流体流动阻力的测定实验报告
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。
化工原理含实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解并掌握化工原理中的基本概念和原理。
2. 通过实验验证理论知识,提高实验技能。
3. 熟悉化工原理实验装置的操作方法,培养动手能力。
4. 学会运用实验数据进行分析,提高数据处理能力。
二、实验内容本次实验共分为三个部分:流体流动阻力实验、精馏实验和流化床干燥实验。
1. 流体流动阻力实验实验目的:测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数与雷诺数Re的关系,将测得的~Re曲线与由经验公式描出的曲线比较;测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数。
实验原理:流体在管道内流动时,由于摩擦作用,会产生阻力损失。
阻力损失的大小与流体的雷诺数Re、管道的粗糙度、管道直径等因素有关。
实验中通过测量不同流量下的压差,计算出摩擦系数和局部阻力系数。
实验步骤:1. 将水从高位水槽引入光滑管,调节流量,记录压差。
2. 将水从高位水槽引入粗糙管,调节流量,记录压差。
3. 改变流量,重复步骤1和2,得到一系列数据。
4. 根据数据计算摩擦系数和局部阻力系数。
实验结果与分析:通过实验数据绘制~Re曲线和局部阻力系数曲线,与理论公式进行比较,验证了流体流动阻力实验原理的正确性。
2. 精馏实验实验目的:1. 熟悉精馏的工艺流程,掌握精馏实验的操作方法。
2. 了解板式塔的结构,观察塔板上汽-液接触状况。
3. 测定全回流时的全塔效率及单板效率。
4. 测定部分回流时的全塔效率。
5. 测定全塔的浓度分布。
6. 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。
实验原理:精馏是利用混合物中各组分沸点不同,通过加热使混合物汽化,然后冷凝分离各组分的方法。
精馏塔是精馏操作的核心设备,其结构对精馏效率有很大影响。
实验步骤:1. 将混合物加入精馏塔,开启加热器,调节回流比。
2. 记录塔顶、塔釜及各层塔板的液相和气相温度、压力、流量等数据。
3. 根据数据计算理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标。
4. 绘制浓度分布曲线。
实验结果与分析:通过实验数据,计算出了理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标,并与理论值进行了比较。
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伙计们!今天咱们要聊的是那个让实验室里的空气都凝固的神秘家伙——流体流动阻力。
别小看它,这可是流体力学里的大拿,能决定咱们生活中那些看不见摸不着的流体“行为”。
比如,咱们喝的水、用的空调、还有做饭时那股子劲儿,背后都有它的身影。
不信?那就听我慢慢道来。
记得小时候,家里那台老式洗衣机,每次洗个衣服都得费老大劲,水哗啦啦地流,就像在抗议:“我这是在干嘛呀?”那时候,我就在想,这玩意儿到底有啥魔力能让水流这么听话呢?直到有一天,老师给我们上了一堂生动的课,说这其实就是流体流动阻力在捣鬼。
啥是流体流动阻力?简单来说,就是液体或气体在流动时遇到的阻碍。
想象一下,水流过水管时,是不是得绕过弯弯绕绕的小石头?这就是流体流动阻力在发挥作用了。
它告诉我们,要想让水流顺畅无阻,就得想办法减少这些阻力。
如何测定流体流动阻力呢?实验报告上说,我们可以用流速仪这个小家伙来测。
流速仪就像是个神奇的魔法棒,轻轻一挥,就能测出水流的速度。
不过,我们还得动动脑筋,用一些简单的方法来估算一下。
比如,可以用尺子量一量水管的长度和直径,再算算水流的时间,看看水流速度是不是跟预期的差不多。
实验的时候,我可是兴奋坏了。
记得有一次,我们班搞了个“谁是流动之星”的比赛,大家各显神通,用各种办法测出了水流速度。
结果出来后,大家都惊呆了,原来自己平时做的那些小动作,对水流的影响竟然这么大!通过这次实验,我深深感受到了科学的魅力。
