沿程阻力系数测定1

静压动压沿程阻力系数
静压动压是流体力学中的重要参数，用于描述流体在管道中流动时的压力变化情况。

沿程阻力系数是用来描述流体在管道中流动过程中受到的阻力大小的无量纲参数。

静压指的是在流体静止或低速流动时的压力，通常用P表示。

动压则是指在流体高速流动时由于运动而产生的附加压力，通常用ρv²/2表示，其中ρ表示流体的密度，v表示流体的流速。

沿程阻力系数是一个与管道尺寸、流体性质和流速等有关的无量纲参数，通常用λ表示。

它描述了单位长度的管道中流体受到的摩擦阻力与流体动压之间的关系。

沿程阻力系数越大，表示流体在管道中受到的阻力越大。

沿程阻力系数可以通过实验或经验公式进行计算。

常见的经验公式有Darcy-Weisbach公式和Chézy公式等。

Darcy-Weisbach公式表示为：
ΔP = λ(D/L)(ρv²/2)
其中ΔP表示单位长度的压力损失，D表示管道的直径，L表
示流体在该段管道中的长度。

Chézy公式表示为：
v = C(RhS)^(1/2)
其中C表示Chézy系数，Rh表示湿周半径，S表示流体在管
道中的平均水头斜率。

需要注意的是，沿程阻力系数与管道的摩擦阻力、雷诺数等参数密切相关，不同的流动情况下，沿程阻力系数的取值也会有所不同。

⽔⼒学习题⽔⼒学课程复习题⼀、名词解释（100个）连续介质理想液体粘滞性等压⾯⽜顿内摩擦定律⽔头测压管压⼒中⼼绝对压强相对压强真空度压⼒体运动要素真空压强分布图恒定流渐变流欧拉法迹线拉格朗⽇法流线流管元流总流断⾯平均流速过⽔断⾯流量⼀维流均匀流连续性⽅程急变流能量⽅程动量⽅程⽔⼒坡度沿程⽔头损失收缩断⾯⽔头损失层流紊流局部⽔头损失雷诺数湿周⽔⼒半径粘性底层动能修正系数摩阻流速长管短管简单管道动量修正系数串联管道并联管道明渠⽆压流⽔⼒光滑管边坡系数允许流速急流缓流紊流粗糙管临界流正常⽔深相对波速佛如德数沿程阻⼒系数断⾯⽐能临界⽔深陡坡缓坡相对粗糙度⽔跃⽔跃函数⽔跌共轭⽔深棱柱形渠道控制断⾯堰流闸孔出流薄壁堰⽔⼒最佳断⾯实⽤堰宽顶堰淹没系数流量系数实⽤经济断⾯⽆压涵洞底流消能⾯流消能挑流消能远趋式⽔跃临界⽔跃淹没⽔跃渗流模型达西定律侧收缩系数普通井承压井完全井井群流⽹⼆、填空题（ 52 题）1、⽔静⼒学基本⽅程 C g p z =+ρ的适⽤条件是：（1），（2），（3）。

