流体力学流体阻力系数实验
流体流动阻力的测定
流体流动阻力的测定一、引言流体力学是物理学的一个分支,主要研究流体的运动规律和性质。
在工程领域中,流体力学是非常重要的一门学科,涉及到许多领域,如航空、船舶、汽车、建筑等。
在这些领域中,流体的运动特性对于设备的设计和性能有着重要影响。
而测定流体流动阻力是了解这些运动特性的基础。
二、实验原理1. 流体阻力公式当一个物体在流体中运动时,会受到来自流体的阻力。
根据牛顿第二定律,物体所受合外力等于其质量乘以加速度。
因此,在水平方向上运动的物体所受合外力为:F = ma其中F为合外力,m为物体质量,a为加速度。
当物体在水平方向上运动时,在没有其他外力作用下,其所受合外力即为来自水对其作用的阻力Ff。
因此:Ff = ma将牛顿第二定律代入上式可得:Ff = 1/2 * ρ * v^2 * S * Cd其中ρ为流体密度,v为物体相对于流体的速度(即物体速度减去流体速度),S为物体所受阻力的面积,Cd为阻力系数。
2. 流体阻力的测定在实验中,我们可以通过测量物体在流体中运动时所受到的阻力来计算出阻力系数Cd。
一般来说,测量流体阻力有两种方法:直接法和间接法。
直接法是指将物体放置在流体中,然后通过测量所需施加的力来计算出流体阻力。
这种方法通常需要使用特殊设备,如浮子式流量计、翼型试验台等。
间接法是指通过测量物体在流体中运动时所需施加的外部力来计算出流体阻力。
这种方法通常需要使用天平或重量计等设备来测量物体的重量,并结合运动学公式来计算物体所受的加速度和速度等参数。
三、实验步骤1. 实验器材准备准备好天平或重量计、滑轮、绳子、小球等实验器材,并将它们固定在实验台上。
2. 实验样本制备制作一个小球样本,并将其质量称重记录下来。
3. 流动介质准备将水注入实验槽中,并将水温调节到室温。
4. 实验数据测量将小球样本用绳子系在滑轮上,并将滑轮固定在实验台上。
然后,拉动小球样本,使其开始运动,并记录下所需施加的力和小球样本的运动时间。
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。
流体力学实验
实验一 流体流动阻力的测定一、 实验目的和任务1.了解流体流过管路系统的阻力损失的测定方法;2.测定流体流过圆形直管的阻力,确定摩擦系数λ与流体Re 的关系;3.测定流体流过管件的阻力,局部阻力系数ξ;4.学会压差计和流量计的使用方法;5.识别管路中各个管件、阀门,并了解其作用;二、实验原理流体的流动性,即流体内部质点之间产生相对位移。
真实流体质点的相对运动表现出剪切力,又称内摩擦力,流体的粘性是流动产生阻力的内在原因。
流体与管壁面的摩擦亦产生摩擦阻力,统称为沿程阻力。
此外,流体在管内流动时,还要受到管件、阀门等局部阻碍而增加的流动阻力,称为局部阻力。
因此,研究流体流动阻力的大小是十分重要的。
1.直管摩擦系数λ测定流体在管道内流动时,由于流体粘性作用和涡流的影响产生阻力。
阻力表现为流体的能量损失,其大小与管长、管径、流体流速等有关。
流体流过直管的阻力计算公式,常用以下各种形式表示:(1) 2L h 2f u d λ=)2( 2g u d L H 2f λ= 或 )3( 2L P P P 221f u d ρλ=-=-∆式中hf ——以能量损失表示的阻力,J /kg ;Hf ——以压头损失表示的阻力,m 液柱; △Pf ——以压降表示的阻力,N /m2 L ——管道长,m d ——管道内径,m ;u ——流体平均流速,m/s ; P ——流体密度,kg /m3; λ——摩擦系数,无因次;g ——重力加速度,g 一9.81m/s2。
.λ为直管摩擦系数,由于流体流动类型不同,产生阻力的原因也不同。
层流时流体流动主要克服流体粘性作用的内摩擦力。
湍流时除流体的粘性作用外,还包括涡流及管壁粗糙度的影响,因此λ的计算式形式各不相同。
