流体流动阻力测定实验

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、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，掌握 U 形管压差计和倒 U 形管压差计的使用。

4、熟悉实验装置的结构和操作流程。

二、实验原理流体在管内流动时，由于内摩擦力的存在会产生阻力损失。

阻力损失包括沿程阻力损失和局部阻力损失。

沿程阻力损失是由于流体在直管中流动时，流体层之间的内摩擦力以及流体与管壁之间的摩擦力所引起的能量损失。

其计算公式为：＄h_f ＝＼lambda ＼frac{l}｛d} ＼frac{u^2}｛2}＄，其中$h_f$为沿程阻力损失，＄＼lambda$为摩擦系数，＄l$为直管长度，＄d$为管道内径，＄u$为流体流速。

摩擦系数$＼lambda$与雷诺数 Re 有关，雷诺数$Re ＝＼frac{du\rho}｛＼mu}＄，其中$＼rho$为流体密度，＄＼mu$为流体粘度。

在层流区，＄＼lambda ＝＼frac{64}｛Re}＄；在湍流区，＄＼lambda$与 Re 及相对粗糙度$＼frac{＼varepsilon}｛d}＄有关，可通过实验测定。

局部阻力损失是由于流体流经管件（如弯头、三通、阀门等）时，由于流道的突然改变而引起的能量损失。

其计算公式为：＄h_j ＝＼xi ＼frac{u^2}｛2}＄，其中$h_j$为局部阻力损失，＄＼xi$为局部阻力系数。

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、各种管件（弯头、阀门等）、U 形管压差计、倒 U 形管压差计、温度计、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。

直管和管件用于产生沿程阻力和局部阻力。

U 形管压差计和倒 U 形管压差计用于测量流体流经直管和管件前后的压强差。

温度计用于测量流体温度，流量计用于测量流体流量。

四、实验步骤1、熟悉实验装置，了解各设备的名称、用途和操作方法。

2、检查装置各连接处是否密封良好，确保无泄漏。

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班级：化工1302姓名：***学号：**********完成日期：2015-11-12流体流体阻力的测定一、 实验目的及任务① 掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法。

② 测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管的局部阻力系数ξ。

③ 测定层流管的摩擦阻力。

④ 验证在湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。

⑤ 将所得的光滑管的λ-Re 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（如水），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。

影响流体流动阻力的因素较多，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，以及流动状态有关，可表示为：Δp =f (d,l,u,p,μ,ε)引入无量纲数:雷诺数 Re d uρμ=相对粗糙度d ε管子长径比 ld从而得到： 2(,,)p du lu d dρερμ∆=ψ 令(Re,/)d λε=Φ2(Re,)2pl u d d ερ∆=Φ 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。

22f pl u H d λρ∆==⨯———————————（1）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摩擦阻力。

根据伯努利方程找出不同Re 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。

改变流速可测出不同Re 下的摩擦阻力系数，这样就可以得出某一相对粗糙度下管子的λ-Re 关系。

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。

实验三 流体流动阻力测定实验一.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。

二．基本原理直管的摩擦阻力系数是雷诺数和相对粗糙度的函数，即)/(Re,d f ελ=，对一定的相对粗糙度而言，(Re)f =λ。

流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时，其管路阻力引起的能量损失为：ρρff P P P h ∆=-=21 （1）又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系（范宁公式）22u d l h fP f λρ==∆ （2）整理（1）（2）两式得22u P l d f∆⋅⋅=ρλ （3） μρ⋅⋅=u d Re （4）式中：-d 管径，m ；-∆f P直管阻力引起的压强降，Pa；l管长，m；-u流速，m / s；-ρ流体的密度，kg / m3；-μ流体的粘度，N·s / m2。

-在实验装置中，直管段管长l和管径d都已固定。

若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。

所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△P f与流速u（流量V）之间的关系。

根据实验数据和式（3）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ，用式（4）计算对应的Re，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re 的关系曲线。

