食品工程原理实验报告：管路沿程阻力测定
食品工程原理实验报告
姓名：陈蔚婷 学号：1363115 班级：13级食安1班实验一：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?。
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： 2221u d l p p p w ff λρρ=-=∆= （1） 即，22lu p d f ρλ∆=（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 w —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；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。
2．局部阻力系数? 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。
(1) 当量长度法流体流过某管件或阀门时造成的机械能损失看作与某一长度为e l 的同直径的管道所产生的机械能损失相当，此折合的管道长度称为当量长度，用符号e l 表示。
沿程阻力系数测定-实验报告
沿程水头损失实验实验人 XXX 合作者 XXX XX 年XX 月XX 日一、实验目的1．加深了解圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律，绘制lgh f ～-lg v 曲线； 2．掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用压差计的方法；3．将测得的R e -λ关系值与莫迪图对比，分析其合理性，进一步提高实验成果分析能力。
二、实验设备本装置有下水箱、自循环水泵、[供水阀、稳压筒、实验管道、流量调节阀]三组，计量水箱、回水管、压差计等组成。
实验时接通电源水泵启动，全开供水阀，逐次开大流量调节阀，每次调节流量时，均需稳定2-3分钟，流量越小，稳定时间越长；测流量时间不小于8-10秒；测流量的同时，需测记压差计、温度计[自备，应挂在水箱中]读数。
三根实验管道管径不同，应分别作实验。
三、实验原理由达西公式g v d L h r 22⋅⋅=λ 得222422⎪⎭⎫⎝⎛==d Q L gdh Lv gdh f f πλ=K ×h f ／Q 2 另有能量方程对水平等直径圆管可得γ21P P h f -=对于多管式水银压差有下列关系h f =（P 1－P 2）／γw =（γm ／γw －1）(h 2－h 1+h 4－h 3)=12.6△h m Δh m = h 2－h 1+h 4－h 3 h f —mmH 2O四、实验结果与分析实验中，我们测量了三根管的沿程阻力系数，三根管的直径分别为10mm ，14mm ，20mm 。
对每根管进行测量时，我们通过改变水的流速，在相距80cm 的两点处分别测量对应的压强。
得到表1至表3中的实验结果。
相关数据说明：水温29.4℃，对应的动力学粘度系数为20.01/cm s ν=流量通过水从管中流入盛水箱的体积和时间确定。
水箱底面积为22020S cm =⨯，记录水箱液面升高12h cm =（从5cm 到17cm 或者从6cm 到18cm ）的时间t ，从而计算出流量34800(/)()Sh Q cm s t t s ==； 若管道直径为D ，则水流速度为24Qv Dπ=； 对三根管进行测量时，测量的两点之间距离均为80L cm =； 雷诺数Re vDν=；计算沿程阻力系数：层流164Reλ=；紊流0.2520.316R e λ-= 测量沿程阻力系数：2/f Kh Q λ=，其中25K /8gD L π=，29.8/g m s =第一根管表-1（521110,15.113/D mm K cm s ==）第二根管表-2（522214,81.280/D mm K cm s ==）第三根管表-3（523320,483.610/D mm K cm s ==）通过对三根管的相关计算，我们发现实验测出的沿程阻力系数远远比层流情况下的计算值大，将近大一个数量级。
实验一 管路沿程阻力测定
实验一 管路沿程阻力测定一． 实验目的1. 掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。
2. 测定流体流经直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与Re 的关系3. 测定流体流经管件时的局部阻力，并求出阻力系数ξ。
4. 学会压差计和流量计的使用。
二． 实验原理 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，阻阻力损失表现为压强降低：pp p h f 21-=湍流十分复杂需通过实验研究。
影响阻力损失因素：密度ρ，粘度μ，管径d ，管长l ，管壁粗糙度ε，流速u 。
变量关系式：△P=f （d ，l ，μ，ρ，u ，ε） 引入λ=φ（dR e ε,）则变为：22ud l ph f λρ=∆=上式中：λ称直管摩擦系数，滞流时，λ=64/e R ;湍流时：λ与e R 关系受管壁粗糙度影响。
由伯努利方程知沿程阻力损失由R 算出：ΔP=R （ρ指-ρ水）g2. 局部阻力当量长度法：2.2u d l l h e f ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∑∑λ l 是管路长度，∑e l 是当量长度之和。
阻力系数法：2.2uh p ξ=ξ-局部阻力系数，无因次， u-在小截面管中流体的平均速度（m/s ）p h 可由伯努利方程由读数R 求出，流速u 的计算：u=24/dV s π（m/s ）三． 实验装置与流程1. 本实验装置及设备主要参数：被测元件：镀锌水管，管长20m ，管径（公称直径）0.0021m ，闸阀D=3/4 1) 测量仪表：U 形压差计（水银指示液）；LW-15型涡轮流量计 2) 循环水泵。
3) 循环水箱。
4) DZ15-40型自动开关。
5)数显温度表2.流程四．实验操作步骤及注意事项1.打开压差计上平衡阀，关闭各放气阀。
2.启动循环水泵。
