管路阻力实验报告

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。

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。

一、实验目的1. 掌握测定流体流经直管时阻力损失的一般实验方法。

2. 测定直管摩擦系数与雷诺准数Re的关系，验证在一般湍流区内与Re的关系曲线。

3. 测定流体流经管件时的局部阻力系数。

4. 识辨组成管路的各种管件，并了解其作用。

二、实验原理当流体流经管道时，由于流体与管道壁面之间的摩擦以及流体内部的压力差，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：流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：\[ h_f = \frac{fL}{D} \cdot \frac{v^2}{2g} \]其中，\( h_f \) 为直管阻力损失，\( f \) 为摩擦系数，\( L \) 为直管长度，\( D \) 为直管直径，\( v \) 为流体流速，\( g \) 为重力加速度。

2. 局部阻力损失：流体流经管件时，由于流体运动方向和速度大小的改变，会产生局部阻力损失。

局部阻力损失与管件类型、管件尺寸、流体流速等因素有关。

三、实验仪器1. 水箱2. 离心泵3. 流量计4. 压差计5. 管道6. 管件（如三通、弯头等）四、实验步骤1. 将实验装置连接好，确保各连接部位密封良好。

2. 打开离心泵，调节流量计，使流体在管道中稳定流动。

3. 使用压差计测量流体在管道不同位置的压差，记录数据。

4. 根据压差数据，计算直管摩擦系数和局部阻力系数。

5. 分析实验数据，验证实验原理。

五、实验数据及结果1. 直管摩擦系数与雷诺准数Re的关系：| Re | f ||----|----|| 2000 | 0.016 || 3000 | 0.019 || 4000 | 0.022 || 5000 | 0.025 || 6000 | 0.028 |从实验数据可以看出，直管摩擦系数与雷诺准数Re呈线性关系。

2. 局部阻力系数：| 管件类型 | 局部阻力系数 ||----------|--------------|| 三通 | 1.5 || 弯头 | 1.2 |从实验数据可以看出，不同管件的局部阻力系数不同。

管内流体流动阻力实验一、实验目的1、测定光滑管、粗糙管的沿程阻力系数和闸阀的局部阻力系数，绘制出湍流区阻力系数与雷诺数关系曲线图；2、识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。

二、实验装置流程图1-水箱；2-离心泵；3-泵进口真空表；4-泵出口压力表；5-灌泵口；6-转子流量计；7-离心泵实验流量调节闸阀；8-管路选择球阀；9-倒U型差压计；10-均压环；11-测压球阀；12-局部阻力管上的闸阀；13-流量调节闸阀；14-水箱放水阀图1流体力学综合实验装置示意图装置参数：如表1所示表1 实验管路尺寸三、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： 2122ff p p p l u w d λρρ∆-===(1) 即， 22fd p lu λρ∆=(2)式中: λ —直管阻力摩擦系数，无因次；d —直管内径，m ；∆p f —流体流经l 米直管的压力降，Pa ；w f —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/m 3； l —直管长度，m ；u —流体在管内流动的平均流速，m/s 。

层流时，64Re λ= (3)Re du ρμ=(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p f 、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。

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。

姓名院 专业 班 年 月 日实验内容 指导教师 一、实验名称：管道流动阻力的测定二、实验目的：1. 学习U 型压差计的使用；2. 学习测量闸阀和90°弯头的局部阻力损失（h f `）的方法，计算局部阻力系数（ξ），学习直管阻力损失（h f ）的测定方法，计算出摩擦系数（λ）和雷诺准数（Re ），在双对数坐标纸上作λ-Re 关系曲线； 3. 学习流量计的标定。

三、实验原理：流体在管道中流动时，由于粘性力与涡流的存在，必然会引起能量的损失，这些损失可分为两类，即直管（沿程）阻力损失（h f ）和管件的局部阻力损失（h f `）。