三．实验装置与参数1、实验装置实验流程示意图见图1。

实验装置由贮水槽、离心泵、变频器、电动调节阀、涡轮流量计、压力表、差压变送器、不同材质的水管、倒U型压差计（图中未画出）等组成。

装置上有三段并联的水平直管，自上而下分别用于测定局部阻力、光滑管直管阻力和粗糙管直管阻力。

测定局部阻力时使用不锈钢管，中间装有待测管件（闸阀）；测定光滑管直管阻力时，同样使用内壁光滑的不锈钢管，而测定粗糙管直管阻力时，采用管道内壁较粗糙的镀锌管。

水泵2将储水槽1中的水抽出，送入实验系统，首先经玻璃转子流量计15、16测量流量，然后送入被测直管段测量流体在光滑管或粗糙管的流动阻力，或经10测量局部阻力后回到储水槽，水循环使用。

流体流动阻力测定实验一、实验目的⒈学习管路能量损失（hf），直管摩擦系数（λ）的测定方法。

⒉掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re之间关系及其变化规律。

⒊学习压强差的几种测量方法和技巧。

⒋掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。

二、实验内容⒈测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数λ。

⒉测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数l与雷诺数Re之间关系曲线和关系式。

三、实验原理1.摩擦系数的测定：h f=λ（L/d）(u2/2)λ=h f(d/L)(2/u2)λ--摩擦系数；h f-- 能量损失；d--管内直径，m;L--测压点距离；m;u--流速，m/s;流速的测定可以用流速计，也可以根据单位时间获得流体体积的“容积法”实测流量反推流速，由于已知d、u,则Re=duρ/ μρ--被测流体密度 kg/m3;μ--被测流体粘度PaS;ρ和μ可由测量流体温度查表取得，根据柏努利方程h f=(z1-z2)g+(u12-u22)/2对任一管路而言。

两截面间的能量损失，可以根据在两截面上测出L、z、ρ、u等值计算出。

如果在一条等直径的水平管上选取两个截面时，z1=z2:u1=u2,柏努利方程可以简化为：h f=(p1-p2)/ρ这样根据测量压差及流量便可以推出一定相对粗糙度时直管的λ-Re关系。

2.弯头局部阻力系数测定：局部阻力系数的测定与摩擦系数测定一样ξ=h f(2/u2)只要计算出能量损失h f和流体流速u即可。

四、实验任务：1.Dg40管的摩擦系数测定2.90℃弯头局部阻力系数测定3.绘制λ～Re曲线关系图。

五、实验步骤：1.水箱充水至80%。

然后调节仪表，MMD智能流量仪及LW-15 型涡轮流量计。

（一般实验室的老师已准备好）2.打开压差计上平衡阀，关闭各放气阀。

3.关闭离心泵的出口阀,以免启动电流过大,烧坏电机。

启动离心泵。

4.排气：a.管路排气。

b.侧压导管排气。

c.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，后排低压管（严防压差计中水银冲走），排气完毕。

流体流动阻力的测定一、实验流程实验装置流程如图1所示，装置图如图2所示。

压差的测量采用压差传感器或U 型压差计，流量的测量采用涡轮流量计。

直管两测压点之间的距离为3m ，光滑管内径为28 mm ，粗糙管内径为26.6 mm ，局部阻力管段内径为32mm 。

图1流体流动阻力测定实验流程图图2流体流动阻力测定实验装置图二、实验内容（1）测定流体在不同材质和d 的直管中流动时的阻力摩擦系数λ，在双对数坐标纸绘出λ和R e 之间的关系；（2）测定流体通过阀门或90º弯头时的局部阻力系数。

三、实验步骤1. 关闭控制阀，打开光滑管管路上2 个压差变送器的平衡阀，打开光滑管引压阀、光滑管切换阀、弯头引压阀，关闭其它所有阀，打开引水阀，灌泵，放气，然后关闭。

2. 启动泵，系统排气。

(1)总管排气：先将控制阀开至最大然后再关闭，重复三次，目的为了使总管中的大部分气体被排走，然后打开总管排气阀，开至最大后再关闭，重复三遍。

(2)引压管排气：依次对4个放气阀进行排气，将阀门开、关重复三次。

(3)压差计排气：关闭2个平衡阀，重复上述（2）步骤。

3. 将控制阀开至最大，读取流量显示仪读数Q max，然后关至压差显示值约为0.2Kpa～0.3Kpa时，再读取流量显示仪读数Q min，在Q min和Q max二个读数之间布15个点，读取数据。