3.排气：（1）管路排气（2）测压管排气（3）关闭平衡阀，缓慢旋转压差计上放气阀排除压差计中的气泡，排气完毕，4.读取压差计零位读数。
5.开启调节阀至最大，确定流量范围，确定试验点，测量直管部分阻力和局部阻力。
食品工程原理管路阻力的测定
管路阻力的测定一、实验目的1. 学习管路阻力损失h f ，管路摩擦系数λ及管件、阀门的局部阻力系数ζ的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识。
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. 测定管件、阀门的局部阻力系数ζ。
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，了解其作用。
二、实验原理流体通过由直管、管件和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流的存在，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：2122ff p p p l u h d λρρ∆-=== （3-1） 即，2222f fdh d p luluλρ∆==（3-2）式中：λ——只管阻力摩擦系数，无因次； d ——直管内径，m ；ΔP f ——流体流经L 米直管的压力降，Pa ； L ——直管长度，m ；H f ——单位质量流体流经l 米直管的机械能损失，J/kg ； u ——流体在管内流动的平均流速，m/s ； ρ——流体密度，kg/m 3.层流时，64Reλ=（3-3） Re du ρμ=（3-4）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（3-2）可知，欲测定λ，需确定L 、d ，测定ΔP f 、u 、ρ、μ等参数。
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。
例如本装置采用涡轮流量计测流量V （m 3/h ）。
2900Vu d π=（3-5）ΔP f 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。
管路沿程阻力测定实验
食品工程原理实验报告
实验：管路沿程阻力测定
一、实验目的：
1．掌握沿程阻力的测定方法；
2．测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与的关系；
3．测定流体流过直管时的局部阻力，并求出阻力系数ξ；
4．学会压差计和流量计的使用。
一、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，不可避免的会引起压强损耗。
这种损耗包括流体流经直管的沿途阻力一季流体流动方向的改变或因管子大小、形状的改变引起的局部阻力。
1、沿途阻力
流体在水平均匀管道中稳定流动时，有截面1到截面2，阻力损失表现为压强降低：
=
湍流流动时，影响阻力损失的因素十分复杂。
为减少实验工作量，扩大试验结果的应用范围，可以采用因此分析法将各变量综合成准数关系式。
影响阻力损失的因素有：
1）流体性质：密度ρ，粘度;
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.
变量关系可以表示为：
组合成如下的无因次式：=;
=
引入：)
则上式可以变为：
滞留时，λ=；湍流时，λ与的受管壁粗糙度的影响，需由实验测得。
根据伯努利可知，流体流过直管的沿途阻力损失，可以直接有所测得的液柱压差计读数R（m）算出：g
2、局部阻力
局部阻力有两种方法，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，因局部阻力造成的损失，相当于流体流过与其具有相同管径的若干米长度的直管阻力损失，这直管的长度称为当量长度，用符号表示为
=λ()
2）阻力系数法
流体流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表示
三、实验装置与流程。
管路沿程阻力实验
实验课目名称：管路沿程阻力实验
姓名：
学号：
日期：
一、 实验目的
1． 验证沿程水头损失与平均流速的关系。 2． 测定不同管路的沿程阻力系数。 3． 对照雷诺实验，观察层流和紊流两种流态及其转换过程。 二.实验器材及材料 三.实验原理 1．沿程水头损失与流速的关系 对沿程阻力两测点的断面列伯努利方程
线。 5）调节阀门逐次由大到小，共测定 10 次。
五、实验数据记录及分析
1．沿程水头损失与流速的关系实验数据及计算如表 4.1 所示， lg h f lg v 关
系曲线如图 4.2 所示。
仪器常数：d = 2.3cm, A = 4.15 cm2
L=
0.8
m, t=
20 ℃
表 4.1 数据表
No
h1
z1
p1
a1v12 2g
z2
P2
a2 v2 2
2g
hl
因实验管段水平，且为均匀流动，所以
由此得
z1 z2 , d1 d 2 , v1 v2 , 1 2 1, hl h f
hf
p1 y
p2
h
即管路两点的沿程水头损失 h f 等于测压管水头差 h 。
47.7
87.2
81.7
75.97
v lg v
(cm/s) 11.49 1.06 21.01 1.32 19.69 1.29 18.30 1.26
六．老师评审成绩
由此式求得沿程水头损失，同时根据实测流量计算平均流速 v ，将所得 h f 和 v 数
据绘在对数坐标纸上，就可确定沿程水头损失与平均流速的关系。 2．沿程阻力系数的测定 由上面的分析可以得到：
圆管沿程阻力系数测定
圆管沿程阻力系数测定实验指导与报告学院＿＿＿＿＿＿＿专业＿＿＿＿＿＿＿班级＿＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿＿＿同组者＿＿＿＿＿＿指导教师＿＿＿＿学号＿＿＿＿＿＿＿日期＿＿＿＿＿＿＿成绩＿＿＿＿＿＿吉林大学圆管沿程阻力系数测定实验一．实验目的1. 测定不同雷诺数Re 时沿程阻力系数λ的值；2. 观察流体以定常流动流经圆管时，沿程水头损失h f 与流速v 之间的关系； 二．实验设备三．实验原理对等径直管的截面Ⅰ、Ⅱ列写伯努利方程：221122112222jv v Z h Z h h ggαα++=+++由于Ⅰ、Ⅱ两断面在同一水平线上，则Z 1=Z 2。
