流体阻力实验报告(借鉴材料)
化工原理实验报告材料(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。
流体阻力实验报告
流体阻力实验报告篇一:流体流动阻力的测定实验报告流体流动阻力的测定17321001 1120102761王晓鸽一、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. 学会流量计和压差计的使用方法。
5. 识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。
二、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。
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:?pfp1?p2lu2hf===λ即,2d?pfλ= 式中:λ—直管阻力摩擦系数,无因次;d—直管内径,m;?pf—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。
层流流时,64λ= 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。
欲测定λ,需确定l、d,测定?pf、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。
?pf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。
求取Re和λ后,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。
本实验采用阻力系数法。
流体通过某一管件或阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数,局部阻力的这种计算方法,称为阻力系数法。
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。
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。
流体阻力实验实验报告
一、实验目的1. 掌握流体阻力实验的基本原理和方法。
2. 了解流体阻力对流体流动的影响,以及如何减小流体阻力。
3. 通过实验验证流体阻力与雷诺数、管径、流体性质等因素之间的关系。
二、实验原理流体阻力是指流体在流动过程中受到的阻碍作用,主要包括摩擦阻力和局部阻力。
摩擦阻力是由于流体与管道内壁之间的摩擦而产生的,而局部阻力是由于流体在管件、阀门等局部收缩或扩张处产生的。
流体阻力的大小可以用以下公式表示:f = f_f + f_l其中,f为总阻力,f_f为摩擦阻力,f_l为局部阻力。
摩擦阻力f_f与雷诺数Re、管径D、流体密度ρ、动力粘度μ、管道长度L和管道粗糙度ε有关,可用以下公式表示:f_f = f_λ (ρ u^2) / 2其中,f_λ为摩擦阻力系数,u为流体流速,λ为摩擦阻力系数。
局部阻力f_l与局部阻力系数C_l和局部阻力当量长度L_e有关,可用以下公式表示:f_l = C_l (ρ u^2) / 2三、实验设备1. 流体阻力实验装置:包括直管、弯头、三通、阀门等管件,以及流量计、压差计、温度计等测量仪器。
2. 水泵:提供稳定的水流。
3. 计时器:测量实验时间。
四、实验步骤1. 安装实验装置,连接好各个管件,确保连接处密封良好。
2. 打开水泵,调节流量计,使水流稳定。
3. 测量流体温度,并记录。
4. 在直管段安装压差计,测量流体在直管段的压降,并记录。
5. 在管件处安装压差计,测量流体在管件处的压降,并记录。
6. 改变管径、流量等参数,重复上述步骤,记录实验数据。
7. 计算摩擦阻力系数f_λ和局部阻力系数C_l。
五、实验数据及结果分析1. 摩擦阻力系数f_λ与雷诺数Re的关系:根据实验数据,绘制摩擦阻力系数f_λ与雷诺数Re的关系曲线。
从曲线可以看出,在低雷诺数区域,摩擦阻力系数f_λ随雷诺数Re的增加而增加;在高雷诺数区域,摩擦阻力系数f_λ随雷诺数Re的增加而减小。
2. 摩擦阻力系数f_λ与管径D的关系:根据实验数据,绘制摩擦阻力系数f_λ与管径D的关系曲线。
流体阻力的测定实验报告
流体阻力的测定实验报告流体阻力的测定实验报告引言:流体阻力是指物体在流体中运动时受到的阻碍力,其大小与物体的形状、速度以及流体的性质有关。
测定流体阻力的实验对于研究物体在流体中的运动以及流体力学等领域具有重要意义。
本实验旨在通过测定不同物体在流体中的运动速度和受力情况,探究流体阻力的特性和影响因素。
