管道流体阻力的测定
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。
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。
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]。
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。
管路流体流动阻力的测定(华南师范大学)
实验四管路流体流动阻力的测定一、实验目的1、掌握流体流动阻力的测定方法2、测定流体流过直管时的摩擦阻力，并确定摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系3、测定流体流过管件的局部阻力，并求出阻力系数。
二、实验原理流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起压力损耗。
这种损耗包括流体经过直管的沿程阻力以及因流体流动方向改变或因管子大小形状改变所引起的局部阻力。
1、直管阻力损失的测定不可压缩流体连续稳定地在直管中流动时，相距l 米的任意两个截面1-1和2-2间的机械能恒算可以用下式来表示：2211221222fp u p u gz gz h ρρ++=+++（4-1）或者2211221222fp u p u z z H g g g gρρ++=+++（4-2）式中：1z ，2z ——截面1-1和截面2-2距基准面的高度，m1p ，2p ——流体在截面1-1和截面2-2处的绝对压强，Pa ；1u ，2u ——流体在截面1-1和截面2-2处的流速，m ·s -1；ρ——流体的密度，kg ·m -3f h ——单位质量流体流过l 米距离时的直管阻力损失，J ·kg -1f H ——单位重量流体流过l 米距离时的直管阻力损失，m。
当两个截面管径相等，并处于同一水平面时，则有12z z =，12u u u==分别代入式（4-1）和式（4-2）得：12f p p ph ρρ-==（4-3）以及12f p p pH g gρρ-== （4-4）应用上述两式均可计算出流体的直管阻力损失，其大小主要体现在所取两截面的压差12p p -上。
因此，只需测得所取截面的压差，便可得到直管阻力损失。
2、直管摩擦系数λ和雷诺数Re 的测定当流体在圆形直管内流动时，直管的阻力损失可通过范宁（Fanning ）公式进行计算：22f l u h d λ=⋅（4-5）或22f l u H d g λ=⋅（4-6）式中：λ——直管的摩擦系数，无量纲；l ——直管的长度，m ；d ——直管的内径，m ；大量实验研究表明，摩擦系数λ与流体的密度ρ、粘度μ、管径d 、流速u 和管壁粗糙度e 有关应用因次分析的方法，可以得出摩擦系数与雷诺数和管壁相对粗糙度e/d 存在函数关系，即：(Re,ef dλ=（4-7）通过实验测得λ和Re 数据，可以在双对数坐标上标绘出实验曲线。
流体流动阻力的测定
一、 实验目的1、 掌握层流流体经直路和管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与雷诺准数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使用方法。
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1、直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的测定：流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。
流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系：h f =ρfP ∆=22u d l λ(1-1)λ=22u P l d f∆⋅⋅ρ (1-2) Re =μρ⋅⋅u d (1-3)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。
直管摩擦系数λ与雷诺数Re 之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。
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(1-2)可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ，用式(1-3)计算对应的Re ，从而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=∆=' (1-4)2'2uP f ∆⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ρζ (1-5) 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 。
