流体力学综合实验_流体流动阻力的测定
实验一流体流动阻力测定实验
实验一 流体流动阻力测定实验1.实验目的（1） 辨别组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。
（2）测定流体在圆形直管内流动时摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系。
（3）测定流体流经闸阀时的局部阻力系数ξ。
2．基本原理（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=-=∆=则直管阻力摩擦系数可写成：22lu p d fρλ∆=雷诺准数Re 的定义是：μρdu =Re层流时：Re 64=λ湍流时：λ是雷诺准数Re 和相对粗糙度（ε/d ）的函数。
完全湍流时：λ只是相对粗糙度（ε/d ）的函数。
上式中d ：直管内径，m ；f p ∆：流体在l 米直管内流动时由于流动阻力而产生的压降，Pa ；f h ：单位质量流体流经l 米直管时产生的流动阻力，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 ；μ ：流体粘度，P a ·s 。
其中l 、d 为装置参数，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。
本装置采用涡轮流量计测流量V （m 3/h ），则2900d Vu π=f p ∆采用倒置U 型管液柱压差计和差压变送器测量。
（2）局部阻力系数ξ的测定根据阻力系数法，流体通过某一管件或阀门时的机械能损失可表示为流体在管内流动时平均动能的某一倍数，即：22u p h ff ξρ='∆='故22u p fρξ'∆=式中ξ：局部阻力系数，无因次；f p '∆：局部阻力引起的压降，Pa （本装置中，所测得的压降应扣除两测压口间直管段的压降后才是闸阀局部阻力引起的压降，直管段的压降由直管阻力实验结果求取）。
3．实验装置与流程实验装置流程（本装置为流体流动阻力与离心泵性能综合实验装置，做流动阻力实验时将仪控柜上“实验选择”转到“管阻力”）如图2-1所示，实验仪控柜面板如图2-2所示。
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。
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。
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。
流体流动阻力的测定
实验名称：流体流动阻力的测定一、实验目的及任务：1.掌握测定流体流动阻力实验的一般方法.2.测定直管的摩擦阻力系数及突然扩大管的局部阻力系数.3.验证湍流区内摩擦阻力系数为雷诺数和相对粗糙度的函数.4.将所得光滑管的方程与Blasius方程相比较.二、实验原理：流体输送的管路由直管和阀门、弯头、流量计等部件组成.由于粘性和涡流作用,流体在输送过程中会有机械能损失.这些能量损失包括流体流经直管时的直管阻力和流经管道部件时的局部阻力,统称为流体流动阻力.1.根据机械能衡算方程,测量不可压缩流体直管或局部的阻力H f=(gz1+p1ρ+u122)−(gz2+p2ρ+u222)+H e如果管道无变径,没有外加能量,无论水平或倾斜放置,上式可简化为：H f=p1′−p2′ρ=pρΔp为截面1到2之间直管段的虚拟压强差,即单位体积流体的总势能差,通过压差传感器直接测量得到.2.流体流动阻力与流体性质、流道的几何尺寸以及流动状态有关,可表示为：p=fd,l,u,ρ,μ,ε由量纲分析可以得到四个无量纲数群：欧拉数Eu=p/ρu2,雷诺数Re=duρ/μ,相对粗糙度ε/d和长径比l/d从而有p ρu2=Ψduρμ,εd,ld取λ=ΦRe,ε/d,可得摩擦系数与阻力损失之间的关系：H f=pρ=λld×u22从而得到实验中摩擦系数的计算式λ=2pd ρu2l当流体在管径为d的圆形管中流动时,选取两个截面,用压差传感器测出两个截面的静压差,即可求出流体的流动阻力.根据伯努利方程摩擦系数与静压差的关系,可以求出摩擦系数.改变流速可测得不同Re下的λ,可以求出某一相对粗糙度下的λ-Re关系.在湍流区内摩擦系数λ=ΦRe,ε/d,对于光滑管水力学光滑,大量实验证明,Re在103~105氛围内,λ与Re的关系遵循Blasius关系式,即λ=0.3163/Re0.25对于粗糙管,λ与Re的关系以图来表示.3.对局部阻力,可用局部阻力系数法表示：4.H f= ζu22对于扩大和缩小的直管,式中的流速按照细管的流速来计算.对一段突然扩大的圆直管,局部阻力远大于其直管阻力.由忽略直管阻力时的伯努利方程H f= ζu122=(p1ρ+u122)−(p2ρ+u222)可以得到局部阻力系数的计算式：ζ=1−u22+2p/ρu12式中,u1、u2分别为细管和粗管中的平均流速,p为2,1截面的压差.