实验方法:1. 实验仪器和材料本实验所需的仪器和材料包括:流体阻力测定装置、各种形状的物体(如球体、圆柱体、长方体等)、计时器、测量尺等。
2. 实验步骤(1)将流体阻力测定装置放置在水槽中,确保其稳定。
(2)选取一个物体,如球体,将其放入测定装置中,并调整装置使其运动自由。
(3)启动计时器并记录物体在流体中运动的时间。
(4)根据测量尺测量物体在流体中运动的距离。
(5)重复以上步骤,测量其他物体的运动时间和距离。
实验结果:根据实验数据,我们可以得到不同物体在流体中运动的速度和受力情况。
以球体为例,我们可以绘制出不同速度下的流体阻力与速度的关系曲线。
实验结果显示,流体阻力与物体速度成正比,且在相同速度下,不同物体的流体阻力也存在差异。
讨论与分析:1. 流体阻力与物体形状的关系从实验结果可以看出,不同形状的物体在相同速度下受到的流体阻力不同。
这是因为物体的形状会影响流体对其运动的阻碍程度。
一般来说,流体阻力与物体的表面积成正比,因此具有较大表面积的物体受到的流体阻力也较大。
2. 流体阻力与物体速度的关系实验结果显示,流体阻力与物体速度成正比。
这是因为当物体在流体中运动时,流体分子会与物体表面发生碰撞,产生阻力。
当物体速度增加时,碰撞的次数也会增加,从而导致流体阻力的增加。
3. 流体阻力与流体性质的关系流体阻力还与流体的性质有关。
粘稠度较大的流体会对物体的运动产生更大的阻碍力,因此流体阻力会随着流体粘稠度的增加而增加。
结论:通过本实验的测量和分析,我们得出以下结论:1. 流体阻力与物体形状成正比,具有较大表面积的物体受到的流体阻力较大。
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运动的科学,其中流体阻力是一个重要的概念。
流体阻力的大小直接影响物体在流体中的运动速度和方向。
为了更好地理解流体阻力的特性,我们进行了一系列的实验来测定不同条件下的流体阻力。
实验目的:1. 理解流体阻力的概念和特性;2. 掌握流体阻力的测定方法;3. 分析流体阻力与物体形状、流体速度和流体性质之间的关系。
实验器材:1. 流体阻力测定装置:包括流体槽、物体模型、测力传感器、流体泵等;2. 流体介质:我们选择了水作为实验的流体介质。
实验步骤:1. 准备工作:搭建流体阻力测定装置,确保装置的稳定性和可靠性;2. 测定物体模型的质量:使用天平测量物体模型的质量,并记录下来;3. 测定流体速度:通过调节流体泵的流量和流体槽的高度,使流体速度达到预定值,并使用流速计测量流体速度;4. 测定流体阻力:将物体模型放入流体槽中,通过测力传感器测量流体对物体模型的阻力,并记录下来;5. 更改物体模型形状:保持流体速度不变,更换不同形状的物体模型,重复步骤4,测定不同形状物体模型的流体阻力;6. 更改流体速度:保持物体模型形状不变,调节流体泵的流量和流体槽的高度,改变流体速度,重复步骤4,测定不同流体速度下的流体阻力;7. 数据处理和分析:根据实验数据,计算不同条件下的流体阻力,并进行统计和比较。
实验结果与讨论:通过实验测定,我们得到了不同条件下的流体阻力数据。
根据数据分析,我们发现以下几个规律:1. 物体形状对流体阻力的影响:在相同流体速度下,不同形状的物体模型受到的流体阻力不同。
一般来说,物体的表面积越大,流体阻力越大。
例如,球形物体的流体阻力较小,而长条形物体的流体阻力较大。
这是因为球形物体的表面积相对较小,流体可以更容易地绕过物体,而长条形物体的表面积相对较大,流体必须绕过物体才能通过,从而增加了流体阻力。
2. 流体速度对流体阻力的影响:在相同物体形状下,流体速度越大,流体阻力越大。
流体阻力实验报告
流体阻力实验报告本次实验的主要目的是研究流体在平面内壁上的流动和受力情况,以及探究流体阻力的产生机理。
通过实验数据的收集和处理,我们对流体力学的基本概念和知识有了更深入的了解。
实验材料和设备:1.实验台2.流量计3.水泵4.水管5.水槽6.滑轮7.胶管8.涡街流量计实验原理:当液体通过管道或壁面流动时,由于黏性和惯性等因素的影响,它会产生阻力。
阻力的产生是与流体的粘性、流速、管道截面积和壁面形状等因素有关。
本次实验主要通过测量不同管道的流量和水头差,来计算流体阻力的大小。
实验步骤:1.将水泵接上水管,使水从水槽中通过管道流出。
2.先测量无涡街流量计的胶管长度,将其连接到流量计上,并与管道相连。
3.测量涡街流量计的长度,将其接在管道出口处。
4.通过调整水泵的水量和水头,使流量计的指示器停留在特定的位置。
5.按照不同的流速和阻力来进行实验数据的测量。
实验数据处理:1.首先,根据测量的流量和水头差来计算出流体的动力学粘度。
2.然后,根据测量的流量和速度的数据,来计算出流体的雷诺数,进而判断流体的流态。
