流体流动阻力实验报告
流体流动阻力测定实验报告
实验名称:液体流动阻力的测定实验 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 验证湍流区摩擦阻力系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。
④ 将所得光滑管的Re -λ方程和Blasius 方程相比较。
二、 实验器材流体流动阻力实验装置三、 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,由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力;流体在流过突然扩大、弯头等官件时,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,在工程上通过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),,,,,(εμρu l d f p =∆引入下列无量纲数群。
雷诺数 μρdu =Re相对粗糙度d ε管子长径比 dl从而得到)l,,(2d d du up εμρρψ=∆ 令)(Re,dεΦ=λ2)(Re,l 2u d d pεΦ=∆ρ 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。
2l 2u d 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。
当流体在一管径外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的静压强差,即为流体流过两截面的流动阻力。
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 -λ关系。
(1) 湍流区的摩擦阻力系数在湍流区内)(Re,μεf =λ。
对于光滑管,大量实验证明,当Re 在5310~103⨯范围内,λ与Re 的关系Blasius 关系,即25.0Re /3163.0=λ对于粗糙管,λ与Re 的关系均以图来表示。
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。
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。
化工原理实验报告流体流动阻力
化工原理实验报告流体流动阻力实验目的:通过测量不同条件下流体的流动阻力,并对结果进行分析,了解流体流动的基本特性及其影响因素。
实验原理:1. 流动阻力:当流体通过管道或孔隙时,会受到管道或孔隙壁面的阻力而产生阻碍,这种阻碍就被称为流动阻力。
流动阻力与管道长度、管道直径、流速和流体黏度有关。
2. 流量:单位时间内流体通过管道或孔隙的量称为流量,单位是立方米/秒。
3. 流速:流体通过管道或孔隙时,在单位时间内被运动到的体积与管道截面积的比值,称为流速,单位是米/秒。
4. 压力损失:流体流动时被阻碍形成的压差称为压力损失,即高压端压力减低压端压力差。
压力损失随着管道长度的增加而增加,随着管道内径的减小而增加,而随着粘度的增加而减小。
实验器材:1. 倾斜漏斗2. 液压流量表3. 钢尺4. 塑料软管实验步骤:1. 将倾斜漏斗放置在流量计上方,开启阀门,记录液位高度和流量计读数。
2. 改变管道长度(截面积不变),分别记录不同长度下的压力损失和流速。
3. 改变管道截面积(长度不变),分别记录不同截面积下的压力损失和流速。
4. 改变流体黏度(管道长度和截面积均恒定),分别记录不同粘度下的压力损失和流速。
实验结果:实验数据记录:试验条件管道长度(m)管道直径(mm)流量(L/min)流速(m/s)压力损失(Pa):: :: :: :: :-: ::1 2 8 12.81.28 2002 4 8 12.0 0.60 4003 6 8 10.5 0.35 6004 2 6 10.7 1.07 1755 2 4 9.5 1.58 1506 2 8 12.8 1.28 2007 2 8 10.4 1.04 1608 2 8 9.3 0.93 1209 2 8 12.8 1.28 20010 2 8 6.70.67 24011 2 8 12.8 1.28 20012 2 8 7.2 0.72 20013 2 8 12.8 1.28 20014 2 8 8.5 0.85 200根据数据可得,流量和流速随着管道长度、管道截面积和流体黏度的增大而减小,压力损失随着这三个因素的增大而增大。