突然扩大管的理论计算式为：ζ=1−A1/A22 ,A1、A2分别为细管和粗管的流通截面积.三、实验流程：本实验装置如图1所示,管道水平安装,水循环使用,其中管5为不锈钢管,测压点之间距,内径；管6为镀锌钢管,测压点间距离,内径22..5mm；管7为突然扩大管,由扩大至.各测量元件由测压口与压差传感器相连,通过管口的球阀切换被测管路,系统流量由涡轮流量计3调节,离心泵的功率由变频器通过改变输入频率控制转速来实现控制.四、实验操作要点：1.开泵：在关闭所有阀门的情况下,打开电源,启动变频器至50Hz,固定转速,观察泵出口压力稳定后,即可进行排气.2.排气：在对某一管路进行实验之前,排尽设备主管和该管路及对应测压管路内的空气,每切换管路都要排一次气.关闭其他控制阀,打开对应管路的控制阀、测压阀和排气阀,在50Hz下,调节流量至1-2m3/ℎ,待2min以上,压差传感器示数稳定后,关闭排气阀和流量调节阀,在流量为0下观察压差传感器示数是否为0,若有较大偏差则气未排尽,若偏差较小且稳定则记录初始偏差值.3.实验数据测取：确定排气完毕且其余管路切换阀和测压阀关闭后,调节变频器至25Hz左右.对于直管阻力,按照流量由大到小的顺序,测取10组数据,控制压差在~之间.对于突然扩大管的阻力,可测取3组数据.测取数据时,每个数据点取值应等待2min以上且压差和流量稳定为某值或在很小范围内波动.波动时可取其中点.五、原始数据及处理：1.原始数据记录水的物理性质：测定光滑管时,25℃下,ρ=m3,μ=s测定粗糙管及突然扩大管时,℃下,ρ=m3,μ=s1光滑管和粗糙管实验数据光滑管数据：不锈钢管,l=,d=,ε≈,零点误差p=.=.粗糙管数据：镀锌钢管,l=,d=,ε≈,零点误差p表1 光滑管和粗糙管原始数据记录表光滑管粗糙管序号流量/m3h-1压差/kPa流量/m3h-1压差/kPa 123456789102突然扩大局部阻力系数测定数据突扩管： d1=,d2=,初始误差p0=.表2 突然扩大局部阻力系数数据记录表序号流量/m3h-1压差/kPa1232.数据处理表3 光滑管数据处理表序号流量/m3h-1流速/ms-1实际压差/kPaReλλb169034 262486 357996 450513 545836 638913 731991 825443 919270 1012909 其中,λb项为根据Blasius公式计算的理论摩擦系数值.直管阻力系数的计算示例：由表3中第1组数据为例,u=q vA=4q vπd2=4×3.693.14×21.0×10−32×13600m/s=2.96m/s Re=duρμ=21.0×10−3×2.96×996.950.8973×10−3=69034λ=2pdρu2l=2×7.18×103×21.0×10−3996.95×2.962×1.5=0.02303λb=0.3163Re0.25=0.3163690340.25=0.01951表4 粗糙管数据处理表序号流量/m3h-1流速/ms-1实际压差/kPaReλ166896260913355474449854544234636620731363824837918310 1012509图2 光滑管和粗糙管的λ-Re关系曲线曲线分析：a光滑管和粗糙管的摩擦系数均随Re的增大而减小,且随着Re的增大,摩擦系数减小的趋势趋缓.b在同一Re下,相对粗糙度更高的粗糙管比光滑管的摩擦系数更大,说明ε/d 越大,摩擦系数越大.c在同一Re下,光滑管的摩擦系数大于水力学光滑摩擦系数的理论值,说明实验用的光滑管和理论光滑有一定差距.表5 突然扩大管数据处理表序号流量/m3h-1压差/kPa细管流速/ms-1粗管流速/ms-1ζ123局部阻力的计算示例：以表5中第1组数据为例,u1=qvA1=4qvπd12=4×3.573.14×16.0×10−32×13600m/s=4.93m/su2=qvA2=4qvπd22=4×3.573.14×42.0×10−32×13600m/s=0.72m/sζ=1−u22+2pρu12=1−0.722+2×3.20×103996.584.932=0.7149ζ̅=∑ζi3=0.7159理论值ζt=1−A1/A22=1−d12/d222=1−162/4222=0.7308相对偏差δ=|ζ−ζtζt|×100%=|0.7159−0.73080.7308|×100%=2.04%测量值与理论值基本符合,但存在一定误差.五、结果讨论分析1.本次曲线拟合的相对大小比较准确,但是其中表现的趋势不明显,并未得到随着雷诺数增大,摩擦系数趋近于某一值的结论.可能是测定的摩擦系数和雷诺数范围较小,如果增大测定的雷诺数上限,即在更高的流速下做实验,可以看到更好的趋势.2.测定的局部阻力系数和理论值接近,说明实验结果较好.实验值低于理论值,可能是实验设备本身存在损耗,细管在高流量下腐蚀变粗的结果.可以看到随着流量增大有上升趋势,而的三次结果的差值应该是被忽略的直管阻力的影响,因而随着流量增大,表观的局部阻力系数应该增大而不是减小,可能是实验记录和计算舍入的影响.