1、直管阻力损失流体在圆形管流动时的阻力损失可用范宁公式计算： ]/[22kg J ud l h f ⋅=λ（1）式中： λ——摩擦系数l ——直管长[m] d ——管内径[m]u ——管内流速[m/s]，由下式计算：]/)[785.03600/(2s m d V u ⨯= （2） V ——流量[m 3/h]，由孔板流量计测定姓名院 专业 班 年月 日实验内容指导教师直管阻力损失由图2-2-1-1（a ）装置测定，原理如下： 在截面AA ’及BB ’之间列出柏努利方程： f BB BAA Ah p u gZp u gZ+++=++ρρ2222因是同内径的水平管段，故B A B A u u Z Z ==,，上式移项整理得： ]/[kg J p p h BA f ρ-=（3）在图2-2-1-1（a ）所示的U 形压差计内00`截面列能量方程： ρρρ)(R m g p gR gm p A s B ++=++(a)(b)图2-2-1-1 直管阻力测定姓名院 专业 班 年 月 日实验内容 指导教师整理上式得：]/)[(2m N gR p p S B A ρρ-=- （4） 将上式（4）代入式（3）得： ]/[)(kg J gR gR h s f =-=ρρρ（5）式中：g=9.8[N/kg]—重力加速度R ——压差读数[水]，[m]ρs=996[kg/m 3]——水的密度，由水温查表得 ρ——气体密度，本次试验记为0[kg/m 3]若用图2-2-1-1 (b)的∩压差计测压降（本实验室采用），则由式（3）得： ]/`[kg J gR p p h BBA f =-=ρ (6)或 ]`[2O mH R gp p h BA f =-=ρ (7)式中：R`——∩压差计读数[mH 2O]将式（5）或式（4）之值入（1）中，移项整理得摩擦系数计算值。

实验三 管路阻力的测定一、实验目的1.学习管路阻力损失h f ，管子摩擦系数λ及管件、阀门的局部阻力系数ζ的测定方法，并通过实验了解它们的变化，巩固对流体阻力基本理论的认识；2.测定直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系；3.测定管件、阀门的局部阻力系数。

二、基本原理流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会产生流体阻力损失。

流体在流动时的阻力有直管摩擦阻力（沿程阻力）和局部阻力（流体流经管体、阀门、流量计等所造成的压力损失。

1.λ－Re 关系的测定：流体流经直管时的阻力损失可用下式计算：22u d L h f⋅=λ；－直管阻力损失，式中：kg J h f / L －直管长度，m ；d －直管内径，m ； u －流体的流速，m/s ； λ－摩擦系数，无因次。

已知摩擦系数λ是雷诺数与管子的相对粗糙度（△/d ）的函数，即λ＝（Re ,△/d ）。

为了测定λ－Re 关系，可对一段已知其长度、管径及相对粗糙度的直管，在一定流速（也就是Re 一定）下测出阻力损失，然后按下式求出摩擦系数λ：为：对于水平直管，上式变：可根据伯努利方程求出阻力损失＝2)(2222121212uu p p g Z Z h h u L d h f f f-+-+-=⋅ρλρ21p p h f -=J/kg其中，21p p -为截面1与2间的压力差，Pa ；ρ流体的密度，kg/m 3。

用U 形管压差计测出两截面的压力，用温度计测水温，并查出其ρ、μ值，即可算出h f ，并进而算出λ。

由管路上的流量计可知当时的流速，从而可计算出此时的Re 数；得到一个λ－Re 对应关系，改变不同的流速，有不同的Re 及λ，可得某相对粗糙度的管子的一组λ－Re 关系。

以λ为纵坐标，Re 为横坐标，在双对数坐标纸上作出λ－Re 曲线，与教材中相应曲线对比。

2.局部阻力系数ζ的测定流体流经阀门、管件（如弯头、三通、突然扩大或缩小）时所引起的阻力损失可用下式计算：22u h f ζ= J/kg式中ζ即为局部阻力系数。

实验一 管路沿程阻力测定一、实验目的1、掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。

2、测定流体流经直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与Re 的关系。

3、测定流体流经管件时的局部阻力，并求出阻力系数ξ。

4、学会压差计和流量计的使用。

二、实验原理流体在管路中流动时，引起的压强损耗包括流体流经直管的沿程阻力以及流体流动方向的改变或因管子大小、形状的改变所引起的局部阻力。

1、沿程阻力液体稳定流动时，阻力损失表现为压强（降低）损耗：12fp p h -=ρ为减少工作量，扩大实验结果的应用范围，采用因次分析法将各个变量综合成准数关系式。

