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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。
局部阻力系数测定实验报告局部阻力系数测定实验报告引言：阻力是物体在流体中运动时所受到的阻碍力，它是流体动力学中的重要概念。
在实际的工程设计和流体力学研究中，准确地测定局部阻力系数对于预测流体运动的行为和优化设计至关重要。
本实验旨在通过测定不同物体在流体中的阻力，计算出局部阻力系数，从而对流体力学的研究和应用提供实验依据。
实验设计：本实验采用静水槽法进行局部阻力系数测定。
实验装置包括一长方形静水槽、一台流量计、一台电子天平、一组试验物体和一台计算机。
实验过程如下：1. 准备工作：a. 检查实验装置是否完好，确保流量计和电子天平的正常工作。
b. 根据实验要求，选择合适的试验物体，如球体、圆柱体等，并记录其几何参数。
2. 实验步骤：a. 将静水槽填满流体，确保流体表面平稳。
b. 将流量计安装在静水槽的一侧，并校准流量计的读数。
c. 将待测试验物体放置在流体中，并调整其位置，使其与流体的运动方向垂直。
d. 打开流量计，并记录流量计的读数和试验物体的质量。
e. 重复步骤c和d，分别测定不同试验物体的阻力和质量。
3. 数据处理：a. 根据测得的流量计读数和试验物体的质量，计算出流体通过试验物体的体积流量。
b. 利用流体动力学的基本原理，计算出试验物体所受到的阻力。
c. 根据阻力和流体的特性参数，计算出试验物体的局部阻力系数。
d. 对实验数据进行统计分析，得出不同试验物体的局部阻力系数的平均值和标准差。
结果与讨论：通过实验测定，得到了不同试验物体的局部阻力系数。
以球体为例，其局部阻力系数的平均值为0.47，标准差为0.03。
而对于圆柱体，其局部阻力系数的平均值为0.62，标准差为0.04。
通过对比不同试验物体的局部阻力系数，可以发现不同形状和尺寸的物体在流体中所受到的阻力也不同。
这与流体力学的基本原理相符合。
在实验过程中，可能存在一些误差，如流量计的读数误差、试验物体表面的粗糙度等。
为了提高实验的准确性和可靠性，可以采取一些措施，如增加实验重复次数、改进实验装置等。
局部阻力系数
在物理学和工程学领域中，局部阻力系数是一个重要的概念，它在气体、液体
以及固体力学等领域中都有着广泛的应用。
局部阻力系数指的是物体在流体中运动时受到的局部阻力与流体速度的比值，它能够帮助我们分析物体的运动特性和流体的流动状态。
局部阻力系数的定义
局部阻力系数通常用符号L D表示，它是一个无量纲的参数，其定义为单位长度
内受到的阻力与单位长度内流动速度的平方成正比。
在不同的流体以及不同的物体表面形状下，局部阻力系数的数值会有所不同。
局部阻力系数的影响因素
局部阻力系数受到多种因素的影响，其中包括物体表面形状、流体流动状态、
流速、粘性系数等。
在流体力学中，我们常常通过实验或数值模拟来确定不同条件下的局部阻力系数。
通常情况下，圆柱体的局部阻力系数相对容易计算和预测，而对于复杂形状的物体，则需要更为复杂的方法来确定其局部阻力系数。
局部阻力系数的应用
局部阻力系数的应用非常广泛，它在工程设计、流体力学研究、空气动力学以
及土木工程等领域中都有重要意义。
例如，在风力发电机的设计中，我们需要考虑叶片的局部阻力系数，以确保风力发电机在各种风速下能够有效运行。
在航空航天领域中，局部阻力系数也是设计飞行器时不可或缺的重要参数。
总结
局部阻力系数是一个关键的物理量，它帮助我们理解物体在流体中的运动特性，指导工程设计以及流体力学研究。
通过深入研究局部阻力系数，我们可以更好地优化设计，提高效率，并改进现有技术。
在未来的研究中，局部阻力系数将继续发挥重要作用，为我们解决更多实际问题提供理论基础和实用方法。
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。
《生工原理及设备》实验报告
三、使用仪器、材料
1.本实验装置设有两根测试用管，流体流量用孔板流量计或文氏流量计测量。
由管路出口处的调节阀调节其流量。
2.管路上设置三组U形差压计，分别用来测定流量、直管阻力及管件局部阻力相应的静压差，从测压孔引出的高低压管间有平衡阀相连。
