流体阻力实验报告

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页脚北京化工大学

化工原理实验报告

实验名称：流体阻力实验

班级：化工11

姓名：

学号： 2011011 序号：

同组人：

设备型号：流体阻力-泵联合实验装置UPRSⅢ型-第套

实验日期： 2013-11-4

页脚

一、实验摘要

本实验使用104实验室UPRSⅢ型第7套实验设备，测量了水流经不锈钢管、镀锌管、突扩管、阀门、层流管的阻力损失。确定了摩擦系数和局部阻力系数的变化规律和影响因素。该实验提供了一种测量实际管路阻力系数的方法，其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：流量，压降，雷诺数，摩擦系数，局部阻力系数

二、实验目的

1、测量湍流直管道的阻力，确定摩擦阻力系数。

2、测量湍流局部管道的阻力，确定局部阻力系数。

3、测量层流直管道的阻力，确定摩擦阻力系数。

三、实验原理

1、直管道和局部管道阻力损失efhupgZupgZh)2()2(22222111……(1)

其中he=0,z1=z2,所以测出管道上下游截面的静压能、动能，代入方程即可求得阻力。

2、根据因次分析法可得：

（1）直管道阻力损失22udlhf……(2)。其中，l为管道长度，d为管道内径，u为管内平均流速。只要测定l，d，u，和，代入方程即可求得阻力hf。

页脚其中，λ的理论值计算方法为：25.0Re3163.0湍流 ； Re64层流。

对于水平无变径直管道，根据式（1）、（2）可得到摩擦系数的计算方法为221)(2ulppd测量。

（2）管道局部阻力损失221uhf……（3）。其中，ζ为管道局部阻力系数，u为平均流速（突扩管对应细管流速u1）。将ζ和u代入方程即可求得局部阻力hf。

其中，ζ的理论值计算方法为：221)1(AA突扩管 ;常数截止阀；常数球阀。

对于水平放置的管件，根据式（1）、（3）可得到局部阻力系数的计算方法为221)2upp（阀门；211222)(2-1uppu突扩管。

四、实验流程和设备

页脚

试验介质：水（循环使用）。

研究对象：不锈钢管，l=1.500m，d=0.021m, ε=0.02mm;

镀锌管，l=1.500m，d=0.0215m，ε=0.10mm;

突扩管，l1=0.02m,d1=0.0160m,l2=0.28m,d2=0.0420m, ε=0.02mm;

截止阀，DN20，d=0.0205m;

球阀，DN20，d=0.0205m; TI

01 QI

02 ΔPI

11 5

4 7 6

1 12

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、镀锌管 10、突扩管 11、流量调节阀（闸板阀）

12、层流调节阀（针阀） 13、变频仪

TI01—水温度，Co;；QI02—水流量，m3.h-1；ΔPI03—压降，kPa。流体阻力实验带控制点工艺流程

页脚层流管，l=1.500m,d=0.0030m。

仪器仪表：涡轮流量计，L2GY-25型，0.6~10 m3.h-1，精确度等级0.5；

温度计，Pt100，0~200Co，精度等级0.2；

压差传感器，WNK3051型，-20~100kPa，精度等级0.2，测势能差ΔÞ；

显示仪表：AI-708等，精度等级0.1,；

变频仪：西门子MM420型；

天平，0.01g；

量筒、秒表等；

控制系统：控制电柜+电脑+数据采集软件，380VAC+220VAC

五、实验操作

1、关闭流量调节阀门，按变频器绿色按钮启动泵，再启动软件。

2、打开流量调节阀和所有主管路切换阀10s，排净主管路内的气体。

3、关闭流量调节阀，打开截止阀、球阀中间的两个测压阀，再开压差传感器排气阀门10s，排净引压管路内的气体后，关闭截止阀、球阀中间的两个阀门。

4、将选定测量管的主管路切换阀打开，关闭其他主管路切换阀。

5、只打开测量管的两个测压阀门10s，排净气体后，关闭压差传感器排气阀，记录零点ΔP0。

6、全开流量调节阀，通过变频器的向下箭头键（50至10Hz）改变水流量，直管16 m3.h-1以下通过阀门调节流量，测完一组数据后关闭流量调节阀，10Hz条件下再次检查零点ΔP0。

7、层流实验调泵20Hz，关闭11，开12排气，水量=总重-量筒净重，软件每次先点击“开始计时”、“停止计时”，输入水量，再点击“记录数据”，最后改流量，Δt﹤120s，ΔP取平均值。