图1-1 局部阻力测量取压口布置图局部阻力引起的压强降'f P ∆ 可用下面的方法测量：在一条各处直径相等的直管段上，安装待测局部阻力的阀门，在其上、下游开两对测压口a-a'和b-b'，见图1-1，使ab ＝bc ；a'b'＝b'c'则： △P f ，a b =△P f ，bc ；△P f ，a ＇b ＇= △P f ，b ＇c ＇在a-a'之间列方程式： P a －P a ＇=2△P f ，a b +2△P f ，a ＇b ＇+△P ＇f (1-6) 在b-b'之间列方程式： P b －P b ＇=△P f ，bc +△P f ，b ＇c ＇+△P ＇f=△P f ，a b +△P f ，a ＇b ＇+△P ＇f (1-7) 联立式(1-6)和(1-7)，则：'f P ∆=2(P b －P b ＇)－(P a －P a ＇)为了实验方便，称(P b －P b ＇)为近点压差，称(P a －P a ＇)为远点压差。
实验1 流体流动阻力的测定
第二章 实验部分实验一 流体流动阻力的测定一、实验目的（1）了解流体流动阻力的测定方法。
（2）测定流体流过直管时的磨擦阻力，并确定磨擦系数λ与雷诺数Re 的关系。
（3）测定流体流过管件（本实验为闸阀）时的局部阻力，并求出阻力系数ξ。
（4）了解与本实验有关的各种流量测量仪表、压差测量仪表的结构特点和安装方式，掌握其测量原理、学会正确使用。
二、基本原理流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起压强损耗。
这种损耗包括流体经过直管的沿程阻力以及因流体运动方向改变或因管子大小形状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，由截面1到截面2，阻力损失表现在压强的降低；h f =gp p ρ21-影响阻力损失的因素十分复杂，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，扩大实验结果的应用范围，可采用因次分析法将各变量综合成准数关系式。
影响阻力损失的诸因素有：（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e ； （3）流动条件：流速u 。
可表示为：△P=f(d,l ,μ,ρ,u,e)。
组合成如下的无因次式：,,,2⎪⎭⎫⎝⎛=∆d e d l du u Pμρφρ22Re u d e dl p∙∙∙=∆⎪⎭⎫ ⎝⎛ϕρ引入⎪⎭⎫ ⎝⎛∙=d eRe ϕλ，则上式变为：gu dl pfh22∙=∆=λρ式中，λ称为直管摩擦系数，滞流时λ=64/Re ；湍流时λ与Re 的关系受管壁粗糙度的影响，需由实验求得。
根据伯努利方程可知，流体通过直管的沿程阻力损失，可直接由所测得的液柱压差计读数ΔR 算出：△p=ΔR(ρ指－ρ水)g其中：ρ指——压差计中指示液密度，kg/m 3。
本实验中用水银作指示液，被测流体为水。
ΔR ——U 型管中水银位差，m 。
g ——重力加速度，g=9.81m/s 2。
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。
实验一 流体流动阻力的测定
实验一 流体流动阻力的测定一、实验目的1、了解流体在管道内摩擦阻力的测定方法；2、确定摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系。
二、基本原理由于流体具有粘性，在管内流动时必须克服内摩擦力。
当流体呈湍流流动时，质点间不断相互碰撞，引起质点间动量交换，从而产生了湍动阻力，消耗了流体能量。
流体的粘性和流体的涡流产生了流体流动的阻力。
在被侧直管段的两取压口之间列出柏努力方程式，可得：ΔP f =ΔPL —两侧压点间直管长度(m)d —直管内径(m)λ—摩擦阻力系数u —流体流速（m/s ）ΔP f —直管阻力引起的压降（N/m 2）µ—流体粘度（Pa.s ）ρ—流体密度（kg/m 3）本实验在管壁粗糙度、管长、管径、一定的条件下用水做实验，改变水流量，测得一系列流量下的ΔP f 值，将已知尺寸和所测数据代入各式，分别求出λ和Re ，在双对数坐标纸上绘出λ～Re 曲线 。
三、实验装置与仪器1、实验装置水泵将储水糟中的水抽出，送入实验系统，首先经玻璃转子流量计测量流量，然后送入被测直管段测量流体流动的阻力，经回流管流回储水槽，水循环使用。
