产生管径的不同，所以表2-1中管内径只能做参考。
图1：流体阻力实验装置图1—水箱；2—离心泵；3—压力表；4—孔板流量计；5—上水阀；6—高位水槽7—曾流光流量调节阀；8—阀门管线开关阀；9—球阀；10—截止阀；11—光滑管开关阀12—粗糙管开关阀；13—突然扩大管开关阀；14—流量调节阀2、开车前准备3、流体流动阻力实验步骤①启动离心泵，打开被测管线上的开关阀及面板上与其对应的切换阀，关闭其他开关阀和切换阀，确保测压点一一对应。
②系统要排净气体使液体连续流动。
设备和测压管线中的气体都要排净，检验的方法是当流量为零时，观察U形压差计的两液面是否水平。
③读取数据时，应注意稳定后再读数。
测定直管摩擦阻力时，流量由大到小，充分利用面板量程测取7组数据。
流体流动阻力的测定实验数据处理
六、实验数据处理与分析C t t t m ︒=+=+=65.2222.231.22221 P 0=-0.1KPa 查表得：此时水的密度为ρ=997.6351Kg/m 3水的粘度为μ=9.579×10-4Pa·s1、光滑管的λ和Re 求解：d=0.008058m l=1.70m表3 光滑管摩擦系数λ数据处理表计算实例：以V=14 L/h 和V=120 L/h 为例当V=14 L/h 时，ΔP =（P 2-P 1)×9.8=（5+2）×9.8=68.8 Pasm d V d VA V u /0763.0)008058.0(14.336001000144360010004)21(36001000222=⨯⨯⨯⨯=⨯∏⨯⨯=⨯∏⨯==1120.00763.070.16351.997008058.06.68222222=⨯⨯⨯⨯=∆=∴=∆=lu Pd u d l Ph f ρλλρ当V=120 L/h 时，ΔP =（1.3-0.1)×1000=1200 Pasm d V A V u /6540.0)008058.0(14.336001000120436001000422=⨯⨯⨯⨯=⨯∏⨯⨯===0267.06540.070.16351.997008058.012002222=⨯⨯⨯⨯=∆=lu Pd ρλ 表4 光滑管λ与Re 数据处理表计算实例：以λ=0.1120和λ=0.0267为例 当λ=0.1120时，u=0.0763 m/s2851.64010579.96351.9970763.0008508.0e 4=⨯⨯⨯==-μρdu R0.1000640.295164e 64 6.4619640.2951ln e ln -2.18940.1120ln ln =======R R λλ理论）（）（当λ=0.0267时，u=0.6540 m/s5488.243510579.96351.9976540.0008508.0e 4=⨯⨯⨯==-μρdu R0.03685488.24350.3164e 0.31648.61045488.2435ln e ln -3.62450.0267ln ln 0.250.25=======R R λλ理论）（）（图1 光滑管层流区λ—Re 双对数关系l n λln Re图2 光滑管过渡区λ—Re 双对数关系图3 光滑管湍流区λ—Re 双对数关系l n λln Reln Rel n λRe图4 光滑管λ实际值与理论值对比关系曲线2、粗糙管的λ和Re求解：d=0.010m l=1.70m表5 粗糙管摩擦系数λ数据处理表计算实例：以V=16 L/h和V=84 L/h为例当V=16 L/h 时，ΔP =（P 2-P 1)×9.8=（8+11）×9.8=186.2 Pasm d V d VA V u /5660.0)100.0(14.336001000614360010004)21(36001000222=⨯⨯⨯⨯=⨯∏⨯⨯=⨯∏⨯==6850.05660.070.16351.997100.0186.2222222=⨯⨯⨯⨯=∆=∴=∆=lu Pd u d l Ph f ρλλρ当V=84 L/h 时，ΔP =（2.8-0.1)×1000=2700 Pasm d V A V u /2972.0)100.0(14.33600100084436001000422=⨯⨯⨯⨯=⨯∏⨯⨯===3604.02972.070.16351.997100.027002222=⨯⨯⨯⨯=∆=lu Pd ρλ 表6 粗糙管λ与Re 数据处理表计算实例：以λ=0.6850和λ=0.3604为例 当λ=0.6850时，u=0.0566 m/s589.656910579.96351.9975660.0100.0e 4=⨯⨯⨯==-μρdu R 6.3795589.6569ln e ln -0.37830.6850ln ln ====）（）（R λ当λ=0.3604时，u=0.2976 m/s3095.698610579.96351.9972976.0100.0e 4=⨯⨯⨯==-μρdu R8.03783095.6986ln e ln -1.02060.3604ln ln ====）（）（R λ图5 光滑管层流区λ—Re 双对数ln Rel n λ图6 光滑管过渡区λ—Re 双对数关系图7 光滑管湍流区λ—Re 双对数关系l n λln Reln Rel n λ图8 光滑管与粗糙管λ—Re 双对数关系对比ln Rel n λ。