层流时,利用计算直管压降的哈根-泊谡叶公式:)4( d uL 32P P P 221f μ=-=-∆和直管阻力计算公式(3),比较整理得到λ的理论计算式为)5( Re 64du 232==ρμλ⨯由此式可见,λ与管壁粗糙度ε无关,仅为雷诺数的函数。
流体力学实验,光滑管
实验:沿程阻力系数测量装置设计实验(光滑管)
1、实验(测试)原理介绍
流速ν的计算公式:v=4Q/(πd ²)
雷诺数的计算公式为:Re=νd/υ
光滑管在光滑区的沿程阻力系数:λ=0.3164/Re0.25
2、实验(测试)装置原理图
U型管的两端接一定管长的两端,通过测量U型管内水位差可以获得ΔH
3、实验装置加工设计计算
光滑管的直径为20cm,第一因为取材方便,第二通过水泵抽水,20cm的管径可以获得比较比较理想的实验数据U型管的最大的高度为100cm,因为可以解决管道两端压力差过大时候导致水位相差过大的问题。
4、实验装置加工过程
加工过程的照片,和说明;可拍视频
5、实验装置使用前标定
光滑管的标定在于对U型管的标定,首先将U型管安装在机架上,然后往U型管中加少量的水,令U型管的上端与大气相通,在两个U型管中标记0刻度,然后通过刻度尺标定其他的数值
6、实验材料汇总
20cm管径的水管一根,100cm的透明管两根,另外总长为150cm左右的软管,五个阀门
7、实验步骤
1打开U型管顶端的阀门一点点开度
2 打开打开U型管的两个下端的阀门,令U型管进入一些水,再关闭顶端的阀门
3关闭打开的两个阀门,打开U型管想通的阀门,再关闭,
4重新打开U型管下端的两个阀门
8、实验数据记录表格
9、实验情况
10、体会
做实验挺有趣的,玩得很开心。
下面是位差与阀门开度的关系图,流速与位差的关系图和雷诺数与位差的关系图。
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。
实验一 流体力学实验
5
实验 流量/ 次数 (m3/h) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 4 5 6 6.6 7 7.5 8 5.5 4.5
Re 光滑管 3.30×10
4
λ光滑管 exp 0.0252 0.0240 0.0220 0.0207 0.0194 0.0200 0.0192 0.0194 0.0210 0.0217
六、 实验结果讨论
(1)在对装置做排气工作时,是否一定要关闭流程尾部的出口阀?为什 么? 答:是,这样可使管中有较大压力使得气体排出。 (2)如何检测管路中的空气已经被排除干净? 答:先检查连接软管以及传感器的出口管中有没有气泡。如果没有了,关闭 流量调节阀,看压差计的读数是否为零,如果为零,则说明气体已经排空。 (3)以水作介质所测得的λ~Re 关系能否适用于其他流体?如何应用? 答:能适用于其他流体。通过密度和黏度换算。 (4)在不同设备上(包括不同管径),不同水温下测定的λ~Re 数据能否关 联在同一条曲线上? 答:能关联在同一曲线上。 (5)如果测压口,孔边缘有毛刺或安装不垂直,对静压的测量有何影响? 答:没有影响,静压是由流体内部分子运动造成的,静压一定反应到压差计 高度差一定,所以对测量无影响。
计算示例:
0.0322 Re光滑管 duρ μ 7.5 1000 π 2 3600 0.0322 4 8.24 ×10 4 0.001
光滑管exp
P 2d 3910 2 0.0322 0.0207 2 7.5 lu 2 1000 2 ( ) π 2 3600 0.0322 4
2
南京工业大学化工原理实验报告
④关闭阀 2, 打开阀 1 并调节流量使转子流量计的示值分别为 3m3/h、 4m3/h、 3 4.5m /h……9m /h,测得每个流量下对应光滑管和粗糙管的压差,分别记下倒 U 形管压差计的读数; ⑤关闭阀 1,打开阀 2,重复步骤④,测得闸阀全开时的局部阻力;
流动阻力测定实验报告