被测直管段流体流动阻力△P 可根据其数值大小分别采用变压器或空气—水倒置U 型管来测量。
实验系统流程图见图一压差传感器与直流数字电压表连接方法见图二2、设备的主要技术参数(1)被测直管段:管径d —0.0080(m) 管长L —1.6(m) 材料:紫铜管(2)玻璃转子流量计:型号LZB —25 测量范围100—1000(L/h) 精度:1.5 型号LZB —10 测量范围10—100(L/h) 精度:2.5(3)单项离心清水泵:型号WB70/055 流量20—2000(L/h)扬程:13.5～19(m) 电功功率:550(W) 电机功率:550(W) 电流:1.35(A) 电压:380(V)22u d L P h ff ⨯=∆=λρ22u P L d f ∆⨯=ρλμρdu =Re四、实验步骤:1、向储水槽内注蒸馏水,直到水满为止。
实验一流体阻力测定实验
实验一 流体阻力测定实验（1）流体阻力测定一. 实验目的1、 学习直管摩擦阻力以及局部阻力的测定方法2、 测定直管摩擦阻力系数λ和局部阻力系数ξ3、 掌握直管摩擦阻力系数λ与雷诺数Re 和管子的相对粗糙度之间的关系及其变化规律 二、实验内容:1、 测定直管摩擦阻力以及直管摩擦阻力系数λ2、 测定阀门的局部阻力以及局部阻力系数ξ 三、实验原理（1）λ─Re 的计算在被测直管段的两取压口之间列柏努利方程式,可得:△P f ＝△P ( 1 )△P f L u 2h f ＝───＝λ── ── ( 2 ) ρ d 22d △P f λ＝── ── ( 3 ) L ρ u 2du ρ Re ＝─── ( 4 ) μ 符号意义:d ─管径 (m) L ─管长 (m) u ─流体流速 (m ／s) △P f ─直管阻力引起的压降 (N ／m 2)ρ─流体密度 (Kg ／m 3) μ─流体粘度 (Pa.s) λ─摩擦阻力系数 Re ─雷诺准数测得一系列流量下的△P f 之后,根据实验数据和式(1),(3)计算出不同流速下的λ值。
用式(4)计算出Re 值,从而整理出λ─Re 之间的关系, 在双对数坐标纸上绘出λ─Re 曲线。
（2）.局部阻力的计算：H f 局=ΔP 局/ρ=（2ΔP 近-ΔP 远）/ρ=ξ×（u 2/2）22up⨯∆=ρξ 四、实验装置及流程:1.实验设备流程图:水泵8将储水槽9中的水抽出,送入实验系统,首先经玻璃转子流量计2测量流量,然后送入被测直管段5或6测量流体流动的光滑管或粗糙管的阻力,或经7测量局部阻力后回到储水槽, 水循环使用。
被测直管段流体流动阻力△p可根据其数值大小分别采用变送器18或空气—水倒置∪型管10来测量。
1.实验系统流程示意图见图一所示2.压力传感器与直流数字电压表连接方法见图二五、实验方法及步骤:1.向储水槽内注水,直到水满为止。
(有条件最好用蒸馏水,以保持流体清洁)2.直流数字表的使用方法请详细阅读使用说明书。
流体流动阻力的测定 实验报告
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 及突然扩大管和阀门的局部阻力系数 。 3.测定层流管的摩擦阻力。 4.验证湍流区内摩擦阻力系数 与雷诺数 Re 和相对粗糙度的函数。 5.将所得的光滑管的 -Re 方程与 Blasius 方程相比较。
9
30.2
3.18
以第一组为例。 在整个过程中，取温度平均值 T=19.1 C 并视为不变，由此查表用内插法求得ρ =998.0Kg/ m3 ，μ=0.987cP。
oqvLeabharlann V 96 10 6 3 8.7 10 7 m /s t 110 .30 qv
u=
1 2 d 4
=
8.7 10 -7 1 0.0029 2 4
1 2 d 4
qv
=
1 0.0215 2 4
0.70 3600
=0.54m/s
Re=
ud 998.4 0.54 0.0215 = =10954.76 1.050 10 3
p l u2 d 2
根据伯努利方程：
p
求得
d 2 0.300 1000 0.0215 2 2 0.030 l u 998.4 1 .5 0.54 2
五、实验数据及处理
不锈钢管（d=21.5mm，l=1.50m）,ρ=998.4,μ=1.050 qv(m3/h)
流体流动阻力测定实验
流体流动阻力测定实验一、实验目的⒈学习管路能量损失（hf），直管摩擦系数（λ）的测定方法。
⒉掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re之间关系及其变化规律。
⒊学习压强差的几种测量方法和技巧。
⒋掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。
二、实验内容⒈测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数λ。
