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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=Φ2(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。
化工原理实验报告流体流动阻力实验目的：通过测量不同条件下流体的流动阻力，并对结果进行分析，了解流体流动的基本特性及其影响因素。
实验原理：1. 流动阻力：当流体通过管道或孔隙时，会受到管道或孔隙壁面的阻力而产生阻碍，这种阻碍就被称为流动阻力。
流动阻力与管道长度、管道直径、流速和流体黏度有关。
2. 流量：单位时间内流体通过管道或孔隙的量称为流量，单位是立方米/秒。
3. 流速：流体通过管道或孔隙时，在单位时间内被运动到的体积与管道截面积的比值，称为流速，单位是米/秒。
4. 压力损失：流体流动时被阻碍形成的压差称为压力损失，即高压端压力减低压端压力差。
压力损失随着管道长度的增加而增加，随着管道内径的减小而增加，而随着粘度的增加而减小。
实验器材：1. 倾斜漏斗2. 液压流量表3. 钢尺4. 塑料软管实验步骤：1. 将倾斜漏斗放置在流量计上方，开启阀门，记录液位高度和流量计读数。
2. 改变管道长度（截面积不变），分别记录不同长度下的压力损失和流速。
3. 改变管道截面积（长度不变），分别记录不同截面积下的压力损失和流速。
4. 改变流体黏度（管道长度和截面积均恒定），分别记录不同粘度下的压力损失和流速。
实验结果：实验数据记录：试验条件管道长度（m）管道直径（mm）流量（L/min）流速（m/s）压力损失（Pa）:: :: :: :: :-: ::1 2 8 12.81.28 2002 4 8 12.0 0.60 4003 6 8 10.5 0.35 6004 2 6 10.7 1.07 1755 2 4 9.5 1.58 1506 2 8 12.8 1.28 2007 2 8 10.4 1.04 1608 2 8 9.3 0.93 1209 2 8 12.8 1.28 20010 2 8 6.70.67 24011 2 8 12.8 1.28 20012 2 8 7.2 0.72 20013 2 8 12.8 1.28 20014 2 8 8.5 0.85 200根据数据可得，流量和流速随着管道长度、管道截面积和流体黏度的增大而减小，压力损失随着这三个因素的增大而增大。
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（化工原理实验报告）流体流动阻力的测定（化工原理实验报告）摘要：本实验研究了流体流动阻力的测定方法，以了解流阻比数据和参数对流体流动特性的影响。
实验中采用了空心管实验装置，在一定的压差试验条件下，通过压力表和熨斗流量计测量压力和流量，计算出流阻比系数。
通过实验，研究了流阻比系数随着实验参数（流量、温度、压力）变化的规律，从而获得一定规律性的微观流动特性数据。
关键词：流阻比；熨斗流量计；实验；流动阻力1 前言流体流动阻力是研究流体流动特性的一项重要参数。
它决定了流体在管道内流动时会受到什么样的阻力，直接影响着流体在设备内的流动性能和传热特性。
因此，准确测量流体流动阻力是研究管道流动的关键问题。
本实验旨在研究空心管装置测量的流阻比数据对流体流动特性的影响，以便获得微观流动特性数据，并用于管道设计、传热学的研究中。
2 实验目的1）研究在空心管实验装置内测量流阻比系数的变化规律：2）利用测量的流阻比系数，得出瞬态流体流动特性曲线，即流量与压力的变化规律； 3）通过实验有规律地分析，获得实验流体的微观流动特性参数。
3 实验装置本实验主要采用空心管实验装置（见图1），由电磁阀控制罐内的液体，带动空心管内的流体循环，保持流量一定，从而实现实验的要求。
该装置由如下几个部分组成：（1）空心管；（2）球阀；（3）高低压罐；（4）汽缸和气缸；（5）液体泵；（6）电磁阀；（7）水箱；（8）熨斗流量计；（9）压力表；（10）温度计。
4 实验方法1）确定实验条件：根据实验任务，确定温度、压力、流量等参数，以及电磁阀的控制时间；2）进行实验：根据实验条件，控制电磁阀的开启和关闭，实现空心管内的液体流动，同时调节实验参数，测量压力及流量；3）根据压力和流量，绘出流量-压力曲线，计算出对应的流阻比系数；4）根据实验数据，进行实验数据分析，探究实验参数变化时，流阻比系数变化规律，得出流体的微观流动特性参数。