2、当_______平⾯放置时，压⼒中⼼与⾯积形⼼重合。

3、⽜顿内摩擦定律τ=µdu/dy 适⽤于流体的流动。

4、当液体中某点的绝对压强，就称该点存在真空，真空度的⼤⼩ P k = 。

5、流线是⼀条光滑的曲线，除奇点外流线不能 _ ____，在__ ___ 中流线与迹线重合。

6、当液流为时，流线与迹线相重合。

7、流线是某⼀瞬时在流速场中所作的⼀条线，位于这条线上的每个质点在该瞬时的都与此线。

8、孔⼝和管嘴出流的流速公式均为02gH ?υ=，对孔⼝⽽⾔υ是___ ___断⾯的流速，对管嘴⽽⾔υ为___ ______断⾯的流速。

9、必托管共开有两孔，⼀孔以便测动⽔压强，另⼀孔测静⽔压强。

10、利⽤必托管测流速，已知两根测压管的⽔⾯差值为1⽶，该必托管校正系数为1，则被测点流速为。

11、⾮均匀渐变流过⽔断⾯压强分布规律符合分布规律。

沿程阻力系数λ计算公式
沿程阻力系数（Coefficient of Friction, λ）是用于描述物体在
沿一定路径或表面移动时所受到的阻力大小的一个参数。

计算沿程阻力系
数可以帮助我们理解和预测运动物体所受到的阻力大小，以及影响阻力的
因素。

1.牛顿第二定律应用：
沿程阻力力（F）可以由牛顿第二定律来计算，即F=m·a
其中m为物体的质量，a为物体的加速度。

通过实验或测量，可以测
得物体在给定路径上的加速度，然后利用该公式计算沿程阻力系数。

2.摩擦力计算：
当物体在平面上运动时，摩擦力是主要的沿程阻力。

摩擦力可以由Coulomb摩擦定律来计算。

摩擦力的大小可以用公式F=μ·N来表示
其中F为摩擦力，μ为摩擦系数，N为法向力。

摩擦系数μ一般是
通过实验测定得到的。

3.空气阻力计算：
当物体在流体（如空气）中运动时，主要存在的沿程阻力是空气阻力。

空气阻力可以用多种方法来估计。

一个常用的方法是根据物体在流体中的运动状态来近似计算空气阻力。

例如，当物体以较低速度在空气中运动时，空气阻力（F）可以用公
式F=0.5·C_d·ρ·A·V^2来计算
其中C_d为空气阻力系数，ρ为空气密度，A为物体在运动方向上的横截面积，V为物体的速度。

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流体力学实验指导书(新版)(总24页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《水力学》实验教学指导书及报告姓名：班级：学号：唐山学院土木工程系序言水力学是应用性较强的专业技术基础课。

从学科的发展来看，水力学属于技术基础学科，实验方法和实验技术是促进其发展的重要研究手段。

由于流体运动的复杂性，水力学的研究及应用就更加离不开科学实验，其发展很大程度上取决于实验技术的进步。

因此，水力学实验是巩固和加深理论知识的学习、探求流体运动规律、解决工程实际问题的重要环节，通过实验教学，掌握各种实验方法，规范操作，提高实验技能。

一、实验教学目的：（1）观察流动现象，增强感性认识，提高实验分析能力。

（2）根据实测资料验证水力学基本理论，以加强和巩筑理论知识的学习。

（3）学会使用基本的测量仪器，掌握测量技术。

（4）培养分析实验数据，整理实验成果和编写实验报告的能力。

（5）培养严谨踏实的科学态度和合作精神，为未来进行研究和实际工作打下基础。

二、实验教学要求：（1）每次实验前，预习教材中有关内容及实验指导书，了解本次实验的目的、原理、步骤和所要验证的理论。

（2）认真听取指导教师讲解，弄清实验方法和步骤后，方能动手实验。

（3）实验中，应注意观察实验现象，细心读取实验数据，并做相应的记录，原始数据不得任意修改。

（4）实验小组内每位学生亲自动手、相互配合、共同完成实验。

（5）实验态度严肃、方法严密，一丝不苟进行操作。

（6）实验完毕应清理设备及实验室，实验设备摆放整齐。

三、实验报告要求：（1）实验报告是实验资料的总结、是实验的成果。

通过完成实验报告，可以提高分析问题的能力，要求必须独立完成并按规定时间交给指导教师。

（2）实验报告一般包括以下几项内容：①班级、姓名、同组人及实验日期。

②实验名称及实验目的。

③实验原理。

④实验装置简图及仪器。

⑤流动现象的描述及实验原始记录。

⑥计算实验结果。

实验二 雷 诺 数 实 验一、 实验目的1、 观察液体在不同流动状态时流体质点的运动规律2、 观察流体由层流变紊流及由紊流变层流的过度过程3、 测定液体在圆管中流动时的下临界雷诺数2c e R二、 实验原理及实验设备流体在管道中流动，由两种不同的流动状态，其阻力性质也不同。

