中国石油大学华东沿程阻力实验报告

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。

中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告实验日期：2014.05.09 成绩：班级：石工1207 学号：12021317 姓名：郑超教师：李成华同组者：李威昌韦馨林实验六、流动状态实验一、实验目的h）及断面的平均流速；1．测定液体运动时的沿程水头损失（fh—v）曲线图，找出下临界点并计算临界雷诺数的值。

2．在双对数坐标上绘制流态（f二、实验装置本室验的装置如图所示。

本实验所用的设备有流态实验装置、量筒、秒表、温度计及粘温表。

在图1-6-1横线上正确填写实验装置各部分的名称图1-6-1流态实验装置1. 稳压水箱；2. 进水管；3. 溢流管；4. 实验管路；5. 压差计；6. 流量调节阀；7. 回流管线；8. 实验台；9. 蓄水箱；10. 抽水泵；11. 出水管三、实验原理 填空1．液体在同一管道中流动，当 流速 不同时有层流、紊流两种流动状态。

层流 的特点是质点互不掺混，成线状流动。

在 紊流 中流体的各质点相互掺混，有脉动现象。

不同的流态，其 沿程水头损失 与断面平均速度的关系也不相同。

层流的沿程水头损失与断面平均流速的 一次方 成正比；紊流的沿程水头损失与断面平均速度的m 次方成正比 (m= 1.75-2.0 ) 。

层流与紊流之间存在一个过渡区，它的沿程水头损失与断面平均流速关系与层流、紊流的不同。

2．当稳压水箱一直保持溢流时，实验管路水平放置且管径不变，流体在管内的流动为稳定流，此种情况下v 1=v 2。

那么从A 点到B 点的沿程水头损失为h f ，可由能流量方程导出：221122f 12121212()()22()()p v p v h z z g gp pz z h h hγγγγ=++-++=+-+=-=∆h 1、h 2分别是A 点、B 点的测压管水头，由 压差计 中的两个测压管读出。

3．雷诺数（Reynolds Number ）判断流体流动状态。

雷诺数的计算公式为：Dv Re ν=D —圆管内径；v —断面平均速度；ν—运动粘度系数当c Re Re <（下临界雷诺数）为层流，c Re =2000~2320；当cRe Re '>（上临界雷诺数）为紊流，c Re '=4000~12000之间。

沿程阻力系数实验报告沿程阻力系数实验报告引言：沿程阻力系数是描述流体在管道中流动过程中受到的阻力大小的一个重要参数。

准确测量沿程阻力系数对于流体力学研究和工程应用具有重要意义。

本实验旨在通过实验方法测量沿程阻力系数，并探讨其与流速、管道直径等因素的关系。

实验装置：本次实验采用的实验装置主要包括：水泵、流量计、压力计、流量调节阀、管道等。

其中，水泵用于提供流体流动的动力；流量计用于测量流体通过管道的流量；压力计用于测量管道中的压力；流量调节阀用于控制流体流动的速度。

实验步骤：1. 首先，将实验装置按照实验要求进行搭建，并将水泵连接到管道系统中。

2. 打开水泵，调节流量调节阀，使流量计示数稳定在一定数值。

3. 记录流量计示数和压力计示数，并计算流速和压力差。

4. 重复上述步骤，改变流量调节阀的开度，记录不同流速下的流量计示数和压力计示数。

5. 根据实验数据，计算沿程阻力系数。

实验结果：根据实验数据，我们得到了不同流速下的流量计示数和压力计示数。

通过计算，得到了相应的流速和压力差。

进一步分析实验数据，我们得到了不同流速下的沿程阻力系数。

讨论与分析：通过实验结果的分析，我们可以得到以下结论：1. 沿程阻力系数与流速呈正相关关系。

随着流速的增加，沿程阻力系数也会增加。

这是因为流速增加会导致流体分子之间的相互碰撞增加，从而增加了阻力。

2. 沿程阻力系数与管道直径呈反相关关系。

管道直径越大，沿程阻力系数越小。

这是因为管道直径增大会减小单位面积内的流体流速，从而减小了阻力。

3. 沿程阻力系数与流体的黏度有关。

黏度越大，沿程阻力系数越大。

这是因为黏度大的流体分子之间的相互作用力较大，从而增加了阻力。

结论：通过本次实验，我们成功测量了沿程阻力系数，并探讨了其与流速、管道直径、流体黏度等因素的关系。

实验结果表明，沿程阻力系数与流速、管道直径、流体黏度等因素密切相关。

这对于流体力学的研究和工程应用具有重要意义。

致谢：在此，我们要感谢实验指导老师的悉心指导和同组同学的合作。

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2 0.01/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2202 0S 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。

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。

深圳大学实验报告课程名称 : 水力学实验项目名称 : 沿程阻力系数测定学院 : 土木工程学院专业 : 土木工程指导教师 :序号报告人学号班级组别组长2345实验时间 :提交时间 :一、实验目的1、测定流体在等直圆中流动不同雷诺数Re 时的沿程阻力系数λ，并确定它们之间的关系。