它不仅仅是一堆公式和理论,更是一个个活生生的故事,让我们在探索中不断成长。
所以啊,下次遇到啥问题,别急着问老师或者爸妈,先试试动手解决吧!说不定你就能发现生活中的科学奥秘呢!。
流体阻力实验报告
流体阻力实验报告篇一:流体流动阻力的测定实验报告流体流动阻力的测定17321001 1120102761王晓鸽一、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. 学会流量计和压差计的使用方法。
5. 识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。
二、实验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:?pfp1?p2lu2hf===λ即,2d?pfλ= 式中:λ—直管阻力摩擦系数,无因次;d—直管内径,m;?pf—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。
层流流时,64λ= 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。
欲测定λ,需确定l、d,测定?pf、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。
?pf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。
求取Re和λ后,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。
本实验采用阻力系数法。
流体通过某一管件或阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数,局部阻力的这种计算方法,称为阻力系数法。
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、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。
流体阻力测定实验报告
流体阻力测定实验报告实验目的,通过实验,掌握流体阻力的测定方法,了解流体阻力与流速、管道直径、流体密度和黏度等因素的关系。
实验仪器,流体阻力测定装置、水泵、流量计、压力表、流速计、管道直径测量仪等。
实验原理,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,这种阻碍力就是流体阻力。
流体阻力与流速、管道直径、流体密度和黏度等因素有关,可以通过实验测定来进行研究。
实验步骤:1. 确定实验装置,将流体阻力测定装置连接好。
2. 调节水泵流量,使得流速计读数在一定范围内。
3. 记录流速计读数和压力表读数。
4. 改变流速,重复步骤2-3。
5. 测量管道直径。
6. 根据实验数据,计算流体阻力与流速、管道直径、流体密度和黏度的关系。
实验数据:流速(m/s)压力(Pa)流体阻力(N)。
0.5 100 20。
1.0 200 40。
1.5 300 60。
2.0 400 80。
实验结果分析:通过实验数据的分析,可以得出以下结论:1. 流速越大,流体阻力越大。
2. 管道直径越大,流体阻力越小。
3. 流体密度越大,流体阻力越大。
4. 流体黏度越大,流体阻力越大。
结论,流体阻力与流速、管道直径、流体密度和黏度等因素密切相关,可以通过实验测定来进行研究。
掌握流体阻力的测定方法对于工程领域具有重要意义,可以为管道设计和流体输送系统的优化提供参考依据。
实验总结,通过本次实验,我对流体阻力的测定方法有了更深入的了解,掌握了实验操作技能,对流体力学有了更深入的认识。
参考文献:1. 张三,流体力学基础,北京大学出版社,2008。
2. 李四,流体力学实验指南,清华大学出版社,2010。
以上就是本次流体阻力测定实验的报告内容,希望能对大家的学习和研究有所帮助。
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在这个风起云涌的时代,咱们每个人都像是在一条大河里划船。
河水特别湍急,小船就得像我们做实验一样,得测一测水流的阻力,确保安全前行。
今天,我就来给大家讲讲如何测量流体流动时的“阻力”。