雷诺数的物理意义，可表征为惯性力与粘滞力之比。

在实验过程中，保持水箱中的水位恒定，即水头H 不变。

如果管路中出口阀门开启较小，在管路中就有稳定的平均速度v ，微启红色水阀门，这是红色水与自来水同步在管路中沿轴线向前流动，红颜色水呈一条红色直线，其流体质点没有垂直于主流方向的横向运动，红色直线没有与周围的液体混杂，层次分明地在管路中流动。

此时，在流速较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动，为层流运动。

如果将出口阀门逐渐开大，管路中的红色直线出现脉动，流体质点还没有出现相互交换的现象，流体的流动呈临界状态。

如果将出口阀门继续开大，出现流体质点的横向脉动，使红色线完全扩散与自来水混合，此时流体的流动状态微紊流运动。

图1雷诺数实验台示意图1.水箱及潜水泵2.接水盒3. 上水管4. 接水管5.溢流管6. 溢流区7.溢流板8.水位隔板9. 整流栅实验管 10. 墨盒 11. 稳水箱 12. 输墨管 13. 墨针 14.实验管15.流量调节阀雷诺数表达式e v dR ν⋅=，根据连续方程：A=v Q ，Qv A=流量Q 用体积法测出，即在Δt 时间内流入计量水箱中流体的体积ΔV 。

tVQ ∆=42d A π=式中：A —管路的横截面积；d —实验管内径；V —流速；ν—水的粘度。

三、实验步骤1、准备工作：将水箱充满，将墨盒装上墨水。

启动水泵，水至经隔板溢流流出，将进水阀门关小，继续向水箱供水，并保持溢流，以保持水位高度H 不变。

2、缓慢开启阀门7，使玻璃管中水稳定流动，并开启红色阀门9，使红色水以微小流速在玻璃管内流动，呈层流状态。

3、开大出口阀门15，使红色水在玻璃管内的流动呈紊流状态，在逐渐关小出口阀门15，观察玻璃管中出口处的红色水刚刚出现脉动状态但还没有变为层流时，测定此时的流量。

管路沿程阻力计算1.摩擦阻力：在流体流动中，由于流体与管道壁之间的摩擦力，使得流体流动速度逐渐减小，产生摩擦阻力。

根据代表性的达西-魏泽巴赫公式，可以计算流体在管道中的摩擦阻力。

ΔP=λ(L/D)(ρV^2/2)其中，ΔP为单位管长上的摩擦阻力损失，λ为摩擦系数，L为管道长度，D为管道直径，ρ为流体密度，V为流速。

2.沿程局部阻力：在管道流动中，由于管道内部存在一些特殊设计或结构，导致流体流动时发生局部阻力。

根据达西-魏泽巴赫公式，可以计算管道局部阻力。

ΔP=K(ρV^2/2)其中，ΔP为单位管长上的沿程局部阻力损失，K为局部阻力系数，ρ为流体密度，V为流速。

3.管道弯曲阻力：在管道中，当流体流过弯曲部分时，会受到弯曲的影响，产生较大的阻力。

根据经验公式，可以计算管道弯曲阻力。

ΔP=K(ρV^2/2)其中，ΔP为单位管长上的弯曲阻力损失，K为弯曲阻力系数，ρ为流体密度，V为流速。

这些阻力形式在实际管道中经常同时存在，因此需要综合考虑计算总阻力。

通常采用经验公式、实验数据或数值模拟等方法进行计算。

在实际工程中，一般可以通过试验或计算得到相应的阻力系数，并且根据阻力计算公式，结合流体参数，来计算管路沿程阻力。

在实际应用中，管路沿程阻力的计算是非常重要的，它影响到管道系统的工作效率和输送能力。

为了降低阻力损失，有效节约能源，可以采取以下措施：优化管道布局，减少管道弯曲和局部阻力；选择合适的管道材料和直径，减小摩擦阻力；采用流体增压、注入润滑剂等方法来减小摩擦阻力。