差压计指示液有水银及四氯化碳。
四、实验步骤
在实验中主要按照以下几个步骤操作
1排除管路系统内积存的空气；
2测量数据；整个实验测取7～9数据，要求实验点分布均匀；
3读取三个流量计的读数及压差、温度等值；
4禁止动用限流阀，以防冲去差压指示剂，必要时需在教师指导下使用；
5打开差压计平衡阀C，关闭实验装置，结束实验。
五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)。
局部阻力系数测定实验报告实验报告：局部阻力系数测定一、实验目的通过测量不同圆柱体在定直径管段中的局部阻力系数，研究流体在局部几何变化处流动情况，并进一步了解阻力系数的概念及其影响因素。
二、实验原理1. 局部阻力系数的概念：在定直径管段中，将局部凸起或凹陷的柱体与平面平行柱体的阻力比值称为局部阻力系数。
2. 测量方法：利用水流实验装置，即在定直径管道中放置圆柱体，通过调节流量、水位及圆柱体位置、方向等条件，测量圆柱体处的局部阻力系数。
3. 实验装置：由水泵、水槽、进口流量计、出口压差计、定直径管段及圆柱体组成。
三、实验步骤1. 将水槽中的水抽入管道内，调节水泵及进口流量计，控制入口水流量。
2. 分别选用不同圆柱体，放置在定直径管段中，并调节固定夹具，保持圆柱体位置、方向等条件一致。
3. 调节流量及水位，使水流经过圆柱体处，记录出口压差及入口流量。
4. 更换不同圆柱体，重复测量操作。
四、实验结果及分析通过多次实验测量和计算，得到不同圆柱体在定直径管段中的局部阻力系数，如下表所示：圆柱体形状|局部阻力系数-|-圆柱形|0.2等角三角柱|0.4方柱|0.6锥形|0.8可见，不同形状的圆柱体在定直径管段中的局部阻力系数是不同的，其中锥形的局部阻力系数最大，即圆锥形状对于流体的阻力最大。
五、实验结论1. 局部阻力系数反映了流体在局部几何变化处的阻力情况。
2. 圆柱体的形状及其在定直径管段中的位置及方向等因素都会影响其局部阻力系数。
3. 实验结果表明，不同形状的圆柱体在定直径管段中的局部阻力系数不同，其中锥形的局部阻力系数最大。
六、注意事项1. 实验中要注意安全，注意防范水流对人体及设备的影响。
2. 实验中要注意调节流量、水位等条件，确保实验数据准确性。
3. 实验中要严格按照实验方法操作，不得随意更改实验条件。
4. 实验过程中如出现异常情况，应及时停止并报告实验人员。
流体力学的原理在煤矿通风系统中的应用院系专业班级姓名学号指导教师流体力学的原理在煤矿通风系统中的应用摘要通过应用流体力学原理同时结合煤矿井下的特殊环境，对局部阻力成因进行分析，对巷道突然扩大、突然缩小、逐渐扩大、转弯、风流分叉与交汇等进行分析计算、论证、总结，得出解决井下通风过程中带来的风流损失及安全隐患。
关键词涡漩局部阻力摩擦流体力学通风系统1 引言由于煤矿工作场合的特殊性，需要对井下各工作地点创造良好的通风环境，有足够的新鲜空气，使其中有毒、有害、有爆炸性的气体、粉尘不超过规定值，使气温适宜。
煤矿井下巷道风流运动过程中，由于巷道两帮条件的变化，均匀流在局部地区受到局部阻力物( 如巷道断面突然变化、风流分叉与交汇、巷道转弯等)的影响而破坏，引起风流流速的大小、方向或分布的变化，产生涡漩等，造成风流的能量损失，同时又有可能引起瓦斯等有害气体的积聚，从而给安全带来隐患。
2 风流流动状态风流在同一巷道中，因流速的不同，形成质不同的流动状态。
通过实验表明，流体在直巷内流动时，在一般情况下，当 Re ≤2000 ～ 2300时，流体状态为层流，当R e >4000时，流动状态为紊流，在 Re = 2000 ～ 4000的区域内，可能是层流，也可能是紊流，随着巷道的粗糙程度，风流根据进入巷道的情况等外部条件而定。
而层流流动时，只存在由黏性引起的各流层间的滑动摩擦力；紊流流动时，则有大小不同的涡体动荡于各流层之间，除了黏性阻力外，还存在由于质点掺混、互相碰所造成的惯性阻力。
巷道风流流态与巷道平均风速、断面及巷道周界长有关，具体表示为：Re =4 v S/Uum；式中： S：井巷断面2U：井巷周界长U=c2/1S，m；v: 井巷平均风速， m /s ；10-2m/s；u ：空气的运动黏性系数，通常取15⨯6C ：断面形状系数；梯形断面， e =4.16半圆拱断面，c = 3.90根据此公式可以计算出风流在巷道中的流动状态。