4.关闭光滑管切换阀。

打开粗糙管管路上2 个压差变送器的平衡阀，打开粗糙管引压阀、粗糙管切换阀、阀门引压阀。

5.粗糙管系统排气步骤同2的（2）、（3）。

6.粗糙管系统流动阻力的测定同光滑管，重复步骤3。

7.实验结束后，关闭控制阀。

离心泵特性曲线的测定一、实验流程实验流程如图3所示，装置图如图4所示，离心泵进、出口管内径分别为40mm、32mm。

图3 离心泵特性曲线测定实验流程图图4 离心泵特性曲线测定装置图二、实验内容用作图法处理实验数据，绘制离心泵特性曲线。

三、实验步骤1. 打开压差传感器平衡阀，关闭离心泵调节阀，打开引水阀，反复开、关放气阀，气体被排尽后，关闭放气阀和引水阀。

实验一流体流动阻力的测定一、实验目的⒈了解测定流体直管或管件时的阻力损失方法，确定摩擦系数λ与流体Re的关系、局部阻力系数ξ。

⒉学会压差计和流量计的使用方法。

⒊识别管路中各个管件、阀门，并了解其作用。

二、实验内容1．测定流体流过直管的阻力，确定摩擦系数λ与雷诺数Re的关系；2．测定阀门、管件的局部阻力系数ζ。

三、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，不可避免地要消耗一定的机械能。

管路是由直管和管件（如三通、肘管及大小弯头等）、阀件等组成。

流体在直管中流动造成的机械能损失称直管阻力。

而在通过管件、阀件等局部障碍时因流动方向和流动截面的突然改变所造成的机械能损失称局部阻力。

流体在水平管道中作定常流动时，由截面1流动到截面2的阻力损失表现在静压的降低，即所以流体流过直管时的能量损失[J/kg]λ=2dΔP1/ρlu2流体流过阀门或管件因局部阻力引起的能量损失[J/kg]ζ=2ΔP2/ρu2式中λ——摩擦系数； l ——管长，m； d ——管内径，m； u ——管内流速，m/s；ζ——阻力系数；ρ——流体密度，kg/m3; Δp1,Δp2——可由U形管压差计中的读数R值求得；Δp=(ρ指-ρ)gR ρ指——指示液的密度，kg/m3； g ——重力加速度，9.81m/s2四、实验装置流体流动测定示意图1—真空表 2—压力表 3—测压阀 4—控制阀5—涡轮流量计 6—平衡阀 7—放气阀 8—U形管压差计五、操作方法⒈选择进行实验的管路，打开其两端的阀门，同时关闭其余管路两端的阀门。

⒉打开各U形管压差计上的平衡阀及相应的测压阀。

⒊开启流量指示积算仪。

⒋转动泵轴，看其松紧是否正常。

⒌打开管路未端出口阀，关闭泵出口阀。

⒍引水灌泵。

7．开启泵的电源开关，若真空表和压力表上有读数，说明泵的转动正常，此时就可以送液。

（注意在泵出口阀关阀的情况下，泵转动不可过久，以防其发热损坏）。

8．逐渐打开出口阀，至流量指示积算仪上的指针达到满量程为止，然后关闭管路末端出口阀。

流体流动阻力测定实验一、实验目的1.1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。

1.2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。

1.3测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数ξ。

1.4学会倒U形压差计和涡轮流量计的使用方法。

1.5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。

2.1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：2221udlppphffλρρ=−=Δ= （1）即， 22lupdfρλΔ= （2）式中：λ—直管阻力摩擦系数，无因次；d —直管内径，m；fpΔ—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/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，64=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、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。

fpΔ例如本装置采用涡轮流量计测流量V（m3/h）。

2900dVuπ= (5)fpΔ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。

（1）当采用倒置U型管液柱压差计时(6) gRpfρΔ=式中：R－水柱高度，m。

（2）当采用U型管液柱压差计时()gRpfρρΔ−=0 (7)式中：R－液柱高度，m；0ρ－指示液密度，kg/m3。