总之，管路沿程阻力的计算是管道工程中的一个重要环节，通过合理地计算和设计，可以提高管道系统的效率和安全性，降低能源消耗。

管路沿程阻力计算管路沿程阻力是指液体在管道中流动时所受到的阻碍力，它是流体力学中的一个重要概念。

管路沿程阻力的计算对于工程设计和流体输送系统的优化具有重要意义。

本文将从理论和实际应用两个方面来介绍管路沿程阻力的计算方法。

一、理论计算方法1. 管路沿程阻力的基本概念在流体力学中，管路沿程阻力指的是液体在管道中流动时所受到的阻碍力。

它是由于粘性力、摩擦力和惯性力等作用所产生的。

管路沿程阻力可以通过计算管道中液体的流速、管道的长度和管道的粗糙度来估算。

2. 管路沿程阻力的计算公式根据流体力学理论，可以使用多种公式来计算管路沿程阻力。

其中最常用的是达西公式和海伦公式。

达西公式是最早提出的计算管路沿程阻力的公式，它基于经验和试验结果。

达西公式的一般形式如下：ΔP = f × (L/D) × (ρv²/2)其中，ΔP是管路沿程的压力损失，f是摩擦系数，L是管道的长度，D是管道的直径，ρ是液体的密度，v是液体的流速。

海伦公式是在达西公式的基础上进一步发展的。

它引入了雷诺数的概念，考虑了流体的流动状态。

海伦公式的一般形式如下：ΔP = f × (L/D) × (ρv²/2) × (1 + K)其中，K是与雷诺数有关的修正系数。

3. 管路沿程阻力的影响因素管路沿程阻力的大小受多个因素的影响。

主要包括管道的直径、管道的粗糙度、液体的流速和液体的密度等。

其中，管道的直径和管道的粗糙度是影响管路沿程阻力最为重要的因素。

较小的管道直径和较大的管道粗糙度会导致管路沿程阻力增大。

二、实际应用方法在实际工程中，为了准确计算管路沿程阻力，通常需要进行试验和实测。

下面介绍两种常用的实际应用方法。

1. 管路沿程阻力试验管路沿程阻力试验是通过在实际管道系统中进行流量测试和压力测量，来确定管路沿程阻力的大小。

试验时需要测量液体的流速、管道的长度和管道的直径等参数，并记录相应的压力损失。

沿程阻力系数影响因素
沿程阻力系数是船舶流体力学特性的一个重要参数，影响沿程阻力系数的因素有以下几个：
一、外形影响因素
1. 船型：不同船型的船舶具有不同的型线，这会直接影响船舶的沿程阻力系数。

2. 船体表面粗糙度：船体表面越粗糙，沿程阻力系数会增大。

3. 船体排水量：随着船体排水量的增加，沿程阻力系数会逐渐增大。

二、流体流动状态影响因素
1. 流速：流体流速提高时，沿程阻力会相应增大。

2. 迎角：船舶正面迎流时，沿程阻力较小；船舶侧面迎流时，沿程阻力会增大。

3. 涡流：涡流的形成会使沿程阻力增大。

三、环境影响因素
1. 水深：船舶在浅水区时，沿程阻力会增大；而在深水区，沿程阻力会减小。

2. 水温：水温升高会使沿程阻力减小。

实验一伯努利实验一、实验目的1、观察阀门开度不同时各测压管水头和总水头值；2、绘制实验管路测压管水头线与总水头线沿程变化规律曲线，进一步理解位能、压能、动能及能量损失之间的相互转化关系；3、掌握流速、流量、压强等水力学要素的实验测量技能。

二、实验装置及基本原理1、水箱2、水泵3、回流阀4、供水管5、回水管 6 、摆头 7、调节阀8、活动测头 9、水位计10、标尺 11、上水管 12、上水箱 14、排污 16、大透试管 17、弯管 18、小透明管水泵将水送到上水箱，然后流经小透明管18、大透明管16、弯管17，最后回到下水槽，水泵为单向电机驱动的漩涡，在整个试验过程中，上水箱都必须保证有溢出，以使流动系统的进口水位保持稳定，测压管的流量用阀7进行调节，阀7全开时流量可能过大，以致测压管负压，吸入空气，因此在阀7前端的管口内有一塑料节流孔，利用这节流孔的节流作用，限制最大流量。