5 实验数据在实验中，调节不同的参数，实现不同的实验条件，测量得到流量和压力的数据，根据测量的实验数据，画出Flow-Pressure曲线，结果如下表1所示：实验条件实测压力(MPa) 实测流量（M3/h）流阻比(MPa/m3/h)条件1 0.39 0.159 0.80条件2 0.51 0.159 1.06条件3 0.62 0.159 1.29条件4 0.68 0.159 1.41条件5 0.80 0.159 1.64表1 实验结果图2 Flow-Pressure曲线图6 结论1）根据上述的实验结果，可以发现，随着压力和流量的增加，流阻比也相应地增大；2）通过分析实验数据，可以获得一定的规律性的微观流动特性数据，即通过把不同的实验参数变量并入方程式中，可以根据需要精确地预测不同条件下，流体流动时的压力和流量变化规律；3）该测试结果可以作为设计管路时流体传热特性和流动特性的参考，更好地掌握管路中流体的流动特性。
化工原理-流体阻力实验报告(北京化工大学)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ北京化工大学化工原理实验报告实验名称: 流体阻力实验班级：化工１3０5班姓名：张玮航学号: 201301１132 序号: １1同组人：宋雅楠、陈一帆、陈骏设备型号：流体阻力-泵联合实验装置UPＲＳⅢ型-第４套实验日期：2０1５－11-2７一、实验摘要首先，本实验使用U ＰＲS Ⅲ型第４套实验设备,通过测量不同流速下水流经不锈钢管、镀锌管、层流管、突扩管、阀门的压头损失来测定不同管路、局部件的雷诺数与摩擦系数曲线。
确定了摩擦系数和局部阻力系数的变化规律和影响因素，验证在湍流区内λ与雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。
该实验结果可为管路实际应用和工艺设计提供重要的参考。
结果，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Bl ａsui ｓ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。
关键词:摩擦系数,局部阻力系数,雷诺数，相对粗糙度二、实验目的1、掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法：①测量湍流直管的阻力，确定摩擦阻力系数。
②测量湍流局部管道的阻力，确定摩擦阻力系数。
③测量层流直管的阻力,确定摩擦阻力系数。
2、验证在湍流区内摩擦阻力系数λ与雷诺数Ｒe 以及相对粗糙度的关系。
3、将实验所得光滑管的λ-Re 曲线关系与B ｌａsiu ｓ方程相比较。
三、实验原理１、 直管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会产生摩擦阻力(即直管阻力)；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，会产生局部阻力。
由于分子的流动过程的运动机理十分复杂，目前不能用理论方法来解决流体阻力的运算问题,必须通过实验研究来掌握其规律。
实验一、管路阻力的测定一、实验目的1．学习直管阻力与局部阻力的测定方法。
2．学习计算并绘制直管摩擦系数λ与R e 的关系曲线的方法。
3．学习确定局部阻力系数ζ的方法。
二、实验原理流体在管路中的流动阻力分为直管阻力和局部阻力两种。
直管阻力也称为表皮阻力，是流体流经一定管径的直管时，由于流体内摩擦而产生的阻力， （m ） (1)gu d L g p H f 22⋅⋅=∆-=λρ局部阻力也称为形体阻力，是由于流体流经管路中的管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小等局部地方，由于边界层分离而产生旋涡所引起的能量损失， (m)(2) gu g p H f22'⋅=∆-=ζρ管路的总能量损失等于管路中所有以上两种阻力的加和∑∑+=∑'ff f H H H 本实验所用的装置流程图如图1所示，实验装置由并联的两个支路组成，一个支路用于测定直管阻力，另一个用于测定局部阻力。
图1. 管路阻力测定实验装置流程图1-底阀2-入口真空表3-离心泵4-出口压力表5-充水阀6-差压变送器7-涡轮流量计8-差压变送器9-水箱测定直管阻力所用管子的规格：1#~2#实验装置：直管内径为27.1mm，直管管长1m。
3#~8#实验装置：直管内径为35.75mm，直管管长1m局部阻力的测定对象是两个阀门，一个闸阀，一个截止阀。
三、实验步骤1．打开充水阀向离心泵泵壳内充水。
2．关闭充水阀、出口流量调节阀，启动总电源开关，启动电机电源开关。
3．打开出口调节阀至最大，记录下管路流量最大值，即控制柜上的涡轮流量计的读数。
4．调节出口阀，流量从大到小测取8次，再由小到大测取8次，记录各次实验数据，包括涡轮流量计的读数、直管压差指示值。
5．关闭直管阻力直路的球阀，打开局部阻力的球阀，测定在三个流量下的局部压差指示值。
6．测取实验用水的温度。
7．关闭出口流量调节阀，关闭电机开关，关闭总电源开关。
注意事项：离心泵禁止在未冲满水的情况下空转。
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（阀门）时阻力损失的一般实验方法。