一、实验目的1. 理解流动阻力的概念及其在流体力学中的重要性。
2. 掌握流动阻力测定的实验方法与步骤。
3. 通过实验数据,分析流动阻力与流体性质、管道结构等因素之间的关系。
4. 验证理论公式在工程实践中的应用。
二、实验原理流动阻力是指在流体流动过程中,流体与管道壁面之间产生的摩擦力。
流动阻力的大小与流体的性质、管道结构、流速等因素有关。
根据流动状态的不同,流动阻力可分为层流阻力与湍流阻力。
层流阻力:当流体以较低的流速在圆形管道中流动时,流动状态为层流。
此时,流动阻力主要由分子粘性力引起,可用牛顿粘性定律计算。
湍流阻力:当流体以较高的流速在圆形管道中流动时,流动状态为湍流。
此时,流动阻力主要由湍流涡流和粘性力共同作用引起,可用达西-魏斯巴赫公式计算。
三、实验装置与仪器1. 实验装置:圆形管道、阀门、流量计、压力表、计时器等。
2. 仪器:电子天平、秒表、游标卡尺、温度计、粘度计等。
四、实验步骤1. 准备实验装置,确保管道连接牢固,无泄漏。
2. 根据实验要求,调整管道结构参数,如管道直径、长度、阀门开度等。
3. 在管道两端安装压力表,测量流体流动过程中的压力差。
4. 使用流量计测量流体流量,记录数据。
5. 记录实验温度和流体粘度。
6. 改变流体流速,重复步骤3、4、5,记录不同流速下的压力差、流量和温度。
7. 根据实验数据,计算流动阻力、摩擦系数、雷诺数等参数。
五、实验数据与分析1. 根据实验数据,绘制流动阻力与流速的关系曲线,分析流动阻力随流速变化的规律。
2. 根据实验数据,计算摩擦系数、雷诺数等参数,分析流动状态的变化。
3. 将实验结果与理论公式进行对比,验证理论公式的适用性。
六、实验结果与讨论1. 实验结果表明,随着流速的增加,流动阻力逐渐增大,符合理论公式预测。
2. 实验结果表明,在相同流速下,摩擦系数与雷诺数呈正相关关系,符合理论公式预测。
3. 实验结果表明,在相同流速下,管道直径、长度、阀门开度等因素对流动阻力有显著影响。
流体力学综合实验报告
浙江大学化学实验报告课程名称:过程工程原理实验甲实验名称:流体力学综合实验指导教师:专业班级:姓名:学号:同组学生:实验日期:实验地点:Ⅰ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(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)识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。
二、试验流程与装置图 1 流体力学综合实验流程示意图三、基本原理1.流量计校核通过计时称重对涡轮流量计读数进行校核。
2.雷诺数求解Re=ρudμ (1)u=V900πd2 (2)式中:V----流体流量,m3ℎ⁄3.直管阻力摩擦系数λ的测定流体水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:ℎf=Δp fρ=λldu22 (3)即λ=2dΔp fρlu2 (4)式中:Δp f----直管长度为l的压降,Pa4.局部阻力系数ξ的测定阻力系数法:流体通过某一管件(阀门)时的机械能损失可表示为流体在管径内流动时平均动能的某一倍数,即:ℎf′=Δp f′ρg=ξu22g (5)即ξ=2Δp f′ρu2 (6)式中:Δp f′----局部阻力压力降,Pa局部阻力压力降的测量方法:测量管件及管件两端直管(总长度为l′)总的压降为∑Δp,减去其直管段的压降,该直管段的压降可由直管阻力Δp f(长度为l)实验结果求取,即Δp f′=∑Δp−l′lΔp f (7)四、实验步骤1)离心泵灌水,关闭出口阀(23),打开电源,启动水泵电机,待电机转动平稳后,把泵的出口阀(23)缓缓开到最大;2)对压差传感器进行排气,完成后关闭排气口阀,使压差传感器处于测量状态;3)开启旁路阀(24),选定自最小到最大若干流量,对流量计做流量校核试验;4)开启流量调节阀(21),先调至最大流量,然后在最小流量1m3ℎ⁄之间再连续取8组等比数据,每次改变流量,待流量稳定后,,记录压差、流量、温度等数据;5)实验结束,关闭出口阀(23),停止水泵电机,清理装置。