六、思考题1.在不同设备包括相对粗糙度相同而管径不同、不同温度下测定的λ-Re数据能否关联在一条曲线上答：仅在相对粗糙度不同时可以.由λ=ΦRe,ε/d知,摩擦系数是雷诺数和相对粗糙度的函数,当相对粗糙度不变时,可以关联出一条摩擦系数和雷诺数的曲线,而相对粗糙度与温度无关.因此,当且仅当相对保持粗糙度不变时,不同设备,不同温度的λ-Re数据能关联在一条曲线上.2.以水为工作流体所测得的λ-Re关系能否适用于其他种类的牛顿性流体为什么答：可以.由λ=ΦRe,ε/d知,摩擦系数是雷诺数和相对粗糙度的函数,当保持相对粗糙度不变时,流体性质对λ-Re关系不产生影响,可以适用于所有流体.3.测出的直管摩擦阻力与设备的放置状态有关系吗为什么管径、管长一样,且R1=R2=R3,见图3答：没有关系.因为计算中的压差值实际上是总势能差,可以通过压差传感器直接测得.本实验中因为管道水平放置,所以总势能差等于静压能差.由U型压差计的伯努利方程：p=ρ1−ρgR又H f=p/ρ,得：H f=(ρ1−ρ)gR/ρ即H f与摆放方式无关.。
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。
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。
2.1 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：)2( 2gu d L H 2f λ＝或 )3( 2L P P P 221f u d ρλ＝－＝－∆ 式中h f ——以能量损失表示的阻力，J ／kg ； H f ——以压头损失表示的阻力，m 液柱；△P f ——以压降表示的阻力，N ／m 2L ——管道长，md ——管道内径，m ； u ——流体平均流速，m/s ；P ——流体密度，kg ／m 3； λ——摩擦系数，无因次；g ——重力加速度，g 一9.81m/s 2。
．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( duL 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( Re64du 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
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.测定流体在特定的材质和ξ/d 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.测定流体通过阀门时的局部阻⼒系数。
⼆、实验⽬的1．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组织⽅法。
2．测定流体流经直管的摩擦阻⼒和流经管件或阀门的局部阻⼒，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、实验原理流体通过由直管和阀门组成的管路系统时，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.直管阻⼒流体流动过程是⼀个多参数过程，)(ερµ、、、、、u l d f h f =。
由因次分析法，从诸多影响流体流动的因素中组合流体流经管件时的阻⼒损失可⽤下式表⽰：ξµρ=ρ?d ,du ,d l F u P2λ=Ψ（Re ，ε/d ）雷诺准数µρdue =R ;22u d l Ph f ??=?=λρ只要找出λ、ξ就可计算出流体在管道内流动时的能量损失。
g P H g )R(ρρ-=?易知，直管摩擦系数λ仅与Re 和dε有关。
因此，只要在实验室规模的装置上，⽤⽔做实验物系，进⾏试验，确定λ与Re 和dε的关系，然后计算画图即可。
局部阻⼒可以⽤当量长度法或局部阻⼒系数法来表⽰，本实验⽤局部阻⼒系数法来表⽰，即流体通过某⼀管件或阀门的阻⼒损失⽤流体在管路中的动能系数来表⽰，⽤公式表⽰： 22u Ph f ξρ=?= ⼀般情况下，由于管件和阀门的材料及加⼯精度不完全相同，每⼀制造⼚及每⼀批产品的阻⼒系数是不尽相同的。
四、实验设计由 22u d l h f ??=λ和22u h f ξ=知，当实验装置确定后，只要改变管路中流体流速u 及流量V ，测定相应的直管阻⼒压差ΔP 1和局部阻⼒压差ΔP 2，就能通过计算得到⼀系列的λ和ξ的值以及相应的Re 的值，【原始数据】在实验中，我们要测的原始数据有流量V ，⽤来计算直管阻⼒压差ΔP 1和局部阻⼒压差ΔP 2的U 型压差计的左右两边⽔银柱⾼度，流体的温度t （据此确定ρ和µ），还有管路的直径d 和直管长度l 。
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。
流体流动阻力的测定