⒉测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数l与雷诺数Re之间关系曲线和关系式。
三、实验原理1.摩擦系数的测定：h f=λ（L/d）(u2/2)λ=h f(d/L)(2/u2)λ--摩擦系数；h f-- 能量损失；d--管内直径，m;L--测压点距离；m;u--流速，m/s;流速的测定可以用流速计，也可以根据单位时间获得流体体积的“容积法”实测流量反推流速，由于已知d、u,则Re=duρ/ μρ--被测流体密度 kg/m3;μ--被测流体粘度PaS;ρ和μ可由测量流体温度查表取得，根据柏努利方程h f=(z1-z2)g+(u12-u22)/2对任一管路而言。
两截面间的能量损失，可以根据在两截面上测出L、z、ρ、u等值计算出。
如果在一条等直径的水平管上选取两个截面时，z1=z2:u1=u2,柏努利方程可以简化为：h f=(p1-p2)/ρ这样根据测量压差及流量便可以推出一定相对粗糙度时直管的λ-Re关系。
2.弯头局部阻力系数测定：局部阻力系数的测定与摩擦系数测定一样ξ=h f(2/u2)只要计算出能量损失h f和流体流速u即可。
四、实验任务：1.Dg40管的摩擦系数测定2.90℃弯头局部阻力系数测定3.绘制λ～Re曲线关系图。
五、实验步骤：1.水箱充水至80%。
然后调节仪表，MMD智能流量仪及LW-15 型涡轮流量计。
（一般实验室的老师已准备好）2.打开压差计上平衡阀，关闭各放气阀。
3.关闭离心泵的出口阀,以免启动电流过大,烧坏电机。
启动离心泵。
4.排气：a.管路排气。
b.侧压导管排气。
c.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，后排低压管（严防压差计中水银冲走），排气完毕。
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。
流体流动阻力的测定实验
实验5 流体流动阻力的测定实验一、实验目的1. 掌握流体流经直管和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和流体流动阻力对工程的实际意义。
2. 测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re 的关系，将所得的λ～Re 方程与经验公式比较。
3. 测定流体流经阀件时的局部阻力系数ζ。
4. 学会差压计和流量计的使用方法。
5. 观察组成管路的各种管件、阀件并了解其作用。
二、实验原理流体输送管路是由直管、管件和阀件组成。
流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地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，流体运动方向改变或因管子大小形状改变所引起的局部阻力。
（一）沿程阻力（直管阻力）流体在水平等径圆管中稳定流动时，在截面1和截面2间的阻力损失表现为压力降低。
即ρρpp p h f ∆=-=21 （6-1）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，简化实验工作难度，使实验结果具有普遍意义，可采用量纲分析方法将各变量组合成准数关联式。
根据实验结果分析，影响阻力损失的因素有三类变量。
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u ；可将阻力损失与各变量之间表示为如下的函数形式),,,,,(ερμu l d f p =∆ （6-2）根据量纲分析法，可将上述各变量间的关系转变为无因次准数之间的关系),,(2d d l du up εμρρΦ=∆ （6-3）2),(2u d l d du p⋅⋅=∆εμρϕρ （6-4） 令 ),(ddu εμρϕλ= （6-5） 则 22u d l ph f ⋅=∆=λρ （6-6） 式中 Δp ——压力降，Pa ；h f ——直管阻力损失，J/kg ； ρ——流体密度，kg/m 3；λ——直管摩擦系数，无因次；层流 (滞流)时，λ＝64/Re ；湍流时λ是雷诺准数Re 和相对粗糙度ε/d 的函数，需由实验确定；l ——直管长度，m ； d ——直管内径，m ； ε——管壁绝对粗糙度，m ； u ——流体流速，m/s ，由实验测定。
流体流动阻力的测定
g
g
其中：ρ 0——压差计中指示液密度，kg/m3。本实验中用水银作指示液，被测流体为 水。
Δ R——U 型管中水银位差，m。 g——重力加速度，g=9.81m/s2。
2、沿程阻力 流体在水平均匀管道中稳定流动时，由截面 1 到截面 2，阻力损失表现在压强的降低； 影响阻力损失的因素十分复杂，目前尚不能完全用理论方法求解，必须通过实验研究