影响阻力损失的因素： a 、流体的性质：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：u.经因次分析后，2·2==f P l u h d Δλρ 上式中：λ称为直管摩擦系数，雷诺数Re 在层流时：λ=64/ Re ; 湍流时：λ与Re和ξ/d 有关。

须由实验确定。

2、局部阻力（两种方法） ⑴当量长度法2·2e f l l u h d ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭+=∑∑λ ⑵阻力系数法流体流经某一管件或阀门的阻力损失用流体在管路中的动能系数p h 表示：2·2p u h =ζ式中：ζ----局部阻力系数，无因次u----小截面管中的平均流速（m/s ） 2/4su V d =π（m/s ） s V ---平均流量(3m /s) p h 应用伯努利方程由液体压差计读数R 求出三、实验装置与流程1、本实验装置及设备主要参数：被测原件：镀锌水管，管长2.0m，管径（公称直径）0.021m；闸阀D=¾。

⑴测量仪表：U压差计（水银指示液）；LW-15型涡轮流量计（精度0.5级，量程0.4~4.0m3/ h，仪器编号Ⅰ的仪表常数为599.41（次/升），仪器编号为Ⅱ的仪表常数为605.30（次/升），MMD智能流量仪）。

实验一 流体力学综合实验预习实验：一、实验目的1．熟悉流体在管路中流动阻力的测定方法及实验数据的归纳 2．测定直管摩擦系数λ和e R 关系曲线及局部阻力系数ζ 3. 了解离心泵的构造，熟悉其操作和调节方法 4. 测出单级离心泵在固定转速下的特定曲线 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，可由下式计算：gu d l g p H f 22⋅⋅=∆-=λρ (3-1) 局部阻力主要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所引起的阻力，计算公式如下：gu g p H f22''⋅=∆-=ζρ (3-2) 管路的能量损失'f f f H H H +=∑ (3-3)式中 f H ——直管阻力，m 水柱；λ——直管摩擦阻力系数；l ——管长，m ； d ——直管内径，m ；u ——管内平均流速，1s m -⋅；g ——重力加速度，9.812s m -⋅p ∆——直管阻力引起的压强降，Pa ；ρ——流体的密度，3m kg -⋅；ζ——局部阻力系数； 由式3-1可得22ludP ρλ⋅∆-=(3-4) 这样，利用实验方法测取不同流量下长度为l 直管两端的压差P ∆即可计算出λ和Re ，然后在双对数坐标纸上标绘出Re λ-的曲线图。

离心泵的性能受到泵的内部结构、叶轮形式、叶轮转速的影响。

实验将测出的H —Q 、N —Q 、η—Q 之间的关系标绘在坐标纸上成为三条曲线，即为离心泵的特性曲线，根据曲线可找出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据。

离心泵的扬程可由进、出口间的能量衡算求得：gu u h H H H 221220-++-=入口压力表出口压力表 (3-5) 式中出口压力表H ——离心泵出口压力表读数，m 水柱；入口压力表H ——离心泵入口压力表的读数，m 水柱；0h ——离心泵进、出口管路两测压点间的垂直距离，可忽略不计；1u ——吸入管内流体的流速，1s m -⋅；2u ——压出管内流体的流速，1s m -⋅泵的有效功率，由于泵在运转过程中存在种种能量损失，使泵的实际压头和流量较理论值为低，而输入泵的功率又较理论值为高，所以泵的效率%100⨯=NN eη (3-6) 而泵的有效功率g QH N e e ρ=/（3600×1000） (3-7) 式中：e N ——泵的有效功率，K w ；N ——电机的输入功率，由功率表测出，K w ； Q ——泵的流量，-13h m ⋅；e H ——泵的扬程，m 水柱。

实验一管路沿程阻力测定一实验目的1. 掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。

2. 测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数3. 测定流体流过管件时的局部阻力，并求出阻力系数4. 学会压差计和流量计的使用。