实验一 流体流动阻力的测定一、实验目的1、学习直管摩擦阻力ΔP f ，直管摩擦系数λ的测定方法2、掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re 之间关系的测定方法及其变化规律3、学会压差变送器和流量计的安装及使用方法。
4、识别组成管路中各个管件，阀门并了解其作用。
二、 实验内容1、测定水在不同流量下，流过一段等直径水平管的流动阻力和直管摩擦系数。
2、测定不同流量下，流体经阀门或90°弯管时的流动阻力系数，检查数据的重复性。
三、基本原理由于流体粘性的存在，流体在流动的过程中会发生流体间的摩擦，从而导致阻力损失。
层流时阻力损失的计算式是由理论推导得到的；湍流时由于情况复杂得多，未能得出理论式，但可以通过实验研究，获得经验的计算式。
其研究的基本步骤如下：①寻找影响过程的主要因素对所研究的过程作初步的实验和经验的归纳，尽可能地列出影响过程的主要因素。
对湍流时直管阻力损失h f 与诸多影响因素的关系式应为：h f =f(d,u,ρ,μ,l ,ε) (1) ②、因次分析法规划实验当一个过程受多个变量影响时，通常用网络法通过实验以寻找自变量与因变量的关系，以（1）式为例，若每个自变量的数值变化10次，测取h f的值而其他自变量保持不变，6个自变量，实验次数将达106。
为了减少实验工作量，需要在实验前进行规划，以尽可能减少实验次数。
因次分析法是通过将变量组合成无因次数群，从而减少实验自变量的个数，大幅度地减少实验次数。
通过因次分析法可以将对（1）式的研究转变成对以下（2）式的4个无因次数之间的关系的研究。
即：),,('2dd l du f u h f εμρ= （2） 其中，若实验设备已定，那么以上（2）式可写为：2),(2u d l d du f h f ⋅⋅=εμρ （3）若实验设备是水平直管，以上（3）式可写为：2),(2u d l d du f P⋅⋅=∆εμρρ （4） 所以： 22u d l P⋅⋅=∆λρ （5）即： ),(ddu f εμρλ= （6） Re du ρμ=（7）式中: ΔP f 一直管阻力引起的压强降。
流体力学综合实验-流体流动阻力的测定
流体力学综合实验-流体流动阻力的测定实验报告课程名称： 过程工程原理实验（乙） 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 流体力学综合实验——流体流动阻力的测定 同组学生姓名： 实验类型： 流体力学实验一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与试剂（必填） 四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必填） 六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填） 八、讨论、心得一．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ζ；4.识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。
二．实验原理专业：姓名： 学号：装 订流体通过由直管、管件（如扩大管、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的机械能损失成为直管阻力损失。
流体通过管件、阀门时由于流体运动方向和速度大小的改变所引起的机械能损失成为局部阻力损失。
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)f 22d p u l λρ∆=··············（2） 公式中：λ——直管阻力摩擦系数，无因次； d ——直管内径，m ；fp ∆——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/m 3； l ——直管长度，m ；u ——流体在管内流动的平均速度，m/s ； 滞流（层流）时：Re64=λ (3)μρdu Re = (4)式中：Re ——雷诺准数，无因次； μ——流体粘度，kg/(m ·s)。
实验一流体流动阻力的测定
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.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：h f =012()g Rp p g gρρρρ-∆-= [ m]其中: ρ0——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。
ΔR ——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 , 管壁粗糙度e ； （3）流动条件: 流速u 。
可表示为: △P=f(d, ,μ,ρ,u,e)。