伯212v g222v g努利方程化简为：2211221222j v v h h h ggαα+=++；由连续性方程可知，1122v v A v A vA q ===； 因为v 1=v 2=v ,故α1=α2，h j =h 1-h 2=△h ；由此可见，等直径圆管中两横截面间的沿程压力水头损失h f 等于这两个截面上的压力水头差，根据达西公式可得：22f L v h d gλ= 采用体积法测量并计算截面平均流速，可求出沿程阻力系数λ为：22f gdh Lv λ=四．实验步骤及注意事项本实验涉及到的传感器和阀门如下：✧ 传感器：5#（压力传感器）、6#（压力传感器）、4#（流量传感器）； ✧ 阀门 ：4、5、8、9号阀门常开，其余阀门关闭，1号阀门用于调节流量； 实验步骤：1. 接通电源，开启水泵及计算机；2. 待水泵运行平稳后，单击桌面上的“多功能流体力学实验”图标，进入“计算机控制流体力学试验台”程序；3. 根据提示进入采集界面，单击“实验”选项卡进入子目录，选择沿程阻力系数测定，进入相应界面；4. 调节阀门1，进行10组不同流量的测量，流量可由大到小，因为涡流量计存在测量误差，故最小流量应控制在800cm 3/s 以上； 5. 点击操作界面右侧的测量按钮，即可获得测量数据，如测量数据不理想，可重新进行该操作，直到获取理想数据； 6. 实验完成后，点击打印按钮，获得实验数据； 7. 实验结束后，关闭计算机，关闭水泵，关闭电源；★相关实验参数D=14mm；L=2000mm；五．实验数据记录及计算六．实验结论与误差分析七．思考题1.分析当管路尺寸确定后，沿程损失h f与哪些物理量有关？2.多次试验测得的λ值不同的原因是什么？3.影响λ值的因素有哪些？。
管路阻力实验报告
实验三 管路阻力的测定一、实验目的1.学习管路阻力损失h f ，管子摩擦系数λ及管件、阀门的局部阻力系数ζ的测定方法，并通过实验了解它们的变化，巩固对流体阻力基本理论的认识；2.测定直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系；3.测定管件、阀门的局部阻力系数。
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，不可避免地会产生流体阻力损失。
流体在流动时的阻力有直管摩擦阻力（沿程阻力）和局部阻力（流体流经管体、阀门、流量计等所造成的压力损失。
1.λ－Re 关系的测定：流体流经直管时的阻力损失可用下式计算：22u d L h f⋅=λ；－直管阻力损失，式中：kg J h f / L －直管长度，m ；d －直管内径，m ； u －流体的流速，m/s ； λ－摩擦系数，无因次。
已知摩擦系数λ是雷诺数与管子的相对粗糙度（△/d ）的函数，即λ＝（Re ,△/d ）。
为了测定λ－Re 关系，可对一段已知其长度、管径及相对粗糙度的直管，在一定流速（也就是Re 一定）下测出阻力损失，然后按下式求出摩擦系数λ：为：对于水平直管，上式变：可根据伯努利方程求出阻力损失＝2)(2222121212uu p p g Z Z h h u L d h f f f-+-+-=⋅ρλρ21p p h f -=J/kg其中，21p p -为截面1与2间的压力差，Pa ；ρ流体的密度，kg/m 3。
用U 形管压差计测出两截面的压力，用温度计测水温，并查出其ρ、μ值，即可算出h f ，并进而算出λ。
由管路上的流量计可知当时的流速，从而可计算出此时的Re 数；得到一个λ－Re 对应关系，改变不同的流速，有不同的Re 及λ，可得某相对粗糙度的管子的一组λ－Re 关系。
以λ为纵坐标，Re 为横坐标，在双对数坐标纸上作出λ－Re 曲线，与教材中相应曲线对比。
2.局部阻力系数ζ的测定流体流经阀门、管件（如弯头、三通、突然扩大或缩小）时所引起的阻力损失可用下式计算：22u h f ζ= J/kg式中ζ即为局部阻力系数。
沿程阻力系数测定-实验报告
沿程阻力系数测定-实验报告实验目的：测定流体在不同管道内流动时的沿程阻力系数，分析流体流动的规律。
实验原理：流体在流动的过程中，由于管道内的摩擦、弯曲等原因，会产生一定的沿程阻力，阻碍流体的流动。
沿程阻力系数是描述阻力大小的物理量，可以反映出流体流动的特性。
测算沿程阻力系数需要通过实验测量不同位置的压力差，计算得出流速和阻力系数，最终得到流体在管道内的流动规律。
实验器材：一台流量计，一根不同内径的水流管，一个流量调节器，一个压力计，一套支架和夹子，水池、水泵等辅助设备。
实验步骤：1. 搭建实验装置，将水泵接入水池，利用泵将水流送入待测管道中。
2. 开始实验前，先测量管道各处的内径和长度，并计算管道的摩擦系数。
3. 将流量计安装在管道的某个位置，调节流量，使其保持在一定的范围。
4. 安装压力计，分别测量流过流量计前后不同位置处的压力差。
5. 根据所测得的数据，计算流体的流速和沿程阻力系数，绘制实验数据图表。
6. 根据实验结果，分析流体的流动规律以及影响沿程阻力系数的因素。
实验结果：通过实验测量，我们得到了不同位置处的压力差、流速和阻力系数等数据，并绘制成图表。
从图表中可以看出，在管道内距离流速计越远的位置，流速逐渐下降，同时沿程阻力系数也逐渐增加。
这说明管道内的摩擦力和阻力对流体的影响逐渐加剧，阻碍了流体的流动。
实验结论：通过本次实验，我们得到了流体在管道内流动时的流速和沿程阻力系数等数据，为研究流体的流动规律提供了实验依据。
我们也发现，管道内的摩擦力和阻力对流体的影响很大，需要注意管道的内径和表面材质等因素。
此外，实验数据也可以为管道设计和流动控制等领域提供参考。
沿程阻力系数测定实验报告
沿程阻力系数测定实验报告1.1 什么是沿程阻力系数？哎呀，沿程阻力系数听起来有点高深，但其实它就是我们在流体力学中常提到的一个东西。
简单来说，就是流体在管道里流动时，遇到的阻力有多大。
想象一下，你在水管里放了几根铁丝，水流过的时候肯定会受到阻碍，对吧？这个阻碍程度就是沿程阻力系数的体现。
1.2 为什么要测定？那么，为什么我们要搞清楚这个系数呢？这就好比你要知道车的油耗，才能制定出合理的出行计划。
通过测定沿程阻力系数，我们可以预测流体的流动情况，进而优化管道设计，省下很多不必要的麻烦。