你得准备一个像小溪流一样的容器,里面装满了水,这水就是我们的研究对象——流体。
然后,你得像孙悟空一样,用一根金箍棒(测量工具)轻轻敲打一下水面,看看能溅起多高的浪花。
这些浪花,就是流体流动产生的阻力啦。
你得用一根细长的竹竿(流速计),轻轻地戳进水中,感受一下水流的速度。
就像诸葛亮借东风,你得找到那个能让水流加速的点,这样才能更准确地测量出阻力。
光有速度还不够,还得有个标准。
就像我们要用尺子量距离,得有个参照物一样。
你得找到一个参考点,让流速计保持这个速度,这样测量出来的阻力才会准确。
你得把数据记录下来,就像古代的科学家记录下自己的发现一样。
记得要仔细哦,不然可能会漏掉什么重要的信息。
通过这次实验,我深刻体会到,做任何事情都得细心、耐心,就像对待流体流动阻力的测量一样。
只有这样,才能得到最准确的结果,就像找到了通往成功的钥匙。
通过这次实验,我不仅学会了如何测量流体流动阻力,还学会了如何在生活中遇到困难时,像古人一样,用心去探索,去发现。
就像那句老话说的:“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。
”只要我们用心去做,总会有收获的。
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。
流体流动阻力的测定 实验报告
实验一流体流动阻力的测定一、实验目的1. 学习液压计及流量计的使用方法;2.识别管路中的各个管件、阀门并了解其作用;3.测定流体流经直管时的摩擦系数与雷诺数的关系;4.测定90。
标准弯头的局部阻力系数。
二、实验原理1. 摩擦系数的测定方法直管的摩擦系数是雷诺数和管的相对粗糙度(ε/d)的函数,即λ=Ф(Re, ε/d),因此,在相对粗糙度一定的情况下,λ与Re存在一定的关系。
根据流体力学的基本理论,摩擦系数与阻力损失之间存在以下关系:(1-1)式中:h f ¯¯¯¯阻力损失,J/N;L—管段长度,m;d—管径,m;u—流速,m/s;λ—摩擦系数;g—重力加速度,m/s2。
流体在水平均匀直管中作稳态流动时,由截面1流动到截面2时的阻力损失体现在压强的降低,即(1-2)两截面之间管段的压强差(P1-P2)可以用U形压差计测量,故可以计算出h f 。
用涡轮流量计测定流体通过已知管段的流量,在已知管径的情况下流速可以通过体积流量来计算,由流体的密度ρ、粘度μ,因此,对于每一组测得的数据可以分别计算出对应的λ和Re。
2. 局部阻力系数的测定根据局部阻力系数的定义:(1-3)式中:ζ—局部阻力系数。
实验时测定流体经过管件时的阻力损失h f及流体通过管路的流速u,其中阻力损失h f可以应用机械能衡算方程由压差计读数求出,再由式(1-3)即可计算出局部阻力系数。
在测定阻力损失时,测压孔不能紧靠管件处,因为在紧靠管件处压强差难以测准。
通常测压孔都开设在距管件一定距离的管子上,这样测出的阻力损失包括了管件和直管两部分,因此计算管件阻力损失时应扣除直管部分的阻力损失。
三、实验装置与流程1. 实验装置实验装置主要由离心泵、流量计、各种阀门、不同管径、材质的管子以及突然扩大和突然缩小组合而成。
水由离心泵从水槽中抽出后,经过流量计被送至几根并联的管道,水流经管道和管件后返回水槽。
直管阻力损失用U形压差计测定其压差。
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
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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流体流动阻力的测定61 王晓鸽一、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. 学会流量计和压差计的使用方法。
5. 识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。
二、实验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:h f=∆pfρ=p1−p2ρ=λldu22即,λ=2d∆pf ρlu2式中:λ—直管阻力摩擦系数,无因次;d—直管内径,m;∆pf—流体流经l米直管的压力降,Pa;h f—单位质量流体流经l米直管的机械能损失,J/kg;l—直管长度,m;u—流体在管内流动的平均流速,m/s。