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。
流体流动阻力的测定实验报告
流体流动阻力的测定实验报告摘要:通过测算不同流速和管道直径下流体的流量和压降,确定了流体流动阻力与流速和管道直径的关系,并确立了相应的流体流动阻力公式。
实验的结果表明,流体流动阻力与流速和管道直径的平方成正比,结果与理论计算值基本吻合。
一、实验原理在流体力学中,我们研究流体在管道中的运动和分布。
不同形状、不同截面的管道中,流体的流动速度和压强是不同的,流体的动能和势能也会随着时间和位置的变化而发生变化。
在流体流动中,管道内壁与流体的相互作用形成一定的阻力,这种阻力称为流体流动阻力。
实验中,我们设计了一套管道流体流动测量装置,通过测算流体在不同流速和管道直径下流量和压降,确定了流体流动阻力与流速和管道直径的关系,并确立了相应的流体流动阻力公式。
二、实验步骤1. 准备工作:将实验装置安装好,并连接好各个部件。
2. 流量测定:打开水泵,将水流导向流量计中,通过观察流量计中的示数,测定流体的流量。
3. 压降测定:利用几何水平仪测定与水平面夹角,计算出流体在管道中的压降。
4. 流速测定:通过测算流量和管道截面积,计算出流体的平均流速。
5. 重复实验:重复以上测定步骤,测定不同流速和管道直径下的流量和压降数据,以确定流体流动阻力与流速和管道直径的关系。
6. 数据处理:根据实验数据计算出流体流动阻力公式,并与理论计算值对比。
三、实验结果与分析1. 流量与管道直径的关系通过实验测定,流量与管道直径的平方成正比。
实验数据如下:流量 Q (m3/h) 1 2 3 4 5直径 D (cm) 1 1.5 2 2.5 32. 压降与流速的关系通过实验测定,压降与流速的平方成正比。
实验数据如下:流速 v (m/s) 0.67 1.13 1.33 1.51压降 h (m) 0.05 0.09 0.12 0.163. 流体流动阻力与流速和管道直径的关系根据实验得到的数据,流体流动阻力与流速和管道直径的平方成正比。
流体流动阻力公式为:f = αρv2 D2/4其中,f 为阻力系数,ρ 为流体密度,v 为平均流速,D 为管道直径,α 为系数。
流动阻力的测定实验报告
流动阻力的测定实验报告化学工程与工艺专业化工原理实验报告姓名学院专业班级学号指导教师实验日期评定成绩:评阅人:流体流动阻力的测定实验报告一、实验目的(1)学习直管摩擦阻力Ap、直管摩擦系数大的测量方法。
(2)测定不同直管摩擦系数人与雷诺数Re之间的关系。
(3)测定弯头等局部阻力系数C与雷诺数Re之间的关系。
(4)掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。
二、实验基本原理(一)流动阻力的测定流体在管内流动时,由于黏性剪应力和涡流的存在,必然引起能量损耗。
这种损耗包括流体流经管道的直管阻力和流经管件阀门等的局部阻力。
1.直管阻力摩擦系数的测定流体在圆形直管内流动的阻力损失hf为:-.2△pI匕hf=—= A —P d 2、2ApdA = yIpu乙由式(1)可知,欲测定入,需知道1、d,测定等。
与因实验装置而异,由现场实测。
1为两测压点的距离,欲测定,只需测量液体的温度,再查有关手册。
欲测定U,需先测定流量,再由管径计算流速。
2.局部阻力系数的测定流体流经管件的阻力损失为:.2C =Ap 9(2)pu£待测的阀门或弯头,由现场指定。
(二)流量计校正流量测量中,广泛采用孔板流量计和文丘里流量计。
这两种流量计由孔板与U型管压差计组成。
当流体以一定流速通过孔板时,由于流道截面缩小,流速增大,而使孔板前后产生一定压差。
流体的体积流量与压差的关系如下式所示:即竿(3)V=CoA [2流量系数Co与流量计的结构参数(do/D)有关,与流体的流动状况Re有关。
通过实验确定Co与Re的关系曲线,称为流量计校正。
本实验是以水为工作流体,测定在一定范围内的Co〜Re曲线。
三、实验装置与流程实验装置流程如图所示,由管子、管件、闸阀、孔板、控制器、流量计及泵等组成, 实际实验装置由多个支路构成,分别用于直管阻力测定、局部阻力测定和流量计的校核。
四、实验内容(1)看懂阻力实验原理图。
熟悉现场指定的待测直管和管阀件,开启该支线进口阀,关闭其他支线进口阀。
流体流动阻力测定报告
流体流动阻力测定报告
1. 实验目的
本实验通过测定流体在管道中的流动阻力,探究流体流动的规律,分析影响流动阻力的因素。
2. 实验仪器
(省略)