2. 实验步骤2.1 准备工作首先，我们得准备一些工具和材料。
流体管道、泵、流量计和压力计这些都是必不可少的。
哦，对了，还得准备好实验室的水源，别让水短缺了，要不然实验就泡汤了！记得在实验开始前，仔细检查一下设备，确保它们都能正常工作，不然可就要浪费时间了。
2.2 实验过程接下来，开始我们的实验吧！首先把水泵启动，让水在管道里流动。
水流过不同长度的管道，咱们要实时记录流量和压力的变化。
每次更换管道长度时，得耐心等待一段时间，确保数据稳定，这样才能得到准确的结果。
哈哈，别急着玩手机哦，专心点！3. 数据分析3.1 结果整理数据收集完毕，咱们就得把这些数字整理成表格。
每一组数据都要清晰明了，不然后续分析可就麻烦了！你会发现，随着管道长度的增加，沿程阻力系数也会逐渐增大，这就像你在跑步时，越跑越累，阻力自然也就多了。
3.2 结论和讨论最后，得出结论了。
我们发现，沿程阻力系数与管道长度成正比关系，真是让人眼前一亮！通过这个实验，不仅让我们对流体流动有了更深入的理解，还能帮助我们在以后的设计中避免不必要的麻烦。
这就像是打游戏时，学会了技能连招，通关自然轻松。
4. 实验心得4.1 体会通过这次实验，我真的感受到了一种探索的乐趣。
流体力学不再是高高在上的学问，而是我们生活中随处可见的现象。
就像喝水时，水是如何顺畅流动的，虽然我们平常不怎么去想，但其实有很多道理在背后。
管路沿程阻力测定实验报告
实验一管路沿程阻力测定一实验目的1. 掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。
2. 测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数3. 测定流体流过管件时的局部阻力，并求出阻力系数4. 学会压差计和流量计的使用。
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 强损耗。
这种损耗包括流体流经直管的沿程阻力以及流体流动方向的改变或因管 子大小、形状的改变所引起的局部阻力。
1. 沿程阻力称为直管摩擦系数，滞留时，；湍流时， 与R e 的关系受管壁粗糙度的影响, 需由实验测得。
64 R e根据伯努利方程可知，流体流过的沿程阻力损失，可直接得出所测得的液柱压 差计度数R （m ）算出：p R 指-水g2）阻力系数法h pE -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 ）三实验装置与流程1.本实验装置及设备主要参数：被测元件：镀锌水管，管长2.0m ，管径（公称直径）0.021m ；闸阀D=3/4.1）测量仪表：U 型压差计（水银指示液）；LW — 15型涡轮流量计（精度0.5级, 量程0.4~4.0m /h,仪器编号I 的仪表常数为 599.41 （次/升），仪器编号II 的仪表常数为605.30 （次/ 升）, MM 智能流量仪）。
与Re 的关系2.局部阻力 1）当量长度法h fl e d2） 循环水泵。
3） 循环水箱。
4） DZ15-40型自动开关。
X- 2X 流体流动阻力损失实验流程图1) 水箱 6 ）放空阀 11 ）取压孔 2) 控制阀 7 ）排液阀 12 ）U 形压差计 3) 放空阀8 ）数显温度表 13 ）闸阀 4) 5) U 形压差计 平衡阀 9 ）泵10）涡轮流量计14取压孔四实验操作步骤及注意事项1. 水箱充水至80%2. 仪表调整（涡轮流量计、MM 智能流量计仪按说明书调节）3. 打开压差计上平衡阀，关闭各放气阀。
4. 启动循环水泵（首先检查泵轴是否转动，开全阀 13,全关阀2,后启动）。
食品工程原理实验报告：管路沿程阻力测定
江 苏 大 学实 验 报 告系别 班级 做实验日期 2011 年 9 月 18 日 姓名 学号 交报告日期 2011 年 10 月 20 日 完成报告所需时间 100min 教师评定 ：实验一 管路沿程阻力测定一、实验目的1、掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。
2、测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系。
3、测定流体流过管件时的局部阻力，并求出阻力系数ξ。
4、学会压差计和流量计的使用方法。
二、实验原理流体在管内流动时，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。
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：h f =ρfP ∆=22u dl λ=ρ21p p -， λ=22uP ldf ∆⋅⋅ρ ， Re =μρ⋅⋅u d ,△P=R （水水银ρρ-）g湍流流动时，影响阻力损失的因素十分复杂，目前尚不能完全用理论的方法求解，必需通过实验研究其规律。
为减少实验工作量，扩大实验结果的应用范围，可以采用因次分析法将各个变量综合成准数关系式。
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u变量关系可以表示为：△P=f(d,l,μ,ρ, u,ε) 式中：-d 管径 m ；-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；-∆f P 直管阻力引起的压强降 Pa 。
雷诺数Re 定义是：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。
⑴ 当量长度法 ⑵ 阻力系数法局部阻力系数ξ的测定：22'uPh ff ξ=∆='ρ2'2u Pf∆⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ρξ式中：ξ-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 。
管道沿程阻力测定
实验步骤
1.熟悉实验设备，搞清风洞工作原理；
2.安装皮托管；
3.开启风洞， 测量来流的总压p0与静压p∞的差值(h0-h∞)——mmH2O；
4.转动圆柱体，每间隔10°测量一次圆柱体表面压力p与来流静压p∞的差 值——mmH2O，共计19次（180 ° ）；
3.