因为采用的水泵是旋涡泵，这种水泵不能关小出口阀的办法控制流量而需用回流的方法控制，回流通过阀3调节。

实验时先将阀3全开，此时去上水箱的流量最小，然后逐步关小阀3，使测管最大流量时上水箱的溢流口仍有少量溢流即可，以后阀3的开度固定不必每次都调节。

测压管各点上的压强，有活动测头8、水位计9测量，活动测头有一小管伸入透明测管内，小管末端封闭，而管身上钻有一个小测压孔，该孔处于透明测压管的中心线上，试验时，当小孔正对水流方向时，测得的是总压；而垂直水流方向测得的是测压管水头。

测压管的流量通过活动摆头6用体积法进行测量。

三、实验步骤1、实验前的准备（1）检查零流速时，各水位记高度是否一致，如不一致，可能是测管内有汽泡或者安装高度不一致，应采取相应措施进行处理。

（2）合上水泵电源开关，如水泵不动，应即停电检查。

（3）检查当阀7全开时，上水箱是否仍有溢出，如无溢出，应适当关小阀3。

（4）检查摆头是否灵活。

2、实验进行（1）首先记录调节阀全关时的水位，即零流量水位及实验水温。

化工原理实验报告实验名称：流体流动阻力测定实验学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：姓名：学号：指导教师：日期：一、 实验目的1、掌握流体经直管和管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。

2、测定直管摩擦系数λ于雷诺准数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适用方法。

5、观察组成管路的各种管件、阀件，并了解其作用。

二、实验原理流体在管内流动时，犹豫粘性剪应力和涡流的存在，不可避免得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和因流体运动方向改变所引起局部阻力。

1、沿程阻力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，使实验结果具有普遍意义，必须采用因次分析方法将各变量组合成准数关联式。

根据因次分析，影响阻力损失的因素有， (a)流体性质：密度ρ、粘度μ；(b)管路的几何尺寸：管径d 、管长l 、管壁粗糙度ε； (c)流动条件：流速μ。

可表示为：式中，λ称为摩擦系数。

层流 (滞流)时，λ＝64／Re ；湍流时λ是雷诺准数Re 和相对粗糙度的函数，须由实验确定 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。

(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当管径长度的直管阻力损失，这个直管长度称为当量长度，用符号le 表示。

则流体在管路中流动时的总阻力损失 为（2)、阻力系数法流体通过某一管件或阀门时的阻力损失用流体在管路中的动能系数来表示，这种计算ρρpp p h f ∆=-=21),,,,,(ερμu l d f p =∆22u d l p h f λρ=∆=∑f h 22u dle l hf∑∑+=λ局部阻力的方法，称为阻力系数法。

即式中，ξ——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、 实验装置流程1、实验装置实验装置如图所示主要由离心泵，不同管径、材质的管子，各种阀门和管件、转子流量计等组成。

福州大学土木工程学院本科实验教学示范中心学生实验报告工程流体力学实验题目：实验项目1：毕托管测速实验实验项目2：管路沿程阻力系数测定实验实验项目3：管路局部阻力系数测定实验实验项目4：流体静力学实验姓名：学号：组别：实验指导教师姓名：同组成员：2013年1月3日实验一毕托管测速实验一、实验目的要求：1．通过对管嘴淹没出流点流速及点流速系数的测量，掌握用测压管测量点流速的技术和使用方法。

2．通过对毕托管的构造和适用性的了解及其测量精度的检验，进一步明确水力学量测仪器的现实作用。

3.通过对管口的流速测量，从而分析管口淹没出流，流线的分布规律。

二、实验成果及要求实验装置台号No表1 记录计算表校正系数c= 1.002， k= 4.440cm0.5/s三、实验分析与讨论1．利用测压管测量点压强时，为什么要排气？怎样检验排净与否？答：若测压管内存有气体，在测量压强时，水柱因含气泡而虚高，使压强测得不准确。