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。
《工程流体力学》沿程阻力系数的测定实验
《工程流体力学》沿程阻力系数的测定实验【实验目的】测定沿程阻力系数λ。
【实验装置】在流体力学综合实验台中,本实验涉及的部分有沿程水头损失实验管、阀门、上水阀、出水阀,水泵和计量水箱等,时间及温度可由显示面板直接读出。
【实验原理】对沿程阻力两点的端面列伯努利方程得gp pg P pg P h f ρ∆=-=//21 由达西公式: gv d L h f 22⋅⋅=λ 测得流量, 并计算出断面平均流速,即可求得沿程阻力系数22Lv gdh f =λ【实验内容】(1)测定2组沿程阻力损失数据及其对应平均流速;(2)计算沿程阻力损失系数;(3)对比两次实验所得沿程阻力损失系数,并分析。
【实验步骤】(1)测量各有关常数,并接通电源。
(2)打开开关。
(3)调整各阀门至合适位置。
(4)调整显示面板至“沿程阻力”实验。
(5)显示面板数据归零。
(6)开启水泵。
(7)开启进水阀门,使压差达到最大高度,作为第一个实验点,读取进出口压强。
(8)测读计量水箱在时间间隔t∆的自由液面高度差。
(9)减小流量,作为第二个实验点,读取进出口压强。
(10)测读计量水箱在时间间隔t∆的自由液面高度差。
(11)实验结束,清理实验设备及环境。
注意:读取显示面板压强遵照实际情况,不同台号的设备基础参数设置不同。
【实验数据记录】1、记录有关常数管道外径d=______________管道壁厚δ=______________测点间距L=______________水温t=__________________计量水箱底面长宽_________2、实验数据沿程阻力系数实验数据记录。
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。
化工原理_流体实验报告
一、实验目的1. 理解流体力学的基本原理,掌握流体流动的基本规律。
2. 学习流体阻力计算方法,了解流体流动中的能量损失。
3. 掌握实验装置的操作方法,提高实验技能。
4. 分析实验数据,验证流体力学理论。
二、实验原理流体阻力是流体在流动过程中受到的阻碍作用,主要分为直管沿程阻力和局部阻力。
直管沿程阻力主要与流体的粘度、流速、管径和管长有关;局部阻力主要与流体的流速、管件形状和尺寸有关。
三、实验装置与流程1. 实验装置:流体阻力实验装置包括进水阀、光滑管、粗糙管、阀门、流量计、压力计等。
2. 实验流程:(1)打开进水阀,调节流量,使流体在光滑管中流动。
(2)测量光滑管上下游的压力差,计算直管沿程阻力。
(3)关闭进水阀,打开阀门,使流体流经粗糙管。
(4)测量粗糙管上下游的压力差,计算局部阻力。
(5)改变流量,重复上述步骤,得到不同流量下的阻力数据。
四、实验步骤1. 准备实验装置,连接好各部分管道。
2. 调节进水阀,使流体在光滑管中流动,测量光滑管上下游的压力差。
3. 记录实验数据,包括流量、压力差、温度等。
4. 关闭进水阀,打开阀门,使流体流经粗糙管。
5. 测量粗糙管上下游的压力差,记录实验数据。
6. 改变流量,重复步骤2-5,得到不同流量下的阻力数据。
五、实验数据与分析1. 光滑管沿程阻力计算:根据实验数据,计算不同流量下的摩擦系数和雷诺数,绘制摩擦系数与雷诺数的关系曲线。
通过对比实验数据与理论公式,验证流体力学理论。
2. 局部阻力计算:根据实验数据,计算不同流量下的局部阻力系数,分析局部阻力系数与流量的关系。
通过对比实验数据与理论公式,验证流体力学理论。