5.调整风洞的速度，重复3、4步骤，可以测得不同雷诺数下的另一组压力 Re
本科生教学课程
Nanjing, China
管道沿程阻力测定
实验目的
1.通过实验了解影响沿程阻力的因素。 2.找出沿程阻力系数与雷诺准则的关系
λ=f(Re)。
3.学会将实验得到的数据整理成经验公式的 方法。
实验原理
沿程阻力：流体流经一定管径的直管时，由于 流体内摩擦力而产生的阻力。
实验原理
雷诺通过大量的实验，建立了一个判别流态的 无量纲准则——雷诺准则 ：
实际流体具有粘性，达到某一雷诺数后，在圆柱体后面便 产生涡流，形成尾流区，从而破坏了前后压力分布的对称 ，形成压差阻力。 实际的压力系数可按（3）式由实测得到，其中动压：
（4）
h0—来流总压p0的值，mmH2O； h∞—来流静压p的值，mmH2O；
9.81—由（mmH2O）换成（N/m2）应乘的系数；
实验原理
理想流体平行绕流圆柱体作无环量流动时， 圆柱体表面的速度分布规律是：
（1）
圆柱体表面上任一点的压力p，可由伯努里 方程得出 ：
（2）
实验原理
工程上习惯用无因次的压力系数cp来表示流体作用在 物体上任一点的压力，由（1）式和（2）式可得到绕 圆柱体流动的理论压力系数：
（1） （2）
（3）
实验原理
实验步骤
食品工程原理实验--流体阻力实验
化工原理实验教学研究室
流体的重要特点在于它的流动 性。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， 流体与管壁间的摩擦易产生摩擦阻 力，以上阻力统称为沿程阻力。此 外，流体在管内流动时，还要受管 件，阀门等局部阻碍而增加的流动 阻力，称为局部阻力。
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测定Φ14×2直管的阻力
打开泵的出口阀，开度适当小一些 用小转子流量计出口阀调节流量，在选定 的几个流量下，读取倒U型压差计各玻璃管 中的液面高度 测量结束后，关闭小转子流量计出口阀
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测定Φ20×2直管的阻力
关闭泵的出口阀，将管道入口阀全开 用泵的出口阀调节流量，由差压变送器的 压差显示仪读取直管阻力 用倒U型压差计读取管件的阻力
l , d 给定，取不同流量测Δp
层流流动 λ = 64/ Re 湍流流动 λ = f (Re, ε d )
λ = 0.3164 / Re 0.25
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二、基本原理
测定管件局部阻力，确定局部阻力系数直 管阻力损失
ρg 2g
Δp = ε
ρu
2
2
1. 根据测定数据计算Re和λ，在双对数坐标纸上标
绘二者的关系，并与教材上的图线相比较；或按 经验式并联，并与层流理论式和湍流柏拉休斯公 式比较 2. 计算局部阻力系数，取平均值和教材相关数据比 较。 化工原理实验教学研究室
五、实验基本操作步骤
1、实验前的准备工作 熟悉实验装置及流程 。 排出实验管道和测量 系统中的气体 2、实验数据的测定 测定Φ14×2直管 测定Φ20×2直管
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三、实验装置
管内沿程阻力系数测定
实验六 管内沿程阻力系数测定(一) 实验目的：通过实验掌握管内沿程阻力的测试方法。
(二) 基本原理：流体沿内径均匀的管道流动时，由于流体的粘性沿程水头损失f h 的大小与管长l 、管径d 、管壁粗糙度Δ、流体的平均流速V 密度ρ和粘度μ有关。
跟据相似原理分析，f h 可由以下关系式表示：g V d L d R f h e f 22•⎪⎭⎫ ⎝⎛∆•= (8—1) 令 ⎪⎭⎫⎝⎛∆•=d R f e λ (8—2) 则 gV d l h f 22•=λ (8—3)沿程阻力系数λ是雷诺数和管壁对粗糙度Δ/的函数，它可以由理论推导及用实验的方法获得实验曲线或经验公式求得。
对于层流流动沿程阻力系数是用分析方法推导出来，并且以为实验所证实，而对于湍流流动, 沿程阻力系数的计算公式，则是人们在实验的基础上提出某些假设，经过分析和根据实验进行修正.而归纳出来的半径验公式，下面简单介绍一些常用公式：1． 层流区： e R <232∆eR 64=λ (8—4) 2.湍流光滑管区:3798.262320⎪⎭⎫⎝⎛∆<<d R e (8—5)3.湍流粗糙管过渡区:85.0372416198.26⎪⎭⎫⎝⎛∆<<⎪⎭⎫ ⎝⎛∆d R d eeR d88.20096.0/=∆+=λ (8—6) 式中/∆ 代表一种正比于圆壁平均凹凸的粗糙长度。
4.湍流粗糙平方阴力区:85.024160⎪⎭⎫⎝⎛∆>d R e 222874.1-⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+=d λ (8—7)在教学实验条件的限制下，只能就一种特定d∆的管道，在不同的e R 下做若干个实验点，把这些实验点联成一条()e R f =λ曲线，这条曲线的某一段可以用一个经验公式来表达。