2、测定直管摩擦系数大与雷诺准数Re的关系，验证在一般湍流区内为与Re的关系曲线。
3、测定流体流经管件（阀门）时的局部阻力系数季4、识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。
二、实验装置实验装置如下图所示：11+J1、水箱2、离心泵3、压差传感器4、温度计5、涡轮流量计6、流量计7、转子流量计8、转子流量计9、压差传感器10、压差传感器11、压差传感器12、粗糙管实验段13、光滑管实验段14、层流管实验段15、压差传感器16、压差传感器17、阐阀18、截止阀图1实验装置流程图装置参数:三、实验原理1、直管阻力摩擦系数大的测定流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为:. 2 d Ap九二- -fP lu 2du pRe = 一N采用涡轮流量计测流量VV u =900冗d 2用压差传感器测量流体流经直管的压力降A P f o根据实验装置结构参数1、d，流体温度T （查流体物性p、四），及实验时测定的流量V、压力降APf，求取Re和大，再将Re和大标绘在双对数坐标图上。
2、局部阻力系数Z的测定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，这种方法称为阻力倍数法。
即：故0= 2A L ⑹P U 2根据连接管件或阀门两端管径中小管的直径d,流体温度T （查流体物性p、四），及实验时测定的流量V、压力降APf,，通过式⑸或⑹，求取管件（阀门）的局部阻力系数Z。
四、实验步骤1、开启仪表柜上的总电源、仪表电源开关。
2、首先对水泵进行灌水，然后关闭出口阀，启动水泵，待电机转动平稳后，把出口阀缓缓开到最大。
3、实验从做大流量开始做起，最小流量应控制在1.5m3/h。
由于实验数据处理时使用的是双对数坐标，所以实验时每次流量变化取一递减的等比数列这样得到的数据点就会均匀分布，时实验结果更具准确性。
流体流动阻力测定的实验一、实验目的及任务1 .学习直管摩擦阻力AP 八直管摩擦系数人的测定方法。
2 .掌握直管摩擦系数人与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。
3 .掌握局部摩擦阻力APr 局部阻力系数Z 的测定方法。
4 .学习压强差的几种测量方法和提高其测量精确度的一些技巧。
二、基本原理流体在管路中流动时，由于黏性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起流体压力损耗。
这种 损耗包括流体在流动时所产生的直管阻力损失和局部阻力损失。
1 .直管阻力损失流体流过直管时的摩擦系数与阻力损失之间的关系可用下式表示, l u 2h =九 x 一 x 一 f d 2式中 d 一管径，m ；1 一管长，m ； u —流速，m / s ； 九一摩擦系数。
在一定的流速下，测出阻力损失，按下式即可求出摩擦系数九7 d 2九=h x_x —f 1 u 2阻力损失h f 可通过对两截面间作机械能衡算求出(1-3)P -流体的密度，kg/m 3A f -两截面的压强差，Pa 。
由式（1-4）可知，对于水平等径直管只要测出两截面上静压强的差即可算出h f 。
两截面上静压 强的差可用压差计测出。
流速由流量计测得，在已知管径d 和平均流速u 的情况下，只需测出流体 的温度K 查出该流体的密度p 和黏度〃，则可求出雷诺数Re ，从而得出流体流过直管的摩擦系数人与雷诺数Re 的关系。
2.局部阻力损失阀门、突然扩大、突然缩小、弯头、三通等管件的局部阻力系数可用下式计算对于水平等径直管，z 1=z 2 u 1=u 2, 上式可简化为p 「P 2PA p―f P(1-4)式中p 1-p 2一两截面的压强差， Pa ；(1-1)(1-2)1 2)(1-5)三、实验装置流程和主要设备1.实验装置流程流体流动阻力实验流程如图1-1所示。
图1-1流动阻力实验流程示意图1-水箱；2-离心泵；3、4-放水阀；5、13-缓冲罐；6-局部阻力近端测压阀；7、15-局部阻力远端测压阀；8、20-粗糙管测压回水阀；9、19-光滑管测压阀；10-局部阻力管阀；11-U型管进水阀；12- 压力传感器；14-流量调节阀；15、16-水转子流量计；17-光滑管阀；18-粗糙管阀；21-倒置U型管放空阀；22-倒置U型管；23-水箱放水阀；24-放水阀;2.被测光滑直管段：管径d—0.008m；管长L—1.69m；材料一不锈钢管被测粗糙直管段：管径d—0.010m；管长L—1.69m；材料一不锈钢管被测局部阻力直管段：管径d—0.015m；管长L—1.2m；材料一不锈钢管3.压力传感器：型号:LXWY 测量范围：200 KPa4.直流数字电压表：型号：PZ139 测量范围：0〜200 KPa5.离心泵:型号：WB70/055 流量：8(m3/h) 扬程：12(m) 电机功率：550(W)6.玻璃转子流量计：型号测量范围精度LZB—40 100〜1000(L / h) 1.5LZB—10 10〜100(L/h) 2.5四、实验方法及步骤1.向储水槽内注水，直到水满为止。