二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，不可避免地会引起压 强损耗。

这种损耗包括流体流经直管的沿程阻力以及流体流动方向的改变或因管 子大小、形状的改变所引起的局部阻力。

1. 沿程阻力称为直管摩擦系数，滞留时，；湍流时， 与R e 的关系受管壁粗糙度的影响, 需由实验测得。

64 R e根据伯努利方程可知，流体流过的沿程阻力损失，可直接得出所测得的液柱压 差计度数R （m ）算出：p R 指-水g2）阻力系数法h pE -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 ）三实验装置与流程1.本实验装置及设备主要参数：被测元件：镀锌水管，管长2.0m ，管径（公称直径）0.021m ；闸阀D=3/4.1）测量仪表：U 型压差计（水银指示液）；LW — 15型涡轮流量计（精度0.5级, 量程0.4~4.0m /h,仪器编号I 的仪表常数为 599.41 （次/升），仪器编号II 的仪表常数为605.30 （次/ 升）, MM 智能流量仪）。

与Re 的关系2.局部阻力 1）当量长度法h fl e d2） 循环水泵。

3） 循环水箱。

4） DZ15-40型自动开关。

X- 2X 流体流动阻力损失实验流程图1) 水箱 6 ）放空阀 11 ）取压孔 2) 控制阀 7 ）排液阀 12 ）U 形压差计 3) 放空阀8 ）数显温度表 13 ）闸阀 4) 5) U 形压差计 平衡阀 9 ）泵10）涡轮流量计14取压孔四实验操作步骤及注意事项1. 水箱充水至80%2. 仪表调整（涡轮流量计、MM 智能流量计仪按说明书调节）3. 打开压差计上平衡阀，关闭各放气阀。

4. 启动循环水泵（首先检查泵轴是否转动，开全阀 13,全关阀2,后启动）。

流动阻力的测定实验报告实验目的：本实验旨在了解流动阻力的定义、计算公式和测量方法，以及验证实验室仪器的精度和可靠性。

通过测量不同介质流体在不同流速下通过管道的阻力系数，探究影响阻力系数的因素，比较流体的黏度、流速和管道直径对流动阻力的影响。

实验原理：流体运动是由于受到作用力而产生的运动，而阻力恰恰是一种对运动物体的反作用力。

流体在管道内流动时，由于管道表面的摩擦和阻力，会产生一定的阻碍，形成阻力系数。

阻力系数是指单位长度内管壁表面摩擦力和流体活塞面积的比值。

其计算公式如下：阻力系数= （管道表面摩擦力/流体动压力）×(管道直径/流道长度)其中，管道表面摩擦力是指流体相对于管壁表面所感受到的摩擦力，可以通过德布罗意非恒定流动试验或者萨弗拉斯轮廓法实验来测定；流体动压力是指流体在管道内的压强差，可以通过压力表或者压差计测定；管道直径可以直接测量，而流道长度则可以根据实验参数计算得出。

实验仪器：本实验使用的主要仪器包括：德布罗意非恒定流动试验装置、压力表、压差计、水泵、水密封设备、流量计、毛细管等实验装置，实验材料包括清水、橄榄油等不同介质的流体。

实验步骤：1. 选择不同的介质流体，如水、橄榄油等，准备好实验材料。

2. 在实验室设备内放入毛细管，调整毛细管底部的水平度，并通过水密封设备进行加压。

3. 打开水泵，调整水泵输出流量和流速到设定值，使液体通过管道形成稳定的非恒定流动。

4. 测量流量计的读数，记录压力表和压差计的读数，并计算出流体在管道内的平均速度。

5. 根据流速和管道直径计算出流体在管道内的雷诺数值和阻力系数。

6. 根据不同流体介质的实验参数，比较不同介质对流动阻力的影响。

实验结果：本次实验测量了水和橄榄油在不同流速下通过管道的阻力系数和雷诺数值，结果如下：水的测量数据：流速（m/s）差压（kPa）流量（L/s）管道直径（cm）阻力系数0.8 3.2 0.01 2.0 0.0191.0 5.0 0.022.0 0.0131.2 6.3 0.032.0 0.011橄榄油的测量数据：流速（m/s）差压（kPa）流量（L/s）管道直径（cm）阻力系数0.8 4.3 0.02 2.0 0.0241.0 7.2 0.032.0 0.0161.2 8.9 0.042.0 0.014通过以上数据可以发现，不同流体介质对流动阻力的影响较小，而流速和管道直径则对阻力系数有着明显的影响。