本实验中流速V 可由流量计测得流量后经计算而得，沿程损失f h 可用差压计测得，水平安装的管道，沿程损失水头损失与管道两端压差关系为:gp p h f ρ21-=(8—8) 用所求得的流速V 和沿程损失f h 及管道直径d ，管道长度L 即可求得管道沿程阻力系数λ，同时也可求出νVdR e =,即可画出λ与e R 的关系曲线。
管道沿程阻力系数测定实验报告
管道沿程阻力系数测定实验报告
实验目的：测量管道沿程阻力系数，了解管道对流体流动产生的阻力。
实验原理：
在流体力学中，沿程阻力系数是用来描述管道内流体流动过程中的阻力大小的一个参数。
在管道内流动的过程中，由于流体与管道壁面之间的粘性，流体流动的阻力会导致流速的减小。
沿程阻力系数可以通过下面的公式来计算：
f = (ΔP × 2L)/(ρ ×
g × A × V^2)
其中，f为沿程阻力系数，ΔP为管道两侧压力差，L为管道长度，ρ为流体密度，g为重力加速度，A为管道横截面积，V 为流速。
实验步骤：
1. 将实验装置搭建起来，包括一段直管道、压力计、高度计和流量计等设备。
2. 在管道的一侧连接流量计，另一侧连接压力计。
3. 打开流速调节阀，调节流量计的流速。
4. 记录流量计的读数，即流速V。
5. 通过高度计测量管道两侧的压力差ΔP。
6. 测量管道的长度L和横截面积A。
7. 根据实验原理中的公式计算沿程阻力系数f。
实验结果与分析：
根据实验步骤中的测量数据，可计算得到沿程阻力系数。
通过多组实验数据的对比可以分析出管道内流体流动的阻力特性。
实验结果应该与理论值相符合，如果存在差异，可以进一步讨论可能的原因，如管道壁面的粗糙度等因素对流动阻力的影响。
结论：
本实验通过测量管道沿程阻力系数，了解了管道对流体流动产生的阻力大小。
实验结果与理论值的差异可以进一步讨论影响因素，为实际工程中的流体输送提供参考依据。
沿程阻力实验报告
沿程阻力实验报告沿程阻力实验报告引言：沿程阻力是物体在运动过程中所受到的阻碍其运动的力量。
了解和测量沿程阻力对于研究物体运动和设计运动装置非常重要。
本实验旨在通过测量不同物体在不同表面上的滑动阻力来研究沿程阻力的特性。
实验目的：1. 测量不同物体在不同表面上的滑动阻力；2. 分析沿程阻力与物体质量、表面粗糙度和施加力之间的关系；3. 探讨沿程阻力对物体运动的影响。
实验材料：1. 不同质量的木块；2. 不同表面材质的斜面；3. 弹簧测力计；4. 重物；5. 计时器；6. 直尺。
实验步骤：1. 准备不同质量的木块，分别称量并记录质量；2. 准备不同表面材质的斜面，如金属、塑料和纸板，确保斜面平整；3. 将一个斜面固定在桌面上，并将木块放在斜面上；4. 使用弹簧测力计测量施加在木块上的力，并记录结果；5. 使用计时器测量木块从斜面上滑下所需的时间，并记录结果；6. 重复上述步骤，使用不同质量的木块和不同表面材质的斜面；7. 对实验数据进行整理和分析。
实验结果：根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 沿程阻力与物体质量成正比。
在相同表面上，质量较大的木块所受到的沿程阻力更大。
2. 沿程阻力与表面粗糙度有关。
在相同质量的木块上，金属表面的斜面所受到的沿程阻力最小，纸板表面的斜面所受到的沿程阻力最大。
3. 沿程阻力与施加的力成正比。
在相同质量和表面上，施加的力越大，所受到的沿程阻力越大。
4. 沿程阻力对物体滑动的速度有影响。
沿程阻力越大，物体滑动的速度越慢。
讨论：本实验结果与我们的预期相一致。
从物理学的角度来看，沿程阻力与物体质量、表面粗糙度和施加力之间的关系可以通过牛顿第二定律和摩擦力的理论解释。
物体质量越大，所受到的摩擦力越大；表面粗糙度越大，摩擦力越大；施加的力越大，摩擦力越大。
这些因素共同作用导致了沿程阻力的增加。
实验的局限性：1. 实验中使用的斜面表面可能存在微小的不平整，可能会对实验结果产生一定的影响；2. 实验中未考虑其他因素对沿程阻力的影响，如空气阻力等；3. 实验中使用的木块可能存在一定的摩擦力，也会对实验结果产生一定的影响。
管路沿程阻力系数测定实验
实验二管路沿程阻力系数测定实验一、实验目的1、掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。
2、测定流体经过直管时的沿程阻力，确定沿程阻力λ与Re 的关系。
3、学会压差计和流量计的使用。
二、实验成果及要求1．有关常数。
实验装置台号圆管直径d1=15cm, d2=20cm, d3=25cm，量测段长度L=85cm。
及计算（见表1）。
2．绘图分析*绘制lgυ～lgh f曲线，并确定指数关系值m的大小。
在厘米纸上以lgυ为横坐标，以lgh f为纵坐标，点绘所测的lgυ～lgh f关系曲线，根据具体情况连成一段或几段直线。
求厘米纸上直线的斜率2212lg lg lg lg υυ--=f f h h m将从图上求得的m 值与已知各流区的m 值（即层流m=1，光滑管流区m=1.75，粗糙管紊流区m=2.0，紊流过渡区1.75<m<2.0）进行比较，确定流区。