一、实验目的1. 理解流体流动阻力产生的原因及影响因素。
2. 掌握测定流体流动阻力的实验方法。
3. 分析流体流动阻力与雷诺数、相对粗糙度等因素之间的关系。
二、实验原理流体在管道内流动时，由于粘性作用，会产生流动阻力。
流动阻力包括摩擦阻力和局部阻力。
摩擦阻力是由于流体与管道内壁的摩擦作用而产生的，而局部阻力是由于管道截面变化、管件、阀门等引起的。
根据流体力学理论，摩擦阻力与雷诺数、相对粗糙度等因素有关。
雷诺数（Re）是流体流动状态的无量纲参数，表示流体惯性力与粘性力的比值。
相对粗糙度（ε/d）是管道内壁粗糙度与管道直径的比值。
摩擦阻力系数（λ）与雷诺数和相对粗糙度之间的关系可用以下公式表示：λ = f(Re, ε/d)其中，f(Re, ε/d)为摩擦阻力系数与雷诺数和相对粗糙度之间的函数关系。
局部阻力系数（ζ）与局部阻力损失有关，可用以下公式表示：ζ = Δp/ρu²其中，Δp为局部阻力损失，ρ为流体密度，u为流体流速。
三、实验装置与流程1. 实验装置：流体阻力实验装置包括直管、弯头、阀门、流量计、压力计等。
2. 实验流程：（1）打开水源，调节流量计，使流体以稳定流速流动。
（2）记录流体流速、温度、压力等参数。
（3）改变管道内壁粗糙度，重复步骤（2）。
（4）改变管道截面形状，如直管、弯头、阀门等，重复步骤（2）。
（5）根据实验数据，计算摩擦阻力系数、局部阻力系数等。
四、实验结果与分析1. 摩擦阻力系数与雷诺数、相对粗糙度之间的关系通过实验数据，绘制摩擦阻力系数与雷诺数、相对粗糙度之间的关系曲线。
分析可知，摩擦阻力系数随雷诺数增加而减小，随相对粗糙度增加而增大。
2. 局部阻力系数与局部阻力损失之间的关系通过实验数据，计算局部阻力系数。
分析可知，局部阻力系数随局部阻力损失增加而增大。
3. 流体流动阻力与管道内壁粗糙度、截面形状等因素之间的关系通过实验数据，分析流体流动阻力与管道内壁粗糙度、截面形状等因素之间的关系。
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（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ξ。
4、识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。
二、实验装置实验装置如下图所示：1、水箱2、离心泵3、压差传感器4、温度计5、涡轮流量计6、流量计7、转子流量计8、转子流量计9、压差传感器10、压差传感器11、压差传感器12、粗糙管实验段13、光滑管实验段14、层流管实验段15、压差传感器16、压差传感器17、阐阀18、截止阀图1 实验装置流程图装置参数：名称材质管内径/mm 测量段长度/mm三、实验原理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∆-=== ⑴即 22fd p luλρ∆=⑵Re du ρμ=⑶采用涡轮流量计测流量V2900Vu dπ=⑷ 用压差传感器测量流体流经直管的压力降f p ∆。
根据实验装置结构参数l 、d ，流体温度T （查流体物性ρ、μ），及实验时测定的流量V 、压力降ΔPf ，求取Re 和λ，再将Re 和λ标绘在双对数坐标图上。
2、局部阻力系数ζ的测定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，这种方法称为阻力倍数法。
即：'2'2ffp u h g gζρ∆== ⑸ 故 '22fp u ζρ∆=⑹根据连接管件或阀门两端管径中小管的直径d ，流体温度T （查流体物性ρ、μ），及实验时测定的流量V 、压力降ΔPf ’，通过式⑸或⑹，求取管件（阀门）的局部阻力系数ζ。
四、实验步骤1、开启仪表柜上的总电源、仪表电源开关。
2、首先对水泵进行灌水，然后关闭出口阀，启动水泵，待电机转动平稳后，把出口阀缓缓开到最大。
3、实验从做大流量开始做起，最小流量应控制在1.5m3/h。
流体阻力实验报告北京化工大学化工原理实验报告实验名称：流体流动阻力测定班级：化工10学号：2010姓名：同组人：实验日期：2012.10.10流体阻力实验一、摘要通过测定不同阀门开度下的流体流量v q ，以及测定已知长度l 和管径d 的光滑直管和粗糙直管间的压差p ?，根据公式22u l p d ρλ?=，其中ρ为实验温度下流体的密度；流体流速24d q u vπ=，以及雷诺数μρdu =Re （μ为实验温度下流体粘度），得出湍流区光滑直管和粗糙直管在不同Re 下的λ值，通过作Re -λ双对数坐标图，可以得出两者的关系曲线，以及和光滑管遵循的Blasius 关系式比较关系，并验证了湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度ε/d 的函数。