10、实验装置恢复原状，打开压差计上的平衡阀，并清理实验现场。
五、数据记录及数据处理
数据记录如表 1-1 所示，数据处理如表 1-2 所示。
表 1-1 直管阻力及局部阻力记录表
t=
℃
涡轮流量计系数 N=
转/（L/s）
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 平衡
水温/℃
涡轮转数
直管阻力 左读数/cm
局部阻力 左读数/cm
二、基本原理
流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起压强损耗。
这种损耗包括流体经过直管的沿程阻力以及因流体运动方向改变或因管子大小形状改变所
引起的局部阻力。
1、流动阻力 流动阻力包括沿程阻力和局部阻力二部分，常采用 U 管压差计测量，其依据：
hf= p1 p2 (0 )gR [ m]
可以用直管阻力的公式来计算局部阻力损失，而且在管路计算时，可将管路中的直管长度
与管件，阀门的当量长度合并在一起计算，如管路中直管长度为 l ，各种局部阻力的当量
长度之和为∑Le，则流体在管道中流动时的总阻力损失∑hf 为：
∑hf = λ l le u2 。 d 2g
（2）阻力系数法
六、实验报告
按正规要求的格式书写实验报告，书写本实验报告时，还注意以下事项： 1、根据实验结果，在双对数坐标纸上描绘λ =f(Re)的曲线或在直角坐标纸上描绘 lg
流体流动阻力的测定实验
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εd 的直管中流动时的阻力摩擦系数λ，并确定λ和Re 之间的关系。
（2）测定流体通过阀门或90°肘管时的局部阻力系数。
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，掌握采用量纲分析方法规划测定流体阻力实验的组织方法。
（2）测定流体流经直管的摩擦阻力和流经管件的局部阻力，确定直管阻力摩擦系数和雷诺数之间的关系。
（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、直管、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称为直管阻力；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ρρpp p h f ∆=-=21①由于流体分子在流动过程中运动机里十分复杂，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。
为了减少实验工作量简化实验工作难度，并使实验结果具有普遍意义，可采用量纲分析方法来规划实验。
将所有影响流体阻力的工程因素按以下三类变量列出①流体性质：密度ρ、黏度μ②管路几何尺寸：管径d 、管长l 、管壁粗糙度ε ③流动条件：流速u可将阻力损失f h 与诸多变量之间的关系表示为),,,,,(εμρu l d f p =∆②根据量纲分析方法可将上述变量之间的关系转变为无量纲准数之间的关系)l,,(2dd du upεμρρψ=∆ ③其中μρdu =R e 称为雷诺准数，是表征流体流动形态影响的无量纲准数；dl 是表示相对长度的无量纲几何准数；dε称为管壁相对粗糙度。
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$ 。
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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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 · k
g –1 (1)
或 f 2
2222
11122H 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 l
g p p H 22
21f ⋅⋅=-=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）。
大量试验研究表明：摩擦系数λ与流体的密度ρ和粘度μ管径d 、流速u 和管壁粗糙度ε有关。
应用因次分析的方法，可以得出摩擦系数与雷诺数和管壁相对粗糙度ε/d 存在函数关系，即
)(Re d f ελ、= (7)
通过实验测得λ和Re 数据可以在双对数坐标上标绘出试验曲线。
当Re ＜2000时，摩擦系数λ与管壁粗糙度ε无关。
当流体在直管中呈湍流时，λ不仅与雷诺数有关，而且与管壁相对粗糙度有关。