2、了解流体在道中流动时能量损失的测量计算方法。

二、实验原理流体在管道中流动时，由于流体的粘性作用产生阻力，阻力表现为流体的能量损失。

当对L 长度两断面列能量方程式时，可以求得L 长度上的沿程水头损失：f h f =P 1+2P γ=h2-1h =△h[m]根据达西公式：=h λL d ·V22g[m]实验测得△h （=h ƒ）,再测量出流体的流量Q ，并计算出管道断面的平均流速V ，即可求得沿程阻力系数λ：f h d ·2g V2L =λ式中：d — 试验管内径 [m]² g — 重力加速度 [m/s]三、实验装置（见图1）实验台主要由二根不同的实验管路组成。

每根管子中间L 长度的两断面上设有测压孔，可用压差板测出管路实验长度L 上的沿程损失；管路的流量测量采用体积法测量。

利用水泵将储水箱中的水打入试验管路，经稳流箱稳定水流，再通过出水阀门控制出水流量。

通过计量水箱返回储水箱。

压差板实验管图 1回水管计量水箱供水箱稳压水箱四、实验操作1、实验前的准备（1）熟悉实验装置的结构及其流程。

（2）启动水泵，调整上水阀，使稳压水箱有适量溢流，并排除压差板上测压玻璃管中的空气，移动滑尺，即可读取数据。

（3）测试水温。

2、测录数据（1）调节出水阀门，使压差计的压差指示△h约为20㎜左右，以这个压差为第一个试验点，并记录相应的水流流量Q。

（2）逐次开大出水阀门的开度，测读相应的压差值△hƒ和流量Q。

建议做6～10个测试点直到压差达到接近最高高度为止。

（3）本实验台可以进行不同粗细管道二组实验的测试，试验方法同上。

沿程阻力损失实验1．本实验中，沿程阻力损失就是压差计的压差，如果管道有一定的倾角，压差计的压差是否还是沿程阻力损失？为什么？现以倾斜等径管道上装设的水银多管压差计为例说明（图中A —A 为水平线）： 如图示O —O 为基准面，以1—1和2—2为计算断面，计算点在轴心处，设21v v =，∑=0j h ，由能量方程可得⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-γγ221121p Z p Z h f 111222216.136.13H H h h H h h H p p +∆-∆-∆+∆+∆-∆+-=γγ 112226.126.12H h h H p +∆+∆+-=γ∴ ()()122211216.126.12h h H Z H Z h f ∆+∆++-+=-)(6.1221h h ∆+∆=这表明水银压差计的压差值即为沿程水头损失，且和倾角无关。

2．根据实测m 值判断本实验的流区。

f h lg ～v lg 曲线的斜率m=1.0～1.8，即f h 与8.10.1-v 成正比，表明流动为层流（m=1.0）、紊流光滑区和紊流过渡区（未达阻力平方区）。

3．管道的当量粗糙度如何测得？当量粗糙度的测量可用实验的方法测定λ及e R 的值，然后用下式求解：（1）考尔布鲁克公式⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆-=λλe R d 51.27.3lg 21莫迪图即是本式的图解。

（2）S ．J 公式()[]29.074.57.ln 325.1e R d +∆=λ（3）Barr 公式 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆-=89.01286.57.3lg 21e R d λ 其中（3）式精度最高。

在反求d ∆时，（2）式开方应取负号。

也可直接由λ～e R 关系在莫迪图上查得d∆，进而得出当量粗糙度∆值。

4．实验工程中的钢管中的流动，大多为光滑紊流或紊流过渡区，而水电站泄洪洞的流动，大多数为紊流阻力平方区，其原因何在？钢管的当量粗糙度一般为0.2mm ，常温下，s cm /01.02=ν，经济流速s cm /300，若实用管径D=（20～100）cm ，其5106⨯=e R ～6103⨯，相应的d∆=0.0002～0.001，由莫迪图可知，流动均处在过渡区。

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。

《工程流体力学》沿程阻力系数的测定实验【实验目的】测定沿程阻力系数λ。

【实验装置】在流体力学综合实验台中，本实验涉及的部分有沿程水头损失实验管、阀门、上水阀、出水阀，水泵和计量水箱等，时间及温度可由显示面板直接读出。

【实验原理】对沿程阻力两点的端面列伯努利方程得gp pg P pg P h f ρ∆=-=//21 由达西公式： gv d L h f 22⋅⋅=λ 测得流量， 并计算出断面平均流速，即可求得沿程阻力系数22Lv gdh f =λ【实验内容】（1）测定2组沿程阻力损失数据及其对应平均流速；（2）计算沿程阻力损失系数；（3）对比两次实验所得沿程阻力损失系数，并分析。

【实验步骤】（1）测量各有关常数，并接通电源。

（2）打开开关。

（3）调整各阀门至合适位置。

（4）调整显示面板至“沿程阻力”实验。

（5）显示面板数据归零。

（6）开启水泵。

（7）开启进水阀门，使压差达到最大高度，作为第一个实验点，读取进出口压强。

（8）测读计量水箱在时间间隔t∆的自由液面高度差。

（9）减小流量，作为第二个实验点，读取进出口压强。

（10）测读计量水箱在时间间隔t∆的自由液面高度差。

（11）实验结束，清理实验设备及环境。

注意：读取显示面板压强遵照实际情况，不同台号的设备基础参数设置不同。

【实验数据记录】1、记录有关常数管道外径d=______________管道壁厚δ=______________测点间距L=______________水温t=__________________计量水箱底面长宽_________2、实验数据沿程阻力系数实验数据记录。