3.最后,将所得数据与理论值进行比较,来检验本次实验是否有效。
实验结果:根据测量的数据和数据处理的结果显示,本次实验所得的数据十分接近理论值。
说明本次实验所用的原理和范围都非常合适。
同时,也对流体阻力产生的机理和流体力学的基本原理有了更加深入的了解。
结论:通过本次实验,我们深入地了解了流体力学的基本原理和机理。
同时,我们也掌握了利用实验方法来验证和研究流体阻力方面的知识。
本次实验成功地展示了流体力学的重要性,以及在日常生活和工业生产中的实际运用。
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, , , ) 引入下列无量纲数群雷诺数Re=μρdu相对粗糙度d ε 管子的长径比dl从而得到),,du (p 2d ld u εμρρψ=∆令 = (Re, )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 ——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 -Re 关系。
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。
流体流动阻力实验报告
流体流动阻力实验报告一、引言流体流动阻力是研究流体力学中的重要问题之一。
在工程实践中,了解流体流动阻力的大小和特性对于设计和优化各类流体系统具有重要意义。
本实验旨在通过测量不同条件下流体流动阻力的大小,探究不同因素对流体流动阻力的影响,并分析实验结果。
二、实验原理在流体力学中,流体流动阻力可以用阻力系数来表示。
阻力系数与流体的性质、流动状态以及物体的形状等因素相关。
常见的流体流动阻力实验包括流体在管道中的流动、物体在流体中的运动等。
本实验选取了在水平方向上的流体流动阻力实验。
实验装置主要包括水槽、流量计、流速计、流动管道等。
通过调节水槽中的水位,控制流量计的流量,然后利用流速计测量流速,最后计算得到流体流动阻力。
三、实验步骤1. 在水槽中注入一定量的水,并确保水面平稳,不产生涌浪或涡流。
2. 打开流量计,并调节流量计使得流量保持恒定。
3. 在流动管道的入口处测量流速,并记录下来。
4. 在流动管道的出口处测量流速,并记录下来。
5. 根据测得的流速数据,计算流体流动阻力。
四、实验结果与分析根据实验数据计算得到不同流速下的流体流动阻力,并绘制成图表,如下所示:流速 (m/s) 流体流动阻力0.5 0.021.0 0.081.5 0.182.0 0.322.5 0.50从图表中可以看出,流速增加时,流体流动阻力也随之增加。
这是因为流速增加会导致流体流动的惯性力增大,从而增加了阻力。
此外,流体的黏性也会对流动阻力产生影响,黏性较大的流体具有较大的流动阻力。
五、实验误差分析实验中可能存在的误差主要有仪器误差和操作误差。
仪器误差包括流量计和流速计的测量误差,而操作误差则包括水槽水位的控制不准确等。
这些误差对实验结果的影响是不可避免的,但可以通过多次实验取平均值来减小误差。
六、实验结论通过本实验,我们得出了以下结论:1. 流体流动阻力与流速成正比,流速越大,流动阻力越大。
2. 流体的黏性会影响流动阻力的大小。
七、实验应用流体流动阻力的研究在工程实践中具有广泛的应用。
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。
流体流动阻力实验报告
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运动和力学性质的学科,而流动阻力是流体力学中一个重要的研究内容。
本实验旨在通过测量不同条件下的流体流动阻力,探究流体流动阻力与流速、管道直径、流体粘度等因素的关系。
实验目的:1. 测量不同流速下的流体流动阻力;2. 探究流体流动阻力与流速的关系;3. 探究流体流动阻力与管道直径的关系;4. 探究流体流动阻力与流体粘度的关系。
实验原理:流体流动阻力的大小与流体的黏性、流速和管道直径等因素有关。
根据流体力学的基本原理,流体流动阻力可用以下公式表示:F = k * ρ * v^2 * A / 2其中,F表示流体流动阻力,k为流体流动阻力系数,ρ为流体密度,v为流速,A为流体流动的截面积。
实验仪器:1. 流体流动阻力实验装置;2. 流速计;3. 测量工具(尺子、卡尺等)。
实验步骤:1. 将实验装置连接好,确保流体流动通畅。
2. 调节流速计,使其显示为零。
3. 打开流体流动装置,调节流速控制阀,使流速逐渐增加。
4. 当流速稳定后,记录流速计的读数,并测量管道的直径和流体的密度。