由公式22121pu uρζ?+=-可求出突然扩大管的局部阻力系数，以及由Re64=λ求出层流时的摩擦阻力系数λ，再和雷诺数Re 作图得出层流管Re -λ关系曲线。
关键词：摩擦阻力系数局部阻力系数雷诺数Re 相对粗糙度ε/d二、实验目的1、掌握测定流体流动阻力实验的一般试验方法；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ζ；3、测定层流管的摩擦阻力系数λ；4、验证湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度ε/d 的函数；5、将所得光滑管的λ-Re 方程与Blasius 方程相比较。
三、实验原理1、直管阻力损失函数：f （h f ，ρ，μ，l ，d ，ε,u ）=0应用量纲分析法寻找hf （ΔP /ρ）与各影响因素间的关系1）影响因素物性：ρ，μ设备：l ，d ，ε操作：u （p,Z ） 2）量纲分析ρ[ML -3]，μ[ML -1 T -1]，l [L]，d [L]，ε[L]，u [LT -1]，h f [L 2 T -2] 3）选基本变量（独立，含M ，L ，T ） d ，u ，ρ（l ，u ，ρ等组合也可以） 4）无量纲化非基本变量μ：π1＝μρa u b d c [M 0L 0T 0] =[ML -1 T -1][ML -3]a [LT -1]b [L]c ?a=-1,b=-1,c=-1 变换形式后得：π1＝ρud /μ l:π2＝l/d ε:π3＝ε/dh f :π4＝h f /u 2 5）原函数无量纲化 0,,,2=d l ddu u h F f εμρ 6）实验22,22u d l u d l d du h f==λεμρ? 摩擦系数：()d ε?λRe,=层流圆直管（Re<2000）：λ=φ（Re ）即λ=64/Re湍流水力学光滑管（Re>4000）：λ=0.3163/Re 0.25湍流普通直管（4000<re<=""></re+-=λελRe7.182log 274.11d 湍流普通直管（Re>临界点）：λ=φ（ε/d ）即?-=d ελ2log 274.112、局部阻力损失函数22u h f ζ=局部阻力系数：（局部结构）ζ=考虑流体阻力等因素，通常管道设计液速值取1～3m/s ，气速值取10～30m/s 。
流体流动阻力的测定一、实验目的1. 熟悉流体在管路内流动时流体阻力的测定方法；2. 测定直管摩擦系数λ 和雷诺准数R e 的关系曲线；3. 测定及局部阻力系数ζ。
二、实验原理流体在管路中的流动阻力分为直管阻力和局部阻力两种。
1、直管阻力直管阻力是流体经过一定管径的直管时由于流体内摩擦而产生的阻力。
∑+++=++f h ρp u g z ρp u g z 2222121122由于是直管且两截面的流速相等，即2121,z z u u ==，则上式简化为：gp g p p H ff ρ∆ρ=-=12阻力损失H f 与流体性质（密度ρ ，粘度μ ）；管路的几何尺寸（管长L ）；流动条件（流速u ）等有关。
2212.2:2..Lu p d gu d L g p g p p H ff f ρ∆λλρ∆ρ===-=其中直管摩擦阻力系数雷诺数R e 的公式为：μρdu R e =，根据λ与R e 的表达式可以算出不同流速下的直管摩擦系数λ和R e ，从而整理出直管摩擦系数λ和雷诺数R e 的关系，绘出R e 与λ的关系曲线。
2、局部阻力局部阻力主要是由于流体流经管路中的管件、阀门以及管截面的突然扩大或缩小等局部地方所引起的阻力。
22''u p H ff ξρ∆== 2'2u p fρ∆ξ=其中：降。
为局部阻力引起的压力'f p ∆代入上述公式可求出局部阻力系数ζ。
其中流速u 均可由公式：24DQu π=求出。
三、实验装置及操作步骤直管部分管径：光滑管d 内＝27.1mm ，两测压点间的距离L =1000mm 。
粗糙管d 内＝27.1mm ，两测压点间的距离L =1000mm 。
实验操作要点：1. 打开充水阀向离心泵泵壳内冲水。
2. 关充水阀和泵出口阀，启动泵电源开关。
3. 调节出口阀的流量取6个点，记录实验数据以及该流量下的差压，用于求取直管摩擦系数λ和R e 。
4. 调节出口阀的流量取3个点，记录实验数据以及该流量下的差压，用于求取局部阻力系数ζ。
扬州大学
化工原理实验报告班级姓名学号实验日期同组人姓名指导教师实验名称流体流动阻力的测定
一、实验预习
1. 实验目的
2. 实验原理
3. 写出下图所示的实验流程示意图中各编号所代表的设备、仪器或仪表的名称。
流体流动阻力实验流程示意图
4. 简述实验所需测定的参数及其测定方法
5. 实验操作要点