六、实验结果与讨论1. 光滑管沿程阻力实验结果:实验结果表明,摩擦系数与雷诺数呈线性关系,验证了流体力学理论。
随着雷诺数的增加,摩擦系数逐渐减小,符合流体力学理论。
2. 局部阻力实验结果:实验结果表明,局部阻力系数与流量呈非线性关系,随着流量的增加,局部阻力系数逐渐减小。
流体阻力系数测定实验报告资料
流体阻力系数测定实验报告资料实验目的:测定物体在不同流速下的流体阻力系数,并分析影响流体阻力的因素。
实验原理:流体阻力是物体在流体中运动时受到的阻碍力。
当物体在流体中运动时,流体由于黏性和惯性的原因对物体施加了一个阻碍运动的力,该力即为流体阻力。
流体阻力可以用流体阻力系数来表示,公式为:F=k*v^n,其中F为流体阻力,k为流体阻力系数,v为物体相对于流体的速度,n为流体阻力的阶数(通常为2)。
实验仪器和材料:1.流体阻力测定仪2.流体槽3.测速装置4.不同形状的物体实验步骤:1.将流体槽中注满流体,并将流体阻力测定仪放入流体槽内。
2.选择一个物体,将其固定在测速装置上,然后将测速装置放入流体阻力测定仪中。
3.以适当的速度启动测速装置,记录物体的速度及测定仪的示数。
4.改变物体的速度,重复步骤3,直到得到多个不同速度的数据。
5.更换不同形状的物体,重复步骤3和4,以获得更多数据。
6.根据实验数据,计算流体阻力,并绘制流体阻力与速度的关系图。
7.分析实验结果,探讨流体阻力系数受到的影响因素。
实验结果与讨论:根据实验数据,我们得到了不同速度下物体的流体阻力数据,并绘制了流体阻力与速度的关系图。
根据实验数据和图形,我们可以得到以下结论和讨论:1.流体阻力与速度之间呈现正相关关系。
随着速度的增加,流体阻力也会相应增加。
这是因为速度增加会引起流体阻力的增大。
2.不同形状的物体在相同速度下受到的流体阻力不同。
不同形状的物体有不同的流线型,流体在其表面运动时产生的阻力也有所不同。
一般来说,具有较小阻力系数的物体形状较为流线型,而具有较大阻力系数的物体形状则较为粗糙。
3.流体阻力系数受到流体的黏性、物体形状和物体表面的粗糙度等因素的影响。
流体的黏性越大,流体阻力系数也会增大;物体形状越流线型,流体阻力系数越小;物体表面越光滑,流体阻力系数也会减小。
结论:通过实验,我们测定了物体在不同流速下的流体阻力,并分析了影响流体阻力的因素。
流动阻力测定实验报告
流动阻力测定实验报告实验室名称:流体力学实验室实验时间:2021年5月10日实验内容:流动阻力测定实验一、实验目的通过流动阻力测定实验,掌握流体力学基本理论和实验方法,了解不同流体在相同流速下的流动阻力,并掌握不同物体阻力系数的测定方法。
二、实验仪器流量计、液体桶、数字万用表、流速计、液体马达、计时器。
三、实验原理1. 流体阻力:当物体在流体中运动时,流体分子会对物体表面施加作用力,这种作用力称为流体阻力。
2. 阻力系数:定义为流体阻力与控制因素的乘积之比。
3. 流量:流体通过某一横截面的体积在单位时间内的流量。
4. 流速:流体通过管道时流体每单位时间内通过管道面积的体积。
四、实验步骤1. 准备工作:将实验所需仪器放置在实验桌面上,将实验仪器插入电源,开启电源开关。
2. 安装实验仪器:将流量计安装在液体桶的下方,用胶带和胶水固定液体桶和水龙头,并将计时器固定在液体桶的一侧。
3. 实验过程:将不同重量的物体放入液体桶处,开启水龙头并记录流量计显示的流量值和流速计显示的流速值;随着水龙头逐渐调小,不断记录流量值和流速值,直至流速为零。
4. 结束实验:将实验仪器归位,关闭仪器电源,收拾好实验室。
五、实验结果通过实验,我们获得了不同重量的物体在相同流速下流动阻力的值,计算得出它们的阻力系数,并比较得出不同形状物体的阻力系数不同。
六、分析与讨论1. 该实验根据实验测得的结果,知道不同物体在相同流速下的流动阻力,并计算得出各物体的阻力系数。
2. 实验过程中,需要细心观察流量计和流速计的显示值,避免出现误差。