页脚 8、实验结束，关闭流量调节阀、主管路和引压管阀门，开压差传感器排气阀门，停泵。

注意事项：1、截止阀、闸阀、针阀配备阀手柄，逆时针旋转开启，顺时针旋转关闭。

2、球阀配备长条手柄，只能旋转90度，平行于管道开启，垂直于管道关闭。

3、闸阀全开或全关后，通常再反向旋转41圈。

4、切换管路时，先开下一组的主管路切换阀，再关闭本组切换阀。

5、每切换一组管路，重复4~5步操作，检查记录零点。

6、每做完一个点，都要通过软件点击“查看数据/实验结果”，确定点的取舍和分布等。

六、实验数据表格及计算举例

1、（湍流）不锈钢管 l/m d/m ε/mm

1.500 0.0210 0.02

序号水流量

/m3•h-1 管路压降/kPa 水温度

/℃ 水密度

/kg•m-3 水粘度103 /Pa•s 水流速

/m•s-1 雷诺数Re 摩擦阻力系数λ λblasius

1 7.06 19.09 20.2 998.1 1.000 5.66 118647 0.017 0.017

2 7.00 19.03 20.5 998.0 0.993 5.61 118490 0.017 0.017

3 5.10 11.32 20.6 998.0 0.991 4.09 86535 0.019 0.018

4 4.01 7.33 20.8 998.0 0.986 3.22 68367 0.020 0.020

页脚 5 3.50 5.79 20.9 998.0 0.983 2.81 59815 0.021 0.020

6 2.80 3.77 20.9 998.0 0.983 2.25 47852 0.021 0.021

7 2.50 3.06 20.9 998.0 0.983 2.00 42725 0.021 0.022

8 2.00 1.95 20.9 998.0 0.983

1.60

34180 0.021 0.023

9 1.60 1.28 20.9 998.0 0.983 1.28 27344 0.022 0.025

10 1.30 0.86 20.9 998.0 0.983

1.04

22217 0.022 0.026

11 1.00 0.50 20.9 998.0 0.983 0.80 17090 0.022 0.028

12 0.80 0.31 20.9 998.0 0.983 0.64 13672 0.021 0.029

13 0.60 0.05 20.9 998.0 0.983 0.48 10254 0.006 0.031

计算举例：（以第一组数据为例）

水流量Qv=7.06m3/h, 管路压降ΔP=19.09kPa, 水温度T=20.2℃，管路长度l=1.500m,管路直径d=0.0210m, ε=0.02mm

水密度：3342342/1.9982.2010155206.02.2005896.02.20019083.0985315.99910155206.005896.0019083.0985315.999mkgTTT水粘度：smPaTTT000.10418943.079174849.088161305.007374447.038566.319722.7327872.20

水流速：smdQvu/66.50210.0360006.74422

雷诺数：11864710000.166.5021.01.998Re3du

摩擦阻力系数017.066.5500.11.998100009.19021.02222luPd

017.01186473163.0Re3163.025.025.0blasius

2、（湍流）镀锌钢管 l/m d/m ε/mm

1.500 0.0215 0.10

页脚序号水流量

/m3•h-1 路管压降/kPa 水温度

/℃ 水密度

/kg•m-3 水粘度103 /Pa•s 水流速

/m•s-1 雷诺数Re 摩擦阻力系数λ λblasius

1 6.95 26.18 21.5 997.8 0.969 5.32 117678 0.027 0.017

2 5.50 17.88 21.6 997.8 0.967 4.21 93347 0.029 0.018

3 5.01 15.16 21.6 997.8 0.967 3.83 85031

0.030

0.019

4 4.00 9.60 21.6 997.8 0.967 3.06 67889 0.029 0.020

5 3.50 7.41 21.6 997.8 0.967 2.68 59403 0.030 0.020

6 2.80 4.81 21.6 997.8 0.967 2.14 47522 0.030 0.021

7 2.40 3.61 21.6 997.8 0.967 1.84 40733 0.031 0.022

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。

化工原理-流体阻力实验报告(北京化工大学)

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UPRSⅢ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 。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。

流体阻力实验报告

页脚北京化工大学

化工原理实验报告

实验名称：流体阻力实验

班级：化工11

姓名：

学号： 2011011 序号：

同组人：

设备型号：流体阻力-泵联合实验装置UPRSⅢ型-第套

实验日期： 2013-11-4

页脚

一、实验摘要

关键词：流量，压降，雷诺数，摩擦系数，局部阻力系数

二、实验目的

1、测量湍流直管道的阻力，确定摩擦阻力系数。

2、测量湍流局部管道的阻力，确定局部阻力系数。

3、测量层流直管道的阻力，确定摩擦阻力系数。

三、实验原理

1、直管道和局部管道阻力损失efhupgZupgZh)2()2(22222111……(1)

其中he=0,z1=z2,所以测出管道上下游截面的静压能、动能，代入方程即可求得阻力。

2、根据因次分析法可得：

（1）直管道阻力损失22udlhf……(2)。其中，l为管道长度，d为管道内径，u为管内平均流速。只要测定l，d，u，和，代入方程即可求得阻力hf。

页脚其中，λ的理论值计算方法为：25.0Re3163.0湍流 ； Re64层流。

对于水平无变径直管道，根据式（1）、（2）可得到摩擦系数的计算方法为221)(2ulppd测量。

流动流体综合实验报告(3篇)

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。

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