二、实验数据表（一）原始数据表1. 直管阻力
2. 局部阻力
指导教师（签字）（二）数据整理表
1. 直管阻力
2. 局部阻力
三、计算举例（并绘出Re ~ λ关系曲线）
四、问题讨论
1. 测压孔大小和位置、测压导管的粗细和长短对实验有无影响为什么
2. 如何防止U形压差计内的水银被冲走本实验中采取了什么防护措施
3. 为什么在对某一项目测量时，其余各水路必须切断
4. 本实验中使用了哪些测定压强差的方法它们各有什么特点。
北京化工大学
化工原理实验报告
实验名称：流体阻力实验
班级：化工1101
姓名：王某某
学号：2010001001 序号： 1
同组人：王某某、王某某、王某某、王某某
设备型号：流体阻力-泵联合实验装置UPRSⅢ型-第1套实验日期：2013-10-12
一、实验摘要
本实验使用UPRSⅢ型第1套实验设备，测量了水流经不锈钢管、镀锌管、层流管、突扩管、阀门的阻力损失。
确定了摩擦系数和局部阻力系数的变化规律和影响因素，…………。
该实验结果可为管路实际应用和工艺设计提供重要的参考。
关键词：摩擦系数，局部阻力系数，……
二、实验目的
（结合实验教材+预习材料完成本项内容）
三、实验原理
（参考理论教材+实验教材+预习材料，综合整理到报告中。
切忌将预习材料中的内容一点不变抄下来！）
四、实验流程和设备
（结合实际设备+预习材料，使用AutoCAD软件绘图）
五、实验操作
（结合实际操作完成本项内容）
1、不锈钢管实验：（1、
2、3……）
2、镀锌管实验：（1、2、3……）
3、层流管实验：（1、2、3……）
…………
六、实验数据表格及计算举例
（Excel软件处理数据，报告中表格下面要有计算示例）
七、实验结果作图及分析
（按实验教材+预习材料要求，使用Excel、Origin等软件作图）
1、对光滑管与粗糙管的实验结果分析：
2、对层流管的实验结果分析：
…………
八、思考题
（按预习材料要求完成本项内容）
注意：
1、电子版报告文件取名：“1、王某某流体阻力实验报告”；
2、实验报告在上完“数据处理”课一周后提交。
北京化工大学化工原理实验报告实验名称：流体阻力实验班级：化工1305班*名：***学号：********** 序号：11同组人：宋雅楠、陈一帆、陈骏设备型号：流体阻力-泵联合实验装置UPRSⅢ型-第4套实验日期：2015-11-27一、实验摘要首先，本实验使用UPRS Ⅲ型第4套实验设备，通过测量不同流速下水流经不锈钢管、镀锌管、层流管、突扩管、阀门的压头损失来测定不同管路、局部件的雷诺数与摩擦系数曲线。
确定了摩擦系数和局部阻力系数的变化规律和影响因素，验证在湍流区内λ与雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。
该实验结果可为管路实际应用和工艺设计提供重要的参考。
结果，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。
关键词：摩擦系数，局部阻力系数，雷诺数，相对粗糙度二、实验目的1、掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法：①测量湍流直管的阻力，确定摩擦阻力系数。
②测量湍流局部管道的阻力，确定摩擦阻力系数。
③测量层流直管的阻力，确定摩擦阻力系数。
2、验证在湍流区内摩擦阻力系数λ与雷诺数Re 以及相对粗糙度的关系。
3、将实验所得光滑管的λ-Re 曲线关系与Blasius 方程相比较。
三、实验原理1、 直管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会产生摩擦阻力（即直管阻力）；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，会产生局部阻力。
由于分子的流动过程的运动机理十分复杂，目前不能用理论方法来解决流体阻力的运算问题，必须通过实验研究来掌握其规律。
为了减少实验的工作量、化简工作难度、同时使实验的结果具有普遍的应用意义，应采用基于实验基础的量纲分析法来对直管阻力进行测量。
利用量纲分析的方法，结合实际工作经验，流体流动阻力与流体的性质、流体流经处的几何尺寸、流体的运动状态有关。
可表示为：()u l d f p ,,,,,μρε=∆。
通过一系列的数学过程推导，引入以下几个无量纲数群：①雷诺数： Re du ρμ=；②相对粗糙度： d ε；③长径比： ld整理得到：2,,p du l u d d ρεψρμ⎛⎫∆= ⎪⎝⎭其中，令：Re,d ελ⎛⎫=Φ ⎪⎝⎭为直管阻力系数，则有 2Re,2p l u d d ερ∆⎛⎫=Φ ⎪⎝⎭。
阻力系数与压头损失之间的关系可通过实验测得，上式改写为：22f pl u H d λρ∆==⨯（1）（式中fH ——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—直管中的摩擦阻力系数。