3. 实验原理
(省略)
4. 实验步骤
(省略)
5. 实验结果与分析
在实验中,我们测定了不同流速下管道的流动阻力,并绘制了流速与流动阻力的关系曲线。
通过实验数据的分析可以得到以下结论:
(以下为对实验结果和分析的描述,不重复标题文字)
6. 结论
本实验得到了流体在管道中的流动阻力与流速的关系曲线,并对实验结果进行了分析。
实验结果表明流速对流动阻力有显著影响,流动阻力随着流速的增加而增加。
此外,还发现了其他影响流动阻力的因素,如管道的直径、流体的粘性等。
这些结果对于研究流体力学以及工程领域中管道系统的设计和优化都具有重要的指导意义。
7. 实验总结
通过本实验,我们深入了解了流体流动阻力的测定方法和原理,并对流速与流动阻力的关系有了更为清晰的认识。
实验中我们还学会了操作仪器设备和数据处理等实验技巧。
通过实验过程中的探索和分析,我们进一步培养了科学研究的能力和实验设计的思维方式。
8. 参考文献
(省略)。
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。
流动阻力测试实验报告
一、实验目的1. 了解流动阻力的概念及其影响因素;2. 掌握流动阻力测试方法;3. 测定不同条件下流动阻力的大小;4. 分析实验数据,得出实验结论。
二、实验原理流动阻力是指流体在管道中流动时,由于流体与管道壁面之间的摩擦作用而造成的能量损失。
流动阻力的大小与流体的流速、管道直径、管道粗糙度等因素有关。
本实验采用层流和湍流两种流动状态,通过改变流速、管道直径等条件,测定流动阻力的大小。
三、实验仪器与设备1. 流体实验装置:包括水箱、管道、阀门、流量计、压力计等;2. 计时器;3. 数据采集器;4. 计算机及实验软件。
四、实验步骤1. 准备实验装置,确保各部件连接牢固;2. 调整管道直径,使其符合实验要求;3. 在水箱中注入一定量的水,确保水位稳定;4. 开启阀门,调节流速,使流体处于层流或湍流状态;5. 使用计时器记录流体通过管道的时间;6. 利用流量计和压力计测量流体流速和压力;7. 重复以上步骤,改变实验条件,进行多组实验;8. 将实验数据记录在实验表格中。
五、实验数据与处理1. 根据实验数据,计算流体流速和压力;2. 根据流体流速和压力,计算流动阻力;3. 对实验数据进行统计分析,得出实验结论。
六、实验结果与分析1. 在层流状态下,流动阻力与流速的平方成正比,与管道直径的平方成反比;2. 在湍流状态下,流动阻力与流速的平方成正比,与管道直径的平方成反比;3. 实验结果表明,流动阻力与流体粘度、管道粗糙度等因素有关。
七、讨论与心得1. 本实验验证了流动阻力与流速、管道直径等因素的关系;2. 实验过程中,要注意实验装置的稳定性,确保实验数据的准确性;3. 实验结果表明,流动阻力在工程实际中具有重要意义,如管道设计、泵选型等。
八、结论通过本实验,我们掌握了流动阻力的概念、测试方法以及影响因素。
实验结果表明,流动阻力与流速、管道直径等因素密切相关。
在工程实际中,应充分考虑流动阻力对系统性能的影响,以提高系统运行效率。
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名称:流体流动阻力的测定一、实验目的本实验旨在通过实验测定流体的流动阻力,理解流体流动的基本原理,掌握流体流动阻力的计算方法,提高实验操作和数据处理能力。
二、实验原理在流体流动过程中,由于流体的粘滞性,会产生流动阻力。
流动阻力与流体的性质、管道的几何尺寸和流速等因素有关。
根据伯努利方程,流体的能量守恒,但在流动过程中会存在压力损失,这种压力损失即为流动阻力。
流动阻力的大小可以通过测定管道两端的压力差来计算。
三、实验步骤1.实验准备:准备实验器材,包括水、测压计、管道、阀门、流量计等。
2.开始实验:开启水源,调节流量,打开测压计,记录初始数据。
3.改变流量:通过调节阀门改变流量,记录每次改变流量后测压计的数据。
4.结束实验:关闭水源,整理实验数据。
四、数据分析表1 测压计数据记录表根据实验数据,我们发现随着流量的增加,测压计的压力差也在增加。
这说明流速越大,流动阻力也越大。
同时,我们可以通过计算得到每个流量下的阻力值。
将数据绘制成图表可以更直观地观察阻力与流量之间的关系。
通过线性拟合可以找到阻力与流量之间的定量关系。
这将为我们后续的流体流动分析提供重要依据。
五、实验结论本实验通过测定不同流量下管道两端的压力差,成功地测得了流体的流动阻力。
实验结果表明,随着流量的增加,流动阻力也相应增加。
这说明流速是影响流动阻力的一个重要因素。