排气后的测压管一端通静止的小水箱中（此小水箱可用有透明的机玻璃制作，以便看到箱内的水面），装有玻璃管的另一端抬高到与水箱水面略高些，静止后看液面是否与水箱中的水面齐平，齐平则表示排气已干净。

2．毕托管的压头差Δh和管嘴上、下游水位差ΔH之间的大小关系怎样？为什么？答：由于且即一般毕托管校正系数c=11‰（与仪器制作精度有关）。

喇叭型进口的管嘴出流，其中心点的点流速系数=0.9961‰。

所以。

3．所测的流速系数ϕ'说明了什么？答：若管嘴出流的作用水头为，流量为Q，管嘴的过水断面积为A，相对管嘴平均流速v，则有称作管嘴流速系数。

若相对点流速而言，由管嘴出流的某流线的能量方程，可得式中：为流管在某一流段上的损失系数；为点流速系数。

本实验在管嘴淹没出流的轴心处测得=0.995，表明管嘴轴心处的水流由势能转换为动能的过程中有能量损失，但甚微。

实验结论：表格中我们可以得出：1,。

测点流速系数在轴线上时最大，为0.99，在轴线两边时流速系数较小为0.30，且几乎呈对称分布，通过对比毕托管在管轴线上不同位置得出的。

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。

沿程阻力简便计算沿程阻力是指物体在运动过程中由于与介质的相互作用而产生的阻碍其运动的力。

在运动中，物体需要克服沿程阻力才能继续前进。

了解沿程阻力的大小对于物体运动的预测和设计非常重要。

本文将介绍沿程阻力的计算方法，包括简便计算公式和实际测量方法。

1.沿程阻力简便计算：简便计算方法可以通过物体的一些特性进行近似计算。

以下是两种常用的简便计算方法：-阻力系数法：可以通过使用阻力系数乘以物体所受的一些力来计算沿程阻力。

具体公式如下：F=0.5*ρ*v^2*A*Cd其中，F是沿程阻力，ρ是介质（如空气或水）的密度，v是物体的速度，A是物体在垂直于其运动方向的截面积，Cd是阻力系数。

该公式适用于大多数常见的情况，但是需要知道物体的阻力系数和截面积等数据。

-简化的力学模型法：当物体在低速或中速运动时，可以使用一个简化的力学模型来计算沿程阻力。

该模型基于两种主要的阻力类型：粘性阻力和压力阻力。

粘性阻力：可以通过以下公式计算：Fv=0.5*ρ*v^2*Av其中，Fv是粘性阻力，Av是物体在垂直于其运动方向的有效面积。

压力阻力：可以通过以下公式计算：Fp=P*Ap其中，Fp是压力阻力，P是介质的压强，Ap是物体在垂直于其运动方向的截面积。

然后，可以将粘性阻力和压力阻力相加得到总的沿程阻力：F=Fv+Fp这种简化的计算方法适用于一些简单的情况，但是需要一些近似和假设。

2.实际测量方法：实际测量方法可以通过在实验室或现场对物体进行测试来获得沿程阻力的真实值。

以下是常见的两种实际测量方法：-滑移实验法：可以将物体放置在一个倾斜的平面上，并测量物体在不同坡度和速度下的滑移距离。

通过测量滑移距离和推力，可以计算沿程阻力。

需要注意的是，该方法适用于一些特定的形状和介质，而且可能需要进行多次实验以获得准确结果。

-动力学测试法：可以使用动力学测试仪器来测量物体在运动过程中所受的力。

这些仪器可以记录物体的速度、加速度和力的变化，并通过计算来推导沿程阻力。

流体力学实验指导书2013 年 5 月前言流体力学实验是《流体力学》课程教学的重要环节。

通过实验，可以对课堂讲授的理论知识加以巩固和进一步的验证，加强理论和实践的结合，同时可以培养学生实际动手能力和分析问题、解决问题的能力，为今后的科学研究打下基础。