）根据机械能衡算方程，实验测量fH ：2211221222e fp u p u gz H gz H ρρ+++=+++2211221222f ep u p u H gz gz H ρρ⎛⎫⎛⎫=++-+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭22epu g z H ρ∆∆=∆+++ （2）对于水平无变径直管道，结合式（1）与式（2）可得摩擦系数：λ测量22d p l u ρ⋅∆=⋅⋅当流体在管径为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的压强差，即为流体流过两截面间的流动阻力。
通过改变流速可测出不同Re 下的摩擦阻力系数，这样便能得到某一相对粗糙度下的Re λ-关系。
其中，经过大量实验后人们发现：1、层流圆直管（Re<2000）：λ=φ（Re ）即λ=64/Re2、湍流水力学光滑管（Re>4000）：λ=0.3163/Re 0.253、湍流普通直管（4000<Re<临界点）：λ=φ（Re,ε/d ）即⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=λελRe 7.182log 274.11d4、湍流普通直管（Re>临界点）：λ=φ（ε/d ）即⎪⎭⎫⎝⎛-=d ελ2log 274.11将上述经验结果归纳为表1 。
直管段两端使用电子压差计来测量压差。
对于任意一种流体，其直管摩擦系数λ仅与Re 和有关。
因此只要在实验室的小规模装置上利用水作实验物系，进行有限量的实验，就可以确定λ与Re 和的关系，从而计算任意流体在管路中的流动阻力损失，这些结论就可以推广到工业生产实际中去。
2、局部阻力流体的边界在局部地区发生急剧变化时，迫使主流脱离边壁而形成漩涡，流体质点间产生剧烈的碰撞，所形成的阻力称为局部阻力。
局部阻力通常以当量长度法或局部阻力系数法表示。
本实验中采用局部阻力系数法。
①当量长度法：流体通过阀门或管件的局部阻力损失，若与流体流过一定长度的相同管径的直管阻力相当，则称这一直管长度为管件或阀门的当量长度，用符号e l 表示。
在管路计算时，可求出管路与阀门的当量长度之和e l ∑。
如所计算的管路长度为l ，则流体在管路中流动的总阻力损失为：22u d l l h e f ⋅∑+⋅=λ②局部阻力系数法：流体通过某一件阀门或管件的阻力损失用流体在管路中的动能系数来表示，这种计算局部阻力的方法，称为阻力系数法，即22u ph e ξρ=∆=对于不同的阀门和管径变化，有着不同的局部阻力系数。
局部阻力系数的大小归结为一个表中。
见表2 。
表2 局部阻力系数与局部结构关系（Re>4000）()1222p p u ςρ-=（无变径）和()2122121p p u uρς-+=-（有变径）（ 式中，p 1 、p 2分别为上下游截面压强差，u 1 、u 2为两个管径内的平均流速，ρ——流体密度）四、实验流程和设备图1 流体阻力实验带控制点工艺流程1-水箱；2-水泵；3-涡轮流量计；4-主管路切换阀；5-层流管；6-截止阀；7-球阀；8-不锈钢管；9-镀锌钢管；10-突扩管；11-流量调节阀（闸阀）12-层流管流量阀（针阀）13-变频仪实验介质：水（循环使用）研究对象：不锈钢管，l=1.500m,d=0.021m;镀锌管，l=1.500m,d=0.021m; 突扩管，l1=0.020m,d1=0.016,l2=0.280m,d2=0.042; 截止阀，DN20,d=0.021m; 球阀，DN20,d=0.021m; 层流管，l=1.500m,d=0.003m;仪器仪表：涡轮流量计，LWGY-25型，0.6~10m3/h,精确度等级0.5； 温度计，Pt100,0~200℃，精度等级0.2压差传感器，WNK3051型，-20~100kPa ，精度等级0.2显示仪表：AI-708等，精度等级0.1。
变频仪：西门子MM420型。
其他：计算机数据采集和处理，380V AC+220V AC五、实验操作1、准备工作及通用操作：1、开泵。
打开各管路的切换阀门，关闭流量调节阀，按变频仪上绿色按钮启动泵，固定转速（f=50Hz），观察到泵出口表压力为0.2MPa左右时即可开始实验。
2、排气。
排尽整个系统的气体，包括设备主管和测压管线中的气体。
具体步骤为：全开压差传感器排气阀，打开流量调节阀11数十秒钟后再关闭，这时流量为零，等待一段时间，观察压差传感器指示读数是否为0（+0.05kPa），否则，要重新排气。
对于测压管线排气：打开全部测压阀、压差传感器排气阀，查看Δp孔板。
再次打开传感器排气阀，10秒后关闭，重复多次至零点不变，记录Δp孔板。
3、实验测取数据。
打开镀锌管管路的切换阀和测压管线上的切换阀，其余管路的切换阀和测压管线上的切换阀都关闭。
流量由大到小，测取数据。
4、测量球阀和截止阀数据的方法同上。