组合成如下的无因次式:22Re u d edl p•••=∆⎪⎭⎫ ⎝⎛ϕρ引入 , 则上式变为: [ m]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(ρ0－ρ水)g 3.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。
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$ 。
流体流动阻力的测定实验
实验注意事项
1、离心泵启动和关闭前必须关闭出口阀； 2、注意排气过程的操作，防止指示液冲出； 3、测量时应慢慢开启出口阀，稳定时测定数据； 4、布点时，大流量稀一点，小流量密一点
实验要求
1、验证湍流时λ~Re 的关系； 2、在双对数坐标纸上绘出λ~Re 曲线，并进行结果分析。 3、局部阻力系数ζ与文献值的比较，并分析原因。
2g
Hf
m液柱
实验基本原理
假如： (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Z1 = Z2； (3) 上下游截面上的横截面积相同，则u1 = u 2。
因此(1)和(2)两式分别可简化为
hf
p1 p2
Hf
p1 p2
g
J ·kg –1 (3)
m水柱
(4)
实验基本原理
当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：
hf
p1
p2
p
l
d
u2 2
J ·kg –1
Байду номын сангаас
(5)
或
Hf
p1 p2
g
l
d
u2 2g
m液柱
(6)
或写成
p
p1
p2
l d
u2
2
2p d u2 l
化工原理实验
—— 流体流动阻力的测定实验
实验目的
1、学习直管摩擦阻力△P、局部阻力△P局、直管摩擦系数λ、 局部阻力系数ζ的测量方法；
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。
实验一流体流动阻力的测定.doc
实验一流体流动阻力的测定.doc
流体流动阻力测试是流体力学领域中一个重要的实验，它可以用来分析流体运动中受
到浮力、重力及其他外力的影响，从而更好地控制流体在管道、管棍等设备中的流动状态。
下面将介绍流体流动阻力测试的实验步骤。
1、首先，实验室应准备好相应的设备。
实验具有一台流量计，一台压力计，一个不
可熔断的管道和一台定时器，以及管棍的薄膜、堵头、控制阀等必要的仪器仪表。
2、安装管棍，管棍应安装在可控水泵和压力计入口之间，和实验室连接一个管路系统，设置一定压力，控制阀调节水流至一定流量。
3、实验测试：将薄膜张拉，使系统处于稳定状态，记录压差、流量的时变数据，把
它们纳入压力计、流量计的读数，并加上实验环境的温度，测得系统的静压阻力值。
4、校核：用实验数据与理论公式的计算差分结果进行比较，如果两者相差不大，则
认为实验结果可靠，如果相差较大，则要重新安装测试系统本身，或者改变系统流量，进
行重新测试。
实验流体流动阻力可以帮助我们更好地知晓在管道中流体受到的外力，以更好地控制
流体。
但是，受到实验环境和设备制约，实际实对流体流动阻力测试中不可避免的会存在
一定的误差，因此，在实验前，应当做好设备的校核等准备工作，减少实际测试的误差。
流体流动阻力测定实验报告
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ξ③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=λ 2)(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。
流体力学综合实验流动阻力测定
• c)平衡水位。关闭阀(4)、(5)、(3)，然后打 开(1)和(2)两个阀门，让水进入玻璃管至平 衡水位(此时系统中旳出水阀门一直是关闭 旳，管路中旳水在零流量时，U形管内水位 是平衡旳。)压差计即处于待用状态
• d)调整管路总出口阀，则被测对象在不同流 量下相应旳差压，就反应为倒U型管压差计 旳左右水柱之差。
• 2．局部阻力系数 旳测定
• 局部阻力损失一般有两种表达措施，即当 量长度法和阻力系数法。
• (1)当量长度法
• 流体流过某管件或阀门时造成旳机械能损
失看作与某一长度为le 旳同直径旳管道所产
生旳机械能损失相当，此折合旳管道长度
称为当量长度，用符号 le 表达。
• 这么，就能够用直管阻力旳公式来计算局 部阻力损失，而且在管路计算时可将管路 中旳直管长度与管件、阀门旳当量长度合 并在一起计算，则流体在管路中流动时旳 总机械能损失 为：
• 2．根据光滑管试验成果，对照柏拉修斯方程， 计算其误差。
• 3．根据局部阻力试验成果，求出闸阀全开时 旳平均ξ值。
• 4．对试验成果进行分析讨论。
• 七、思索题
1．在对装置做排气工作时，是否一定要关闭 流程尾部旳出口阀?为何?