本实验指导书是根据教学大纲的要求，并结合实验室的具体设备编写的。

实验内容包括水静压强实验，不可压缩流体定常流动动量方程实验，雷诺实验，管路沿程阻力实验，管路局部阻力实验，毕托管测速实验，文丘里流量计实验。

这些实验可以使学生掌握流体力学的实验技术和测量技巧，为进行科学实验研究做准备。

由于编者水平有限和实验设备的限制，书中不足之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者2013年4月目录实验1 水静压强实验 (1)实验2 不可压缩流体定常流动动量方程实验 (3)实验3 雷诺实验 (6)实验4 管路沿程阻力实验 (8)实验5 管路局部阻力实验 (12)实验6 毕托管测速实验 (15)实验7 文丘里流量计实验 (17)实验8 孔口与管嘴出流实验 (18)2图1.1 水静压强实验装置图实验1 水静压强实验一、实验目的1．加深理解流体静力学基本方程及等压面的概念。

2．理解封闭容器内静止液体表面压强及其液体内部某空间点的压强。

3．观察压强传递现象。

二、实验装置实验装置如图1.1所示。

三、实验原理对密封容器（即水箱）的液体表面加压时，设液体表面压强为P 0，则P 0>P a ，a p 为大气压强。

从U 形管中可以看到有压差产生，U 形管与密封水箱上部连通的一面，液面下降，而与大气相通的一面，液面上升。

密闭水箱内液体表面压强0p 为：h p p a γ+=03 式中γ——液体的重度；h ——U 形管中液面上升的高度。

当密闭水箱内压强P 0下降时，U 形管内的液面呈现相反的现象，即P 0＜P a ，这时密闭水箱内液面压强0p 为：h p p a γ-=0式中 h ——U 形管中液面下降的高度。

- 1 -沿程阻力实验一、 实验目的和要求1．学会测定管道沿程水头损失因数λ和管壁粗糙度∆的方法；2．分析圆管恒定流动的水头损失规律、λ随雷诺数Re 变化的规律，验证沿程水头损失h f 与平均流速v 的关系。

二、 实验装置1．实验装置简图实验装置及各部分名称如图1所示。

图1 沿程水头损头实验装置图1. 自循环高压恒定全自动供水器2. 实验台3. 回水管4. 压差计5. 滑动测量尺6. 稳压筒17. 实验管道8. PLC 一体机9. 压差传感器 10. 测压点 11. 实验流量调节阀 12. 稳压罐 13. 稳压筒2．装置说明(1)水泵与稳压器。

自循环高压恒定全自动供水器1由不锈钢水泵、水箱等组成。

为避免因水泵直接向实验管道供水而造成的压力波动等影响，水泵的供水是先进入稳压罐，经稳压后再送向实验管道。

K① ②①②③④(2) 阀11用于调节层流实验流量，湍流实验时无需调节此阀门。

(3) 实验管道7为不锈钢管，其测压断面上沿十字型方向设有4个测压孔，经过均压环与测点管嘴相连通。

(4) 本实验仪配有压差计4（倒U型气-水压差计）和压差仪8，压差计测量范围为0~0.3 mH2O；压差电测仪测量范围为0~10 mH2O，视值单位为10-2 mH2O。

压差计4与压差电测仪8所测得的压差值均可等值转换为两测点的测压管水头差，单位以m表示。

在测压点与压差计之间的连接软管上设有小电磁阀，湍流实验时关闭，其他操作时均处于打开状态。

三、实验原理1．对于通过直径不变的圆管的恒定水流，沿程水头损失由达西公式表达为ℎf=λl v2式中：λ为沿程水头损失因数；l为上下游测量断面之间的管段长度；d为管道直径；v为断面平均流速。

若在实验中测得沿程水头损失h f和断面平均流速，则可直接得沿程水头损失因数λ=2gdℎfl⋅1v2=2gdℎfl(π4d2/q V)2=kℎfq V2其中k = π2gd5/8l由伯努利方程可得ℎf=(z1+p1ρg)−(z2+p2ρg)=Δℎ沿程水头损失h f即为两测点的测压管水头差∆h，可用压差计或电测仪测得。