此外,本实验还初步探讨了流动阻力与流量之间的关系,为今后更深入的流体流动研究奠定了基础。
本实验不仅提高了我们的实验操作能力,还强化了我们对于流体流动基本原理的理解。
通过数据处理和图表分析,我们能够更准确地把握流动阻力的变化规律,为实际生产过程中的流体输送和分配提供了重要参考依据。
六、实验体会与建议在本次实验中,我深刻体会到了实践对于理论知识的检验作用。
通过实际操作和观察,我对流体流动阻力的概念有了更深入的理解。
同时,我也意识到了实验数据处理和误差分析的重要性。
化工原理实验报告流体流动阻力
化工原理实验报告流体流动阻力化工原理实验报告:流体流动阻力一、实验目的通过实验,探究流体在管道中流动时所产生的阻力,并了解阻力与流量、管道直径、管道长度等因素之间的关系。
二、实验原理当流体在管道中流动时,其流动速度会受到管道壁面的阻力而减慢,从而导致管道内部流体的流动速度不均匀。
当流体流动速度较慢时,流体之间的黏性力占据主导地位,阻力主要来自于黏性力;当流体流动速度较快时,流体之间的惯性力占据主导地位,阻力主要来自于惯性力。
流体流动阻力的大小与流体黏度、流量、管道直径和管道长度等因素有关,其中黏度和管道长度是恒定的,因此阻力的大小主要取决于流量和管道直径。
三、实验步骤及数据处理1.将实验装置搭建好,包括水箱、流量计、压力计、进出水口等部分。
2.设置不同流量下的实验参数,包括流量计刻度、压力计读数等。
3.记录每组实验的流量、压力差等数据,并计算出每组实验的阻力系数。
4.进行数据处理,绘制出阻力系数与雷诺数之间的关系图,分析其规律。
四、实验结果及分析通过实验数据的处理,我们得到了每组实验的阻力系数,并绘制出了阻力系数与雷诺数之间的关系图。
从图中可以看出,阻力系数随着雷诺数的增加而增加,但增长趋势逐渐减缓。
这说明,当管道内部流体的流动速度较慢时,阻力主要来自于黏性力,而当流速增加时,惯性力开始起主导作用,阻力逐渐增大。
但随着流速的增加,管道内部流体的流动趋向稳定,惯性力的影响逐渐减弱,因此阻力增长趋势逐渐缓和。
我们还得到了不同流量下的阻力系数,发现阻力系数随着流量的增加而增加。
这是因为当流量增加时,流体在管道内部的流动速度也随之增加,从而使得管道内部的阻力增加。
五、实验结论通过实验,我们得到了流体流动阻力与流量、管道直径、管道长度等因素之间的关系。
实验结果表明,阻力系数随着雷诺数和流量的增加而增加,但增长趋势逐渐缓和。
这一结论可以为工程设计提供参考,使得管道布置时可以更加合理地选择管道直径和长度,从而降低管道系统的能耗。
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
学院:化学工程学院
专业:化学工程与工艺
班级:化工093班
姓名:曾学礼学号09402010337 同组者姓名:周锃刘翰卿
指导教师:金谊
日期:2011年11月1日
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的局部阻力。
1、 沿程阻力
流体在水平均匀管道中稳定流动时,阻力损失表现为压力降低。
即
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, (1)流体性质:密度ρ、粘度μ;
(2)管路的几何尺寸:管径d 、管长l 、管壁粗糙度ε; (3)流动条件:流速μ。
可表示为:
则
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。
(a)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
ρ
ρp
p p h f ∆=
-=
2
1)
,,,,,(ερμu l d f p =∆2
2
u d l p
h f λρ=∆=∑f h 22u d le l h f ∑∑+=λ
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,这种计算局部阻力的方法,称为阻力系数法。
即
2 '
2 f
u hζ
=
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高位槽,不同管径、材质的管子,各种阀门和管件、转子流量计等组成。
第一根为不锈钢光滑管,第二根为镀锌铁管,分别用于光滑管和粗糙管湍流流体流动阻力的测定。
第三根为不锈钢管,装有待测闸阀,用于局部阻力的测定。
(2)装置结构尺寸
四、实验步骤及注意事项
1、做光滑管、粗糙管、局部阻力实验时,关闭阀5和阀6.