3. 实验后,应清理实验仪器,严禁随意调节和移动,确保设备安全。
七、结论通过本次实验,我们掌握了流动阻力测定实验的基本原理、步骤和方法,并获得了一定的实际操作经验,为今后的实验研究打下了基础。
化工原理实验三单相流体阻力测定实验
化工原理实验三单相流体阻力测定实验实验目的:通过单相流体阻力测定实验,学习和掌握不同条件下流体的流动规律,测定单相流体的阻力系数,分析阻力与流速、管径和介质性质之间的关系,进一步加深对流体力学原理的理解。
实验原理:1.单相流体阻力单相流体阻力是指在流体流动过程中,流体所受到的阻力。
根据流体动力学的基本理论,当流体通过管道时,管壁对流体产生粘性阻力,且阻力与流体速度的平方成正比。
阻力可表示为:F=ρv^2C_dA/2其中,F为单位时间内通过管段其中一截面的阻力;ρ为流体密度;v为流速;C_d为阻力系数;A为截面面积。
2.阻力系数阻力系数是一个无量纲的常数,用来描述流体通过管道时的阻力。
阻力系数与管道长度、管道径向、管道壁面的光滑程度、流体的粘度等因素有关。
狭长柱体的阻力系数可以通过公式:C_d=2F/(ρv^2A),测定得到。
实验仪器:流体阻力测定装置、柱塞泵、水泵、电子天平、压力表、流量计、长红外灯波浪管、远红外灯波浪管等。
实验步骤:1.启动水泵,调节柱塞泵,将流速平稳调整到所需数值。
2.用天平称取所需质量的截面积较小的管段,并记录下其质量m。
3.将管段与阻力测定装置连接,调节柱塞泵,使流量稳定在所需数值,记录下流速v和压力差ΔP。
4.按照实验设备的要求,将所测管段替换成其它截面积不同的管段,并记录下相应的流速v和压力差ΔP。
5.根据测得的压力差、管段长度和管段截面积计算出阻力系数C_d。
6.对于不同管段,重复步骤3-5,绘制出C_d与管径之间的关系曲线。
注意事项:1.操作过程中要注意安全,避免发生意外事故。
2.测量仪器要保持清洁,确保测量的准确性。
3.测量连续流速时,应测量一定时间内流过的液体质量,计算平均流速。
4.测量前后要检查管道是否有漏水现象,以保证实验结果的准确性。
5.测量数据要准确记录,保留原始数据。
实验结果分析:根据实验测定的阻力系数和管径的关系曲线,可以得出以下结论:1.流体通过管道时的阻力与管径成反比,即管径越小,阻力越大。
流体力学综合实验——流体流动阻力测定
4
2.64
2.31
26.40
24.88
2.12
55270
0.02174
11.15
5
2.08
1.40
16.45
15.53
1.67
43546
0.02122
11.21
6
1.70
0.95
11.31
10.68
1.36
35590
0.02156
11.54
7
1.36
0.58
7.73
7.35
1.09
28472
光滑管
21
1000
660
粗糙管
22
1000
680
2.数据处理
水温t=30.7℃,查表得:
ρ=995.7kg/ ;μ=0.801 Pa·s;
取流量V大于1m3/h的数据组进行计算,结果见表2,表3:
表2光滑管实验数据处理
序号
流量V/(m3/h)
直管压差△pf1/kPa
含阀门直管压差/△pf2/kPa
截止阀压/
光滑管截止阀ξ=11.4;粗糙管闸阀ξ=1.49。
⑵分析:
由上图可以看出,本实验所绘制的λ~Re图与课本的Moody图差别较大,原因除了操作不当外,还可能是当流速过低时,压力传感器的测量值偏小,导致较小的数据的偏移也会产生很大的相对误差,因此分析时应把Re过小的点舍去。
对于光滑管来说,当流体流过光滑管时,因为管的粗糙峰很小,粗糙峰都处在湍流的层流底层之下,故ε/d对流动阻力不产生任何影响,这时λ只是Re的函数,那么,光滑管的图像应与课本里的Moody图完全一致,然而上图并没有这个趋势,原因可能是实验所选用的光滑管本身光滑度就不是很好,在实验过程中由于操作不精细也会引入误差,因此其粗糙度不可忽略。
流体流动阻力实验报告