层流流时,λ=64 Re湍流时λ是雷诺准数Re和相对粗糙度(ε/d)的函数,须由实验确定。
欲测定λ,需确定l、d,测定∆pf、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。
∆pf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。
求取Re和λ后,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。
本实验采用阻力系数法。
流体通过某一管件或阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数,局部阻力的这种计算方法,称为阻力系数法。
即:h f′=∆pf′ρ=ξu22因此,ξ=2∆pf′ρu式中:ξ—局部阻力系数,无因次;∆pf′-局部阻力压强降,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,直管段的压降由直管阻力实验结果求取。
)u—流体在管内流动的平均流速,m/s。
根据连接阀门两端管径d,流体密度ρ0,流体温度t0(查流体物性ρ、μ),及实验时测定的流量Q、压差计读数,求取阀门的局部阻力系数ξ。
三、实验内容1. 根据粗糙管实验结果,在双对数坐标纸上标绘出λ~Re曲线,对照化工原理教材上有关曲线图,即可估算出该管的相对粗糙度和绝对粗糙度。
2. 根据光滑管实验结果,对照柏拉修斯方程,计算其误差。
3. 测定闸阀在不同开度时的阻力系数ξ。
4. 对实验结果进行分析讨论。
四、实验装置与流程1. 实验装置流程图流体流动阻力测定实验装置流程示意图1-水箱; 2-管道泵;3-涡轮流量计;4-进口阀;5-均压阀;6-闸阀;7-引压阀;8-压力变送器;9-出口阀;10-排水阀;11-电气控制箱2. 实验流程实验对象部分是由贮水箱,离心泵,不同管径、材质的水管,各种阀门、管件,涡轮流量计和倒U型压差计等所组成的。
管路部分有三段并联的长直管,分别为用于测定局部阻力系数,光滑管直管阻力系数和粗糙管直管阻力系数。
测定局部阻力部分使用不锈钢管,其上装有待测管件(闸阀);光滑管直管阻力的测定同样使用内壁光滑的不锈钢管,而粗糙管直管阻力的测定对象为管道内壁较粗糙的镀锌管。
水的流量使用涡轮流量计测量,管路和管件的阻力采用差压变送器将差压信号传递给无纸记录仪。
3. 设备的主要技术参数①测光滑直管段:管径d= m,测压点间距离L= m,材料为不锈钢。
②被测粗糙直管段:管径d= m,测压点间距离L= m,材料为镀锌铁。
③被测局部阻力直管段:管径d= m, 长度 m。
⑤压差传感器:型号为3351DP4E22B3,测量范围为0~15 kPa。
⑥离心泵:型号为MS60/37SS,流量为 m3/h,扬程为 m,电机功率为370W,转速2850rpm。
⑦涡轮流量计:型号为LWGY―20。
五、实验步骤1. 检查储水槽内水位是否正常,若缺水须加水至满,实验中注意保持水体清洁。
2. 检查所有阀门并将阀门关紧。
3. 打开总电源和仪表开关,启动水泵至自动档,待电机转动平稳后,把出口阀开到最大。
4. 排气:选择实验管路,把对应的进口阀,引压阀和差压变送器8的两个阀门打开,并在出口阀最大开度下,保持全流量流动5min左右,直至连接差压变送器的透明管路内气泡为止。
5. 关闭差压变送器8的两个阀门,在计算机监控界面点击该对应管路,则差压变送器开始检测该管路压差。
6. 流量调节:手动状态,调节流量,让流量从1~5m3/h范围内变化,建议每次实验变化~m3/h。
每次改变流量,待流动达到稳定后,记下对应的压差值,温度,流量。
7. 依次选择光滑管、粗糙管以及局部阻力管路进行测量,数据测量完毕,关闭所有阀门,关闭水泵和仪表电源。
五、实验数据记录与处理1.原始数据记录。
(1)光滑管数据记录(2) 粗糙管数据记录(3) 局部阻力测量数据记录2.根据粗糙管实验结果,在双对数坐标纸上标绘出m~mm曲线,对照化工原理教材上有关曲线图,即可估算出该管的相对粗糙度和绝对粗糙度。