5. 重复步骤3和步骤4,分别测量不同流速下的流速、管道直径和流体密度。
实验结果与分析:根据实验数据,绘制流速与流体流动阻力的关系曲线图。
可以发现,流体流动阻力与流速之间存在正相关关系。
随着流速的增加,流体流动阻力也随之增加。
进一步分析数据,发现流体流动阻力与管道直径的关系。
通过保持流速不变,测量不同管道直径下的流体流动阻力,可以发现,管道直径越大,流体流动阻力越小。
这是因为管道直径增大会减小流体流动的截面积,从而减小了流体流动阻力。
此外,实验还探究了流体流动阻力与流体粘度的关系。
通过测量不同流体粘度下的流体流动阻力,可以发现,流体粘度越大,流体流动阻力也越大。
这是由于流体粘度增大会增加流体内部的黏滞阻力,从而导致流体流动阻力的增加。
结论:通过本实验的研究,我们得出以下结论:1. 流体流动阻力与流速成正相关关系;2. 管道直径越大,流体流动阻力越小;3. 流体粘度越大,流体流动阻力越大。
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嘿,大家好!今天我们要给大家讲一个非常有趣的实验——测定流体流动阻力。
这个实验可是关系到我们生活中的很多方面哦,比如说汽车、飞机、水流等等。
那么,接下来就让我们一起来看看这个实验吧!我们需要准备一些实验器材。
这些器材都是非常简单的,大家在实验室里都可以找到。
我们需要的器材有:一个装满水的容器、一个漏斗、一个计时器、一个测量长度的尺子和一个压力计。
好了,准备工作做好了,我们可以开始实验了!我们要把容器里的水倒出来,然后用漏斗把水倒入一个标准量杯中。
这时候,我们要注意一点,就是漏斗的口要尽量紧贴着标准量杯的口,这样才能保证测量的准确性。
接下来,我们要把标准量杯放在测量长度的尺子上,然后用压力计把水压入标准量杯中。
这时候,我们要尽量保持压力的大小不变,因为这个大小就是我们后面要计算的阻力大小的基础。
好了,现在我们已经得到了水的压力值。
接下来,我们要做的就是计算阻力大小了。
这个计算方法其实很简单,就是用水的压力值除以通过标准量杯的水的截面积。
具体公式是:阻力 = 压力 / (截面积 * 流速)。
这里要注意的是,流速是指单位时间内通过某截面的水体积。
所以,我们在计算的时候一定要注意单位的换算。
我们要得到的是整个实验过程中的平均阻力值。
这个值可以帮助我们更好地了解流体流动的特点和规律。
如果我们想要更深入地研究流体流动阻力的问题,还可以进行更多的实验和分析。
比如说,我们可以改变水的温度、密度等条件,来观察阻力的变化情况。
这样一来,我们就可以更加全面地了解流体流动阻力的各种特性了。
这次实验让我们对流体流动阻力有了更深入的了解。
希望大家在今后的学习和工作中,能够运用这些知识,为科技的发展做出更大的贡献!谢谢大家!。
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、掌握测定流体流经直管和管件时阻力损失的实验方法。
2、测定直管摩擦系数λ与雷诺数 Re 的关系,验证在一般湍流区内λ与 Re 的关系曲线。
3、测定流体流经管件的局部阻力系数ζ。
4、学会压差计和流量计的使用方法。
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,直管阻力损失可以表示为:$\Delta P_f =\lambda \frac{l}{d} \frac{\rho u^2}{2}$其中,$\Delta P_f$ 为直管阻力损失,$\lambda$ 为直管摩擦系数,$l$ 为直管长度,$d$ 为直管内径,$\rho$ 为流体密度,$u$ 为流体流速。
雷诺数$Re =\frac{du\rho}{\mu}$,其中$\mu$ 为流体粘度。
对于湍流,摩擦系数$\lambda$ 与雷诺数$Re$ 及相对粗糙度$\frac{\varepsilon}{d}$有关。
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:$\Delta P_j =\zeta \frac{\rho u^2}{2}$其中,$\DeltaP_j$ 为局部阻力损失。
三、实验装置本实验装置主要由离心泵、水箱、直管、管件(弯管、阀门等)、压差计、流量计等组成。
1、离心泵:用于提供流体流动的动力。
2、水箱:储存实验所用的流体。
3、直管:有不同管径和长度的直管,用于测量直管阻力损失。
4、管件:包括各种类型的弯管、阀门等,用于测量局部阻力损失。
5、压差计:用于测量流体流经直管和管件前后的压力差。
6、流量计:用于测量流体的流量。
四、实验步骤1、实验前准备熟悉实验装置,了解各仪器仪表的使用方法。
检查水箱中水位是否足够,离心泵是否正常运转。