流体流动阻力实验报告一、引言流体力学是研究流体在运动中产生的力学效应的学科,而流体流动阻力是流体力学中的一个重要研究内容。
了解流体流动阻力的特性和影响因素对于工程设计、流体输送和能源消耗的优化具有重要意义。
本实验旨在通过测量流体流动阻力以及探究影响因素,来深入了解流体流动阻力的特性。
二、实验目的1. 了解流体流动阻力的概念和计算方法;2. 探究不同条件下流体流动阻力的变化规律;3. 分析影响流体流动阻力的因素。
三、实验原理流体流动阻力是流体在运动中受到的阻碍力,其大小与流体的速度、粘度、密度以及物体的形状和表面粗糙度等因素有关。
根据流体力学理论,流体流动阻力可用以下公式表示:F = 0.5 * ρ * A * C * V^2其中,F为流体流动阻力,ρ为流体密度,A为物体的参考面积,C 为阻力系数,V为流体的速度。
四、实验步骤1. 准备实验设备和材料:流体流动装置、流体、测力计、测速仪等;2. 搭建实验装置,确保流体流动的稳定和可控性;3. 测量物体参考面积A;4. 调节流体流动速度V,并测量流体流动阻力F;5. 改变流体流动速度V,重复步骤4,记录不同速度下的流体流动阻力;6. 改变物体的形状或表面粗糙度,重复步骤4和5,记录不同条件下的流体流动阻力。
五、实验结果与分析根据实验数据,计算不同速度下的流体流动阻力,并绘制流体流动阻力与速度的关系曲线。
通过分析曲线,可以得出以下结论:1. 流体流动阻力随流体速度的增加而增加,呈现出二次方关系;2. 流体流动阻力与物体形状和表面粗糙度有关,形状更为流线型的物体和表面更光滑的物体阻力较小。
六、实验误差分析在实验过程中,由于实验装置和测量仪器的精度限制、流体的粘性和压力变化等因素的影响,实验结果可能存在一定的误差。
为了减小误差,可以采取以下措施:1. 提高实验装置和测量仪器的精度;2. 重复实验多次,取平均值以减小随机误差;3. 控制实验条件,尽量减小系统误差。
流体流动阻力的测定
流体流动阻力的测定引言流体流动阻力的测定是流体力学领域中的重要研究内容。
了解流体在流动过程中的阻碍情况对于各种应用和工程设计都具有重要意义。
本文将从流体流动阻力的原理、测定方法以及实验过程等多个方面进行探讨。
流体流动阻力的原理流体流动阻力是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、流动速度以及物体形状等因素。
根据伯努利定律,流体在流动过程中会产生压力变化。
而由牛顿第二定律可知,物体所受到的阻力与速度成正比。
因此,可以通过测量压力变化和流速来确定流动阻力的大小。
流体流动阻力的测定方法测定方法一:压力差法压力差法是一种常见的测定流体流动阻力的方法。
它通过测量流体流过物体前后的压力差来确定阻力的大小。
具体步骤如下: 1. 设置合适的试验装置,包括流体源、测压装置和物体样品。
2. 测量流体流过物体前后的压力差,可以使用压力传感器或者水银柱测压法。
3. 根据压力差和流体速度计算出流体流动阻力。
测定方法二:阻力系数法阻力系数法是另一种常用的测定流体流动阻力的方法。
它通过测量物体在流体中所受到的阻力,结合流体的性质和运动状态,计算出阻力系数。
具体步骤如下: 1. 设置合适的实验装置,包括流体源、测力装置和物体样品。
2. 测量物体在流体中所受到的阻力,可以使用力传感器或者天平等装置。
3. 根据阻力大小、流体密度、物体形状等参数计算出阻力系数。
流体流动阻力的实验过程实验准备1.准备好实验所需的仪器和设备,包括流体源、压力传感器、流速计、物体样品等。
2.根据实验需要调整流体源的流量和压力。
3.确保实验环境稳定,以减小外界因素对实验结果的影响。
实验步骤1.将流体导入实验装置,确保流体稳定流过物体样品。
2.实时监测流体的压力和流速,并记录相应数据。
3.若使用压力差法,需分别测量流体流过物体前后的压力值。
4.若使用阻力系数法,需测量物体在流体中所受到的阻力。
实验数据处理1.根据测得的数据计算流体流动阻力的大小。