当流体流过管路系统时，因遇各种管件、阀门和测量仪表等而产生局部阻力，所造成的能量损失（压头损失），有如下一般关系式：
2'2f u h ζ= J · kg –1 或
g u H 2'2f'ζ= m 液柱
式中：u － 连接管件等的直管中流体的平均流速，m · s –1；
ζ － 局部阻力系数（无因次）。
由于造成局部阻力的原因和条件极为复杂，各种局部阻力系数的具体数值，都需要通过实验直接测定。
三、实验装置
本实验装置主要是由循环水系统（或高位稳压水槽）、试验管路系统和高位排气水槽串联组合而成，每条测试管的测压口通过转换阀组与压差计连通。
压差由一倒置U 形水柱压差计显示。
孔板流量计的读数由另一倒置U 形水柱压差计显示。
该装置的流程如图1所示。
试验管路系统是由五条玻璃直管平行，排列经U 形弯管串联连接而成。
每条直管上分别配置光滑管、粗糙管、骤然扩大与缩小管、阀门和孔板流量计。
每根试验管测试段长度，即两测压口距离均为0.6m 。
流程图中标出符号G 和D 分别表示上游测压口（高压侧）和下游测压口（低压侧）。
测压口位置的配置，以保证上游测压口距U 形弯管接口的距离，以及下游测压口距造成局部阻力处的距离，均大于50倍管径。
图1 管路流体阻力实验装置流程
1．循环水泵2．光滑试验管3．粗糙试验管4．扩大与缩小试验管5．孔板流量计6．阀门7．转换阀组8．高位排气水槽作为实验用水，用循环水泵或直接用自来水由循环水槽送入试验管路系统，由下而上依次流经各种流体阻力试验管，最后流入高位排气水槽。
由高位排气水槽流出的水，返回循环水槽。
水在试验管路中的流速，通过调节阀加以调节。
流量由试验管路中的孔板流量，计测量并由压差计显示读数。
四、试验方法
实验前准备工作需按如下步骤顺序进行操作：
(1)先将水灌满循环水槽，然后关闭试验导管入口的调节阀，再启动循环水泵。
待泵运转正常后，先将实验导管中的旋塞阀全部打开，并关闭转换组中的全部旋塞，然后缓慢开启实验导管的入口调节阀。
当水流满整个试验导管，并在高位排气水槽中有溢流水排出时，关闭调节阀，停泵。
(2)检查循环水槽中的水位，一般需要再补充些水，防止水面低于泵吸入口。
(3)逐一检查并排除实验导管和连接管线中可能存在的空气泡。
排除空气泡的方法是，先将转换阀组中被检一组测压口旋塞打开，然后打开倒置U形水柱压差计顶部的放空阀，直至排净空气泡再关闭放空阀。
必要时可在流体流动状态下，按上述方法排除空气泡。
(4)调节倒置U形压差计的水柱高度。
先将转换阀组上的旋塞全部关闭，然后打开压差及顶部放空阀，再缓慢开启转换阀组中的放空阀，这时压差计中液面徐徐下降。
当压差计中的水柱高度居于标尺中间部位时，关闭转换阀组中的放空阀。
为了便于观察，在临试验前，可由压差及顶部的放空处，滴入几滴红墨水，将压差计水柱染红。
(5)在高位排气水槽中悬挂一支温度计，用以测量水的温度。
(6)实验前需对孔板流量计进行标定，作出流量标定曲线。
实验测定时，按如下步骤进行操作：
(1)先检查实验导管中旋塞是否置于全开位置，其余测压旋塞和实验系统入口调节阀是否全部关闭。
检查完毕启动循环水泵。
(2)待泵运转正常后，根据需要缓慢开启调节阀调节流量，流量大小由孔板流量计的压差计显示。
(3)待流量稳定后，将转换阀组中，与需要测定管路相连的一组旋塞置于全开位置。
这时测压口与倒置U形水柱压差计接通，即可记录由压差计显示出压强降。
(4)当需改换测试部位时，只需将转换阀组由一组旋塞切换为另一组旋塞。
例如，将G1和D1一组旋塞关闭，打开另一组G2和D2旋塞。
这时，压差计与G1和D1测压口断开，而与G2和D2测压口接通，压差计显示读数即为第二支测试管的压强降。
依次类推。
(5)改变流量，重复上述操作，测得各种实验导管中不同流速下的压强降。
(6)当测定旋塞在同一流量不同开度的流体阻力时，由于旋塞开度变小，流量必然会随之下降，为了保持流量不变，需将入口调节阀作相应调节。
(7)每测定一组流量与压降数据，同时记录水的温度。
实验注意事项：
(1)实验前务必将系统内存留的气泡排除干净，否则实验不能达到预期效果。
(2)若实验装置放置不用时，尤其是冬季，应将管路系统和水槽内水排放干净。
五、实验数据记录及整理
(1)实验基本参数
实验导管的内径d = 17 mm 实验导管的测试段长度l = 600 mm
粗糙管的粗糙度ε = 0.4 mm 粗糙管的相对粗糙度ε/d = 0.0235
孔板流量计的孔径d0 = 11 mm 旋塞的孔径d v = 12 mm
孔流系数C0 =0.6613
(2)流量标定曲线
(3)实验数据
(4)数据整理
列出表中各项计算公式
(5)标绘Re －λ试验曲线
六、思考题
（1）测试中为什么需要湍流？
（2）流量调节过程中为什么倒U形压差计两支管中液位上下移动的距离不象U形压差计那样对等升降？。