2．怎样检测管路中旳空气已经被排除洁净? 3．以水做介质所测得旳λ～Re关系能否合用 于其他流体?怎样应用? 4．在不同设备上(涉及不同管径)，不同水温 下测定旳λ～Re数据能否关联在同一条曲线上? 5．假如测压口、孔边沿有毛刺或安装不垂直， 对静压旳测量有何影响?
u —流体在小截面管中旳平均 流速，m部阻力损失。
• 根据连接管件或阀门两端管径中小管旳直 径d，指示液密度 0 ，流体温度t0(查流体物
性ρ、μ)，及试验时测定旳流量V、液柱压
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5、所用的水因反复循环使用，并未更换，导致水中带有很多杂质，其密度 与粘度与所查的纯水的数据存在差距，产生误差；
6、仪器系统误差、读数误差、偶然误差等其他误差。
七．思考题
装
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？
实验中可能产生误差的原因有：
1、实验装置中管路上的测压点的设置存在一些问题， 管道上打的孔数目多，
对于实验数据的测量造成一定的影响；
2、实验管路并不能做到完全水平，会有一定倾角，而理论计算是以水平来
考量，从而产生误差；
3、由于水在管路中流动时摩擦生热，导致水体温度不断变化，而计算时仅 用特定温度下水的密度与粘度的数据，从而产生误差；
4.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（如扩大管、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
时所造成的机械能损失成为直管阻力损失。 流体通过管件、 阀门时由于流体运动
方向和速度大小的改变所引起的机械能损失成为局部阻力损失。
五、操作方法和实验步骤（必填）
六、实验数据记录和处理
七、实验结果与分析（必填）
八、讨论、心得
一．实验目的
装
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；
订
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；
线
3.测定流体流经管件（阀门）时的局部阻力系数ζ；
粗糙度约为 ε=0.22mm. 测得截止阀全开时的局部阻力系数为 ξ=10.298，闸阀全开
时的局部阻力系数为 ξ=0.252。
结论分析：在作光滑管和粗糙管的 λ~Re曲线时均将流量最小的两组数据舍
弃，用此时的数据计算出来的结果偏差较大；பைடு நூலகம்在计算阀门的局部阻力损失时截止
阀的计算中也将最小流量下的数据舍弃。 这可以说明实验装置在小流量的测量状
997.95kg / m3 ，其粘度 0.9846 10 3 Pa s
序号
1 2 3 4 5 6 7 8
流量 V/(m 3/h)
5.14 4.38 3.71 3.16 2.67 2.26 1,93 1.64
光滑管 截止阀（ d=21mm ， l 1=660mm ）
直管压差 Δ pf /kPa
阀压差
流速
装 取）；
订 线
ρ——流体密度， kg/m3； g——重力加速度， 9.81m/s2； u——流体在小截面管中的平均流速， m/s。
根据连接管件或阀门两端管径中小管的直径 d，流体温度 t0（查流体物性 ρ、
μ），以及实验时测定的流量 V 、 p f ，通过式（ 6）或（ 7），求取管件（阀门）
的局部阻力系数 ξ。
13.0
1.55
10.068
0.97
8.6
1.32
9.155
ξ平均 值
10.298
粗糙管 闸阀（ d=22mm， l 1=680mm ）
1
5.85
16.09
13.39
4.27
0.269
2
4.97
11.78
9.79
3.63
0.271
3
4.23
8.64
7.17
3.09
0.272
4
3.62
6.42
5
3.05
下，雷诺数 Re=duρ/ μ=A，u 其中 A 为常数，因此只要调节管路流量，即可得到一
装
系列 λ~Re 的实验点，从而绘出 λ~Re曲线； 6.实验结束，关闭泵出口阀，关闭水泵电机，关闭仪表电源和总电源开关，
将实验装置恢复原样。
五． 实验数据记录及处理
实验原始数据如实验原始数据记录表。
1.直管阻力摩擦系数λ的测定
名称
光滑管 粗糙管 光滑管局部阻力 粗糙管局部阻力 层流管
类型
不锈钢管 镀锌铁管
截止阀 闸阀 不锈钢管
管径 （mm）
21 22 21 22 6
测量段长度 （ mm） 1000 1000 660 680 2000