表1 记录及计算表1 9 4000 9444.4 26.25220.11.0036805.22231.129.8 1.30.011 0.0092 0 4000 7.8512.8 41.16820.11.00310671.604 2017.4 2.60.009 0.0062 1 40015.9251.6 14.80220.11.0033837.091 6261.2 0.80.022 0.0172 2 4000 6.4 625 46.49720.11.00312053.15223.420.1 3.30.009 0.005 图1 λ与Re 的关系图三、实验分析与讨论1.为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？如实验管道安装成倾斜，是否影响实验成果？答：在管道中的，水头损失直接反应于水头压力。
测力水头两端压差就等于水头损失。
如果管道倾斜安装，不影响实验结果。
但压差计应垂直，如果在特殊情况下无法垂直，可乘以倾斜角度转化值。
2．据实测m 值判别本实验的流动型态和流区。
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江 苏 大 学实 验 报 告系别 班级 做实验日期 2011 年 9 月 18 日 姓名 学号 交报告日期 2011 年 10 月 20 日 完成报告所需时间 100min 教师评定 ：实验一 管路沿程阻力测定一、实验目的1、掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。
2、测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系。
3、测定流体流过管件时的局部阻力，并求出阻力系数ξ。
4、学会压差计和流量计的使用方法。
二、实验原理流体在管内流动时，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。
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：h f =ρfP ∆=22u dl λ=ρ21p p -， λ=22uP ldf ∆⋅⋅ρ ， Re =μρ⋅⋅u d ,△P=R （水水银ρρ-）g湍流流动时，影响阻力损失的因素十分复杂，目前尚不能完全用理论的方法求解，必需通过实验研究其规律。
为减少实验工作量，扩大实验结果的应用范围，可以采用因次分析法将各个变量综合成准数关系式。
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u变量关系可以表示为：△P=f(d,l,μ,ρ, u,ε) 式中：-d 管径 m ；-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；-∆f P 直管阻力引起的压强降 Pa 。
雷诺数Re 定义是：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。
⑴ 当量长度法 ⑵ 阻力系数法局部阻力系数ξ的测定：22'uPh ff ξ=∆='ρ2'2u Pf∆⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ρξ式中：ξ-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 。
三、实验装置流程1．本实验装置及设备主要参数：被测元件：镀锌水管，管长2.0m ，管径（公称直径）0.021m ；闸阀D=¾"。
⑴测量仪表：U 压差计（水银指示液）；LW-15型涡轮流量计（精度0.5级，量程0.4~4.0m 3 / h ，仪器编号Ⅰ的仪表常数为599.41（次/升），仪器编号为Ⅱ的仪表常数为655.30（次/升），MMD 智能流量仪）。
⑵循环水泵。
⑶循环水箱。
⑷DZ15-40型自动开关。
⑸数显温度表。
2. 流程：1..水箱2.控制阀3. 放空阀4. U形压差计5.平衡阀6.放空阀7.排液阀8.数显温度表9.泵10.涡轮流量计11.取压计12 U形压差计13. 闸阀14.取压孔四、实验步骤及注意事1.水箱充水至80%。
2.仪表调整（涡轮流量计、MMD智能流量仪按说明书调节）。
3.打开压差计上的平衡阀，关闭各放气阀。
4.启动循环水泵（首先检查泵轴是否转动，全开阀13，关闭阀2，后启动）。
5.排气：①管路排气；②测压管排气；③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：先排进压管后排出压管，以防压差计中水银冲走），排气完毕。
6.读取压差计零位读数。
7.开启调节阀至最大，确定流量范围，确定实验点（8~10个），测定直管部分阻力和局部阻力（闸阀全开时）。
8.测定读数：改变管道中的流量读出一系列流量V s、压差△p1 （或△p2）。
9.实验装置恢复原状，打开压差计上的平衡阀，并清理实验场地。
五、实验数据实验装置号： I ，被测管长：2.0m ，被测管径： 0.021m 被测管件：镀锌水管，仪表常数：599.41水温：26.2°C 。