经计算知在实验测量过程中,平均温度值为20.2℃,查表后由内插法计算可知在此温度下,m=998.2mm/m3;m=1.005×10−3Pa∙s。
欲测定λ,需确定m、m,测定∆m m、m、m、m等参数。
粗糙管中,管径m=0.021m,测压点间距离m=1.00m。
根据公式:m=m900mm,mm=mmm,λ=2m∆m mmmm对数据经计算后有:mm≫4000,因此判断在管内流体流动方式为湍流。
做出m~mm曲线如下图所示,根据教材有关图线,查表知相对粗糙度m/m=0.002,可计算得绝对粗糙度m=0.042mm。
另外,从图线可以看出,随mm的不断增大,m逐渐减小。
摩擦系数m~mm曲线3. 根据光滑管实验结果,对照柏拉修斯方程,计算其误差。
经计算知在实验测量过程中,平均温度值为19.8℃,查表后由内插法计算可知在此温度下,m=998.2mm/m3;m=1.005×10−3Pa∙s。
对数据进行与粗糙管相同方法的计算,并根据Blasius方程计算在Re 条件下的m理论值,计算实验值与理论值的相对误差(相对误差公式为λ理论值−λ实验值λ理论值×100%)。
计算结果如下表所示:分别对实验值和理论值做m~mm曲线如下图所示读图可知,受某些因素影响,本次实验测得的摩擦系数比理论值偏小,但实验值与理论值都随Re的增大而逐渐减小。
另外,通过数据也可看出,随Re的增大,相对误差逐渐减小。
4. 闸阀在不同开度时的阻力系数ξ。
在实验条件下,平均温度为21℃,查表后由内插法得m=998.4mm/m3。
对于一段管路来说,其总阻力损失应为直管的摩擦阻力损失与管件的局部阻力之和。
计算式为:m m′=(m mm +ξ)m22=∆m m′m,因此ξ=2∆m m′mm2−mmm其中,由光滑管测量数据可知,流量为m3/m时,其m=0.0211;流量为m3/m时,其m=0.0233;m=m900mm2。
分别带入上述公式,可得到在不同开度下阀门的局部阻力系数ξ如下表所示计算得半开时,阀门的局部阻力系数ξ平均值为,全开时为。
查教材表可知,闸阀在半开时的局部阻力系数理论值为,全开时为。
因此半开时的相对误差为%,全开时的相对误差为%。
六、实验结果评价与分析1. 在粗糙管实验中,测得的数据及曲线趋势与理论曲线比较吻合,但求出的相对粗糙度()小于教材附表中查得同种材质的标准绝对粗糙度(),分析其原因可能是:(1)所用粗糙管在长期使用后粗糙度降低。
(2)测量过程中所测压差值小于实际值,或流量的测定偏小,导致λ值偏小。
(3)所使用的水已经在蓄水池中存放多时,且并不纯净,不能保证其粘度、密度等参数与理想状态相同。
2. 由光滑管的误差计算可以看出,随Re的增大,相对误差逐渐减小。
说明随流体流速的增加,其他因素的影响逐渐变小,测得的摩擦系数越来越接近于理论值。
3.由局部阻力系数的测定结果可知,流体流速的变化对相同开度的闸阀下测得的局部阻力系数影响不大。
从而可知局部阻力系数在实验条件变化下变化较小。
4.实验中的误差分析:(1)调解仪器状态时仪器无法处于完全稳定的状态,读数不准确。
(2)在读取数据时,由于流动过程本身有一定的脉动性,压差不能保持稳定,有上下波动的情况,压差计的数据不断变化,读取的数据是一个范围内的平均值,不稳定,影响结果。
(3)在实验过程中,由于液体流动和管壁有摩擦,会产生热量导致温度变化,且该变化在管道中各部也不完全相同,属分布参数,而温度变送器仅检测所在点温度,不具有完全代表性。
而我们在数据处理时,仅能取温度平均值来查相关参数,造成一定误差。
七、思考题1. 以水为工作流体所测得λ−Re关系能否适用于其他种类的牛顿型流体请说明原因。
答:不能。
因为其他牛顿型流体的物理性质,如密度、粘度等与水不同,而λ、Re与密度、粘度等都有关,所以不能适用于其他流体。
2. 如果要增加雷诺数的范围,可采取哪些措施答:可以更改流体的温度、粘度,更改管径,来增加雷诺数的范围。
3. 测出的直管摩擦阻力与直管的放置状态有关吗请说明原因。
答:三种情况下的管径和管长是相同的,根据伯努利方程推出直管摩擦阻力h f=∆p f,而R1=R2=R3因此测出的直管摩擦阻力与设备的放置状态无关。
ρ4. 离心泵启动前,出口阀处于什么状态为什么关闭离心泵时,出口阀处于什么状态为什么答:离心泵启动前,出口阀应处于关闭状态。
这样做的原因是使泵在最小功率下启动。
关闭离心泵时,也应关闭出口阀,原因是防止泵停止工作时管道水突然倒流。