四． 实验步骤
图 1 流体力学综合实验装置装置流程示意图
1.开启仪表柜上的总电源、仪表电源开关；
由流体力学相关知识可知： 当 2100<Re<105 时，光滑管的摩擦系数λ满足柏
拉修斯经验公式：
0.3164 Re 0.25
，而测量结果为：
0.1681 ，有一点差距。 查《化 0.1819
Re
工原理》教材莫狄（ Moody）图，可得该粗糙管的相对粗糙度 ε/d约为 0.0004，
则其绝对粗糙度约为 ε=0.0084mm。
答：对装置做排气工作时，先要打开出口阀，使流体流动稳定后，再关闭流
4.58
5.30
2.65
3.76
2.23
0.267 0.260
0.252
6
2.59
3.35
2.74
1.89
0.259
7
2.19
2.42
1.96
1.60
0.246
8
1.86
1.68
1.35
1.36
0.225
9
1.60
1.18
0.94
1.17
0.201
（注： 在计算截止阀局部阻力系数时舍弃误差较大的第
8 组数据）
实验报告
专业： 姓名： 学号： 日期： 地点：
课程名称： 过程工程原理实验 （乙） 指导老师：
成绩：__________________
实验名称： 流体力学综合实验——流体流动阻力的测定
同组学生：
实验类型： 流体力学实验
一、实验目的和要求（必填）
二、实验容和原理（必填）
三、实验材料与试剂（必填）
四、实验器材与仪器（必填）
雷诺数 Re
87693 74709 63429 53850 45549 38525 32991 28096
95214 80943 68902 59090 49725 42144 35677 30326 26089
在双对数坐标轴上绘出两条 λ~Re曲线如下： 光滑管的 λ~Re曲线 ( 舍弃误差较大的第 7、 8组数据 )
8.64
3.09
6.42
2.65
4.58
2.23
3.35
1.89
2.42
1.60
1.68
1.36
1.18
1.17
2d pf lu 2
0.0212 0.0219 0.0224 0.0231 0.0238 0.0247 0.0247 0.0234
0.0389 0.0394 0.0399 0.0403 0.0406 0.0413 0.0417 0.0400 0.0380
μ），以及实验时测定的流量 V 、 pf ，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 流体通过某一管件或者阀门时的机械能损失表示为流体在小管径流动时平
均动能的某一倍数，局部阻力的这种算法，叫做阻力系数法。即：
h 'f
p ' f — l1 p f
l
u2 ·········（ 6） 2
Δ p’f /kPa u（/ m/s)
2 = u2
p ' f — l1 p f l
8.56
93.3
4.12
10.349
6.40
68.0
3.51
10.374
4.72
48.7
2.98
10.287
3.52
35.3
2.53
10.325
2.59
25.3
2.14
10.324
1.92
18.2
1.81
10.358
1.41
光滑管（ d=21mm， l=1000mm ）
直管压差
流速
Δ pf /kPa
u/（ m/s)
8.56
4.12
6.40
3.51
4.72
2.98
3.52
2.53
2.59
2.14
1.92
1.81
1.41
1.55
0.97
1.32
粗糙管（ d=22mm， l=1000mm ）
16.09
4.27
11.78
3.63
态下误差较大。 在实验过程中也有所体现， 当流量减小到很小时， 多次调节仪表
的读数稳定值差距也较大。
实验结果与理论值之间存在一定的误差。管路的 λ~Re曲线与理论的经验公
式没有很准确的对应， 阀门局部阻力系数也有一定的误差， 例如： 查表的闸阀全
开局部阻力系数理论值为 ξ=0.17，与实验值 0.252 也一定差距。
即实验测得该截止阀全开时的局部阻力系数为 ξ=10.298，该闸阀全开时的局
装
部阻力系数为 ξ=0.252。
订 六．实验结论及误差分析
线
实验结论：本次实验可以有效地测定该管路的 λ~Re曲线、估算管路相对粗
糙度并计算阀门的局部阻力系数。实验测得光滑管的相对粗糙度为 ε/d=0.000，4
则其绝对粗糙度约为 ε=0.0084mm；粗糙管的相对粗糙度为 ε/d=0.0，1 则其绝对
粗糙管的 λ~Re曲线 ( 舍弃误差较大的第 8、 9组数据 )
装 订 线
由流体力学相关知识可知： 实验结果也各经验公式存在一些误差。 查《化工