2、不锈钢管实验：1、打开传感排气阀并记录ΔP。
2、打开不锈钢管测量管路切换阀，测压阀。
3、打开流量调节阀从小到大调节流量，3.5m3/h以上通过变频器调节，记录数据。
3、镀锌管实验：1、打开传感排气阀并记录ΔP。
2、打开镀锌管测量管路切换阀，测压阀。
关闭其他切换阀、测压阀。
3、打开流量调节阀从小到大调节流量，3.5m3/h以上通过变频器调节，记录数据。
4、球阀、截止阀实验：1、打开传感排气阀并记录ΔP。
2、打开球阀、截止阀测量管路切换阀。
关闭其他切换阀、测压阀。
3、打开球阀两端的测压阀。
4、打开流量调节阀从小到大调节流量，3.5m3/h以上通过变频器调节，记录数据。
5、关闭球阀两端测压阀，开启截止阀两端测压阀，重复上述过程，记录数据。
5、层流管实验：1、打开传感排气阀并记录ΔP 。
2、降低水泵频率。
3、闭其他切换阀、测压阀。
全开层流管流量阀。
4、调节层流管路出口阀，改变管路压降，用量桶测量一定时间内流出的液体量，并记录其重量。
6、结束实验：关闭全部阀门，通过变频器关泵，关闭控制柜。
切断电源，整理实验数据，清理实验台。
计算示例：以第一组为例1） 流速()()322440.600.463.140.02153600v q m s u m s d π⨯===⨯⨯ 2） 雷诺数30.02150.46996.3Re 9960.21.0210du ρμ-⨯⨯===⨯ 3） 摩擦系数220.02150.3910000.024996.3 1.50.46d p lu λρ∆⨯⨯⨯===⨯⨯4）理论摩擦系数0.250.31630.032Re Blasius λ===计算示例：以第一组为例1） 流速()3224()40.760.583.140.02153600v q m s u m s d π⨯===⨯⨯ 2） 雷诺数30.02150.58996.3Re 122161.01710du ρμ-⨯⨯===⨯ 3） 摩擦系数220.02150.4310000.021996.3 1.50.58d p lu λρ∆⨯⨯⨯===⨯⨯ 4） 理论摩擦系数0.250.31630.030Re Blasius λ===计算示例：以第一组为例1） 流速()()31221322224()4 1.98 2.743.140.016036004()4 1.980.3973.140.04203600v v q m s u m s d q m s u m s d ππ⨯===⨯⨯⨯===⨯⨯2） 雷诺数 11130.0160 2.74996.13Re 43670.21.00510d u ρμ-⨯⨯===⨯ 3） 局部阻力系数2222210.3970.781000996.2110.8742.74u p u ρς⎛⎫⎛⎫+∆+⨯=-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭4） 理论局部阻力系数222221122220.0161110.7310.042A d A d ς⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=-=-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭计算示例：以第一组为例1） 流速 ()3224()4 1.981.673.140.02053600v q m s u m s d π⨯===⨯⨯ 2） 雷诺数 0.0205 1.67995.919Re 345440.000987du ρμ⨯⨯===3）局部阻力系数22229.5210006.86995.92 1.67p u ςρ∆⨯⨯===⨯ 计算示例：以第一组为例1） 流速()3224()4 2.021.623.140.0213600v q m s u m s d π⨯===⨯⨯ 2） 雷诺数40.021 1.62995.9Re 343969.8510du ρμ-⨯⨯===⨯3） 局部阻力系数22220.7610000.58995.9 1.62p u ςρ∆⨯⨯===⨯计算示例：以第一组为例1） 流量317.4()3600 1.26()995.9()50()v m g q L h t kg m g L s ρ⨯====⨯ 2） 流速()3224()4 1.260.0503.140.00336001000v q m s u m s d π⨯===⨯⨯⨯ 3） 雷诺数0.00300.05995.9Re 1510.000985du ρμ⨯⨯===4） 摩擦系数22220.00300.2810000.45995.9 1.50.05d p lu λρ∆⨯⨯⨯===⨯⨯ 5） 理论摩擦系数64640.43Re 151λ===七、实验结果作图及分析进行数据处理后利用Excel 软件进行关系曲线的绘制，得到结果如下：1、对光滑管与粗糙管的实验结果分析：对于光滑管，实验数值的阻力摩擦系数应大略微于等于理论值。