化工原理实验报告(流体阻力)
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-Re关系。
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地满足Blasuis关系式：0.25λ=。
突然扩大管的局部阻力系数随Re的变化而0.3163Re变化。
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。
④将所得光滑管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，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 du Re ρμ=相对粗糙度 dε 管子长径比l d从而得到2(,,)p du lu d dρερμ∆=ψ 令(Re,)dελ=Φ2(Re,)2pl u d d ερ∆=Φ 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。
22f pl u h d 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。
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$ 。
流体流动阻力实验报告
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-Re 关系。
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地满足Blasuis 关系式：0.250.3163Re λ= 。
突然扩大管的局部阻力系数随Re 的变化而变化。
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。
④将所得光滑管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，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 du Re ρμ=相对粗糙度 dε 管子长径比l d从而得到2(,,)p du lu d dρερμ∆=ψ 令(Re,)dελ=Φ 2(Re,)2pl u d d ερ∆=Φ 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。
22f pl u h d 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。
流体阻力测定实验报告
实验6 流体阻力测定实验装置一、实验目的1、了解实验所用到的实验设备、流程、仪器仪表；2、了解并掌握流体流经直管阻力系数λ的测定方法及变化规律，并将λ与Re 的关系标绘在双对数坐标上。
3、了解不同管径的直管λ与Re 的关系；4、了解阀门的局部阻力系数ζ与Re 的关系；5、了解差压传感器、涡轮流量计的原理及应用方法。
二、实验原理1、流体在管内流量及Re 的测定：本实验采用涡轮流量计直接测出流量q[m 3/h]：]/[)*3600/(42s m d q u ⋅=πμρ⋅⋅=u d Re式中：d 、ρ、μ— 管内径[m]、流体在测量温度下的密度和粘度 [Kg/m 3]、[Pa S]2、直管摩擦阻力损失ΔP 0Af 及摩擦阻力系数λ的测定流体在管路中流动，由于粘性剪应力的存在，不可避免的会产生机械能损耗。
根据范宁（Fanning ）公式，流体在圆形直管内作定常稳定流动时的摩擦阻力损失为：][220Pa u d l p Af⋅=∆ρλ式中：l ——沿直管两测压点间距离，m ；λ——直管摩擦系数，无因次；由上可知，只要测得ΔP 0f 即可求出直管摩擦系数λ。
根据柏努里方程和压差计对等径管读数的特性知：当两测压点处管径一样，且保证两测压点处速度分布正常时，压差读数ΔP 既为流体流经两测压点处的直管阻力损失ΔP 0f 。
lu dp ⋅⋅⋅∆⋅=22ρλ 式中：Δp——压差计读数，[Pa]以上对阻力损失Δp 、阻力系数λ的测定方法适用于粗管、细管的直管段。
3、阀门局部阻力损失ΔP f 、及其阻力系数ζ的测定流体流经阀门时，由于速度的大小和方向发生变化，流动受到阻碍和干扰，出现涡流而引起的局部阻力损失为：22'u P fρζ=∆ [Pa]式中：ζ――局部阻力系数，无因次。
对于测定局部管件的阻力如阀门，其方法是在管件前后的稳定段内分别有两个测压点。
按流向顺序分别为1、2、3、4点，在1-4点和2-3点分别连接两个压差计，分别测出压差为ΔP 14、ΔP 23。