打开压差计上的平衡阀,排除其中的气泡。
2、直管阻力损失的测定关闭实验管线上的阀门,启动离心泵,调节流量至某一值。
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化工原理实验报告
实验名称:流体流动阻力测定
班级:
学号:
姓名:
同组人:
实验日期:
流体阻力实验
一、摘要
通过测定不同阀门开度下的流体流量v q ,以及测定已知长度l 和管径d 的光滑直管和粗糙直管间的压差p ∆,根据公式22u l p d ρλ∆=,其中ρ为实验温度下流体的密度;流
体流速24d q u v π=
,以及雷诺数μ
ρdu =Re (μ为实验温度下流体粘度),得出湍流区光滑直管和粗糙直管在不同Re 下的λ值,通过作Re -λ双对数坐标图,可以得出两者的关系曲线,以及和光滑管遵循的Blasius 关系式比较关系,并验证了湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度ε/d 的函数。
由公式2
22
1
21p
u u
ρζ
∆+
=-
可求出突然扩大管的局
部阻力系数,以及由Re
64=λ求出层流时的摩擦阻力系数λ,再和雷诺数Re 作图得出层
流管Re -λ关系曲线。
关键词:摩擦阻力系数 局部阻力系数 雷诺数Re 相对粗糙度ε/d
二、实验目的
1、掌握测定流体流动阻力实验的一般试验方法;
2、测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管的局部阻力系数ζ;
3、测定层流管的摩擦阻力系数λ;
4、验证湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度ε/d 的函数;
5、将所得光滑管的λ-Re 方程与Blasius 方程相比较。
三、实验原理
1、直管阻力损失函数:f (h f ,ρ,μ, l ,d ,ε, u )=0 应用量纲分析法寻找hf (ΔP /ρ)与各影响因素间的关系 1)影响因素
物性:ρ,μ 设备:l ,d ,ε 操作:u (p,Z ) 2)量纲分析
ρ[ML -3],μ[ML -1 T -1], l [L] ,d [L],ε[L],u [LT -1], h f [L 2 T -2] 3)选基本变量(独立,含M ,L ,T )
d ,u ,ρ(l ,u ,ρ等组合也可以) 4)无量纲化非基本变量
μ:π1=μρa u b d c [M 0L 0T 0] =[ML -1 T -1][ML -3]a [LT -1]b [L]c ⇒ a=-1,b=-1,c=-1
变换形式后得:π1=ρud /μ
l: π2=l/d ε: π3=ε/d h f : π4=h f /u 2 5)原函数无量纲化
0,
,,2=⎪⎪⎭
⎫ ⎝
⎛d l d
du u h F f εμ
ρ 6)实验
2
2,22u d l u d l d d u h f ⋅=⋅⋅⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=λεμρϕ 摩擦系数:()d εϕλR e,= 层流圆直管(Re<2000):λ=φ(Re )即λ=64/Re
湍流水力学光滑管(Re>4000):λ=0.3163/Re 0.25
湍流普通直管(4000<Re<临界点):λ=φ(Re,ε/d )即⎪
⎪⎭⎫ ⎝
⎛+-=λελRe 7.182log 274.11
d 湍流普通直管(Re>临界点):λ=φ(ε/d )即⎪⎭
⎫
⎝⎛-=d ελ2log 274.11
2、局部阻力损失函数
2
2
u h f ζ= 局部阻力系数:(局部结构)ϕζ=
考虑流体阻力等因素,通常管道设计液速值取1~3m/s ,气速值取10~30m/s 。
大多数阀门:顺时针旋转是关闭,逆时针旋转是打开。
四、实验流程
层流管:d 2.9mm l 1.00m ==,;突然扩大管:,0.161mm d =mm l 1401=;粗糙管:21.5, 1.50d mm l m ==;光滑管:m l mm d 50.1,5.21==。
操作装置图如下:
五、实验操作
1、关闭流量调节阀门,启动水泵;
2、调整阀门V1~V5开关,确定测量管路;
3、打开对应引压管切换阀门和压差传感器阀门,进行主管路、测压管路排气;
4、排气结束,关闭传感器阀门,检查其数值回零,否则继续排气;
5、确定量程,布点,改变水流量测多组数据;
6、所有参数在仪表柜集中显示,水流量/m 3•h -1,压降/kPa ,温度/℃;
7、层流实验水流量由量筒和秒表测出;
8、测完所有数据,停泵,开传感器排气阀,关闭切换阀门; 9、检查数据,整理好仪器设备,实验结束。
六、实验数据处理原始数据如下表:。