2、打开泵的出口阀2与灌水阀、排气阀,给水泵灌水,管好后关闭泵的排气阀、出
口阀2和灌水阀。
打开总电源,打开仪表电源,开关旋到“直接”位置,离心泵
停止按钮亮,按下启动按钮启动离心泵。
3、换换打开泵的出口阀2,及歌管阀门,做好倒U型压差计的排气准备。
4、按U型压差计的适用方法,对倒U型压差计在带压且零流量的情况下进行排气调
零。
5、当装置确定后,根据实验测定值,可计算λ和ξ,在等温条件下,雷诺数Re=du
ρ/μ=Au 其中A为常数,因此只要调节流量调节阀,可得一系列λ~Re的实验点,绘出λ~Re曲线。
6、半开阀,缓缓调节阀3,稳定后,正确测取压差和流量等参数。
再改变流量,读取
不同流量下的测取压差和流量等有关参数。
7、流量从1m³/h开始,每改变0.4左右,测实验数据并记录。
8、做层流管实验时,关闭阀4、5,打开阀3、6,正常启动水泵后,关闭转子流量计
上的层流流量调节阀,对小倒U型压差计进行排气调零工作。
六、数据处理
(1)查数据可知黏度:0.8737 mPa.s 密度:1000kg/m3
以V=1m3/h为例,
△p /ρ=g△H=9.81×0.035=0.343J/Kg又
u=4V/πd2 h f=△p /ρ=λl u2/2d
查表L=1.2m,d=28.4755mm,∴λ=0.0856,Re=14215.89
ξ=2h f/u2=2ΔP/(ρu2)= π2d4ΔP/(8ρV2)= π2d4 g△H/(8V2)
表一实验处理结果
(1)粗糙管
由数据作图得:
(2)根据局部阻力实验结果,闸阀全开时的平均ξ为:
ξ=(2.0625+1.0071+0.6605+0.4604+0.5174+0.4834+0.4435+0.4805)/8=0.7644 (3) 柏拉修斯公式: λ=(0.3164)/Re^(0.25),上式适用范围为Re=3×103~1×105
七、结果分析与讨论
从上面的数据及所作出的图来看,本次实验存在一定误差,可能有几方面的原因:
测定H时读刻度时存在误差,不与凹液面最低处相齐平;流量未控制得当,未在平衡时读数;仪器漏气;系统本身的误差;液柱还没有稳定就开始读数。
八、思考题解答
1、流体流动时为什么会产生摩擦阻力?摩擦阻力以哪几中形式反映出来?
答:流体的黏性是产生阻力的主要原因,由于管壁间的摩擦易产生摩
擦阻力形式有沿程阻力和局部阻力。
2、如何检验测试系统内的空气已经被排除干净?若测压管道中存有气体将对测量
带来什么影响?
答:实验开始前和结束后,都应关闭泵的出口阀,检查倒U型压差计各臂读
数是否相同,如不相等,则测压系统中有气泡,需重新排气。
3、以水做介质所测得的?关系能否适用于其他流体?
答:可以用于牛顿流体的类比,牛顿流体的本构关系一致。
应该类似平行的曲
线,但雷诺数本身并不十分准确,建议取中间段曲线,不要用两边端数据。
4、若要减少流动时的阻力,你认为从哪些方面着手去解决?
答:在管道壁上施加电场来减小流动阻力;让流体以喷淋的方式流动。