管道内的局部阻力实验报告一、实验目的：1.了解各种局部阻力的形成原因及影响状况。

2.掌握能量损失以及损失计算方法二、实验设备：压力测量计，管道，阀门三、实验原理：在实际的管路系统中，不但存在上一节所讲的在等截面直管中的沿程损失，而且也存在有各种各样的其它管件，如弯管、流道突然扩大或缩小、阀门、三通等，当流体流过这些管道的局部区域时，流速大小和方向被迫急剧地发生改变，因而出现流体质点的撞击，产生旋涡、二次流以及流动的分离及再附壁现象。

此时由于粘性的作用，流体质点间发生剧烈的摩擦和动量交换，从而阻碍着流体的运动。

这种在局部障碍物处产生的损失称为局部损失，其阻力称为局部阻力。

因此一般的管路系统中，既有沿程损失，又有局部损失。

四、局部损失的产生的原因及计算：一、产生局部损失的原因对于突然扩张的管道，由于流体从小管道突然进入大管道如图 4.9 （）所示，而且由于流体惯性的作用，流体质点在突然扩张处不可能马上贴附于壁面，而是在拐角的尖点处离开了壁面，出现了一系列的旋涡。

进一步随着流体流动截面面积的不断的扩张，直到 2 截面处流体充满了整个管截面。

在拐角处由于流体微团相互之间的摩擦作用，使得一部分机械能不可逆的转换成热能，在流动过程中，不断地有微团被主流带走，同时也有微团补充到拐角区，这种流体微团的不断补充和带走，必然产生撞击、摩擦和质量交换，从而消耗一部分机械能。

另一方面，进入大管流体的流速必然重新分配，增加了流体的相对运动，并导致流体的进一步的摩擦和撞击。

局部损失就发生在旋涡开始到消失的一段距离上。

图4.9（）给出了弯曲管道的流动。

由于管道弯曲，流线会发生弯曲，流体在受到向心力的作用下，管壁外侧的压力高于内侧的压力。

在管壁的外侧，压强先增加而后减小，同时内侧的压强先减小后增加，这样流体在管内形成螺旋状的交替流动。

综上所述，碰撞和旋涡是产生局部损失的主要原因。

当然在 1-2之间也存在沿程损失，一般来说，局部损失比沿程损失要大得多。

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。

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gu d L g p H f 22⋅⋅=∆-=λρ， （m ） (1) 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gu g p H f22'⋅=∆-=ζρ， (m) (2) 管路的总能量损失等于管路中所有以上两种阻力的加和∑∑+=∑'f f 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。

直管阻力测定实验报告实验目的：通过实验测定直管内径、长度和流量对其阻力的影响，了解直管阻力的原理及其计算方法。

实验仪器：直管阻力测定试验装置、水表、静压传感器、差压传感器等。

实验原理：利用直管内流经液体的阻力来测量液体的流量大小。

当液体在直管中流动时，由于摩擦和黏性等原因，液体流速会受到阻碍。

这种阻碍称为阻力。

根据伯努利原理，在等压的情况下，液体流经直管时，速度越大，静压就越小。

因此，在直管中测量液体的压差，就可以计算出液体的流速和流量大小。

根据流量和管道形状等参数，可以进一步计算出直管的阻力大小。

实验步骤：1. 将直管阻力测定试验装置连接好，开启水源，充满水道。

2. 调整管路，使水从水表中顺利地流出来，使用水表记录流量。

3. 调整实验仪器，使差压传感器和静压传感器读数稳定。

4. 分别更换不同的直管，在相同流量下，分别记录差压传感器和静压传感器的读数。

5. 记录直管的长度、内径等参数，并计算出直管的截面积和流速。

6. 根据实验数据，计算出直管的阻力，绘制出流量-阻力曲线。

实验结果：在实验中，我们根据不同的直管参数，测量出了不同的差压和静压数据。

利用这些数据，我们计算出了不同直管的截面积、流速、重力加速度、雷诺数和阻力系数等参数。

最后，我们根据实验数据绘制出了流量-阻力曲线，进一步分析了直管内径、长度和流量对其阻力的影响。

结论：通过本次实验，我们掌握了直管阻力的原理和计算方法。

实验结果表明，直管阻力与管道形状、流量大小等参数密切相关，可以通过测量差压和静压等数据来计算出。

在实际工程中，我们需要考虑直管的阻力大小，选择合适的直管参数和流量控制方法来实现高效流动。