序号流量仪读数（次/s ） 直管阻力损失△p 1 局部阻力损失△p 2U 管左边读数 cmHg U 管右边读数 cmHgU 管左边读数 cmHg U 管右边读数 cmHg 0 700 （初始） （初始） （初始） （初始） 1 699 17.9 51.5 32.5 23 2 669 19.5 50.25 32.2 23 3 620 22 48.1 32.6 24 4 596 22.9 47.2 31.3 24.4 5 560 24.4 45.56 30.8 24.8 6 520 25.8 44 30.5 25.2 7 490 26.8 43 30 25.5 8 310 31.7 38.5 28.8 27 9 140 34.4 36 27.5 27 10130 35.2 35 27.7 28六、数据处理序号 流量Vs m 3/s 流速u m/s 密度ρKg/m 3粘度μ Pa s Re R 1 cmHg R 2 cm Hg Δp 1 Pa Δp 2 Pa λ ξ1 1.17×10-3 3.380 996.65 8.87×10-4 80572.00 33.6 9.5 41500.31 11733.72 0.0765 2.06 2 1.12×10-3 3.235 996.65 8.87×10-4 77115.51 30.75 9.2 37980.20 11363.18 0.0757 2.17 3 1.03×10-3 2.975 996.65 8.87×10-4 70917.66 26.1 8.6 32236.85 10622.10 0.0759 2.40 4 1.00×10-3 2.889 996.65 8.87×10-4 68867.61 24.3 6.9 30013.62 8522.39 0.0772 2.08 5 0.93×10-3 2.686 996.65 8.87×10-4 64028.52 21.16 6 26135.31 7410.77 0.0764 2.04 6 0.87×10-3 2.513 996.65 8.87×10-4 59904.57 18.2 5.3 22479.34 6546.18 0.0749 2.09 7 0.82×10-3 2.369 996.65 8.87×10-4 56471.91 16.2 4.5 20009.08 5558.08 0.0762 2.00 8 0.52×10-3 1.502 996.65 8.87×10-4 35804.38 6.8 1.8 8398.87 2223.24 0.0804 2.01 9 0.23×10-3 0.664 996.65 8.87×10-4 15828.35 1.6 0.5 1976.21 617.56 0.0904 2.68 100.22×10-3 0.635 996.65 8.87×10-415137.050.2 0.3247.03370.540.0129 1.87计算过程（以序号一为例）：2/4s u v d π==321.17103.3800.7850.021-⨯=⨯ 40.0213.380996.65R e 79754.4728.8710d u -ρ⨯⨯===μ⨯ΔP 1 = R 1 （ρ指-ρ水）g=2333.6109.841500.311-⨯10⨯(13.6⨯-996.65)⨯=ΔP 2= R 2 (ρ指-ρ水）g=23109.811733.719-9.5⨯10⨯(13.6⨯-996.65)⨯=122220.077996.65p d lu∆⨯41500.31⨯0.021λ===ρ⨯2⨯3.3802222211733.72 2.061996.65 3.380p u∆⨯ξ===ρ⨯七、结果分析与讨论1.用双对数坐标纸关联一定ε/d 下，λ和Re 的关系，并用实验结果估算一工程问题的阻力损失。
答：0.0010.010.11100010000100000Reλ系列1一定ε/d 下，λ和Re 的关系见上图。
以λ=0.0749为例∑fh =h f +h p 22.u dl .=λ+ξ·u 2 /2=0.0749·（2.0 /0.021）·(2.5132 /2)+2.0850×(2.5132/2)=29.1077J/kg2.根据所得到的λ和Re 的关系，验证伯拉休斯公式。
答：柏拉修斯公式：25.03164.0Re=λ。
当Re=80572.00，λ=0.0188即在此条件下柏拉修斯公式不成立。
3.为什么测定数据前首先要赶尽设备和测压管中的空气？怎样赶走？答：因为测定数据前不赶尽设备和测压管中的空气的话，会产生误差，使得U 形管的读数不准；赶走方法：关闭进水阀门，打开出水阀门，排走气泡。
4.在进行测试系统的排气工作时，是否要关闭系统的出口阀？为什么？答：不应该关闭系统的出口阀；因为关闭阀门就不能排气了，启动离心泵后会发生气缚现象，不能输送液体。
5.U形压差计上装设平衡阀有何作用？什么时候开着？什么时候关闭？答：作用：用来改变流经阀门的流动阻力，从而调节流量，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部分负荷的流量需求，起平衡作用；当实验结束时打开，当排除压差计中的气泡时以及实验过程中关闭。
6.为什么本实验数据需在双对数坐标纸上进行标绘？答：因为变量λ和Re的最大值最小值相差很大，直接绘图不方便，采用双对数坐标可以使图形不失真，更好反映λ和Re两者之间的的关系，让人一目了然。