流动阻力及管路特性曲线

实验题目：流体流动阻力测定实验一、数据记录1、实验原始数据记录如下表：离心泵型号：MS60/0.55，额定流量：60L/min, 额定扬程：19.5mN，额定功率：0.55kw流体温度2、5 2.4 1.9258 0.00513 41149.8586 2.6487 0.024846 6 2.2 1.7653 0.0061 37720.7038 2.2759 0.029569 7 2 1.6048 0.00593 34291.5489 1.8149 0.028751 8 1.8 1.4443 0.00424 30862.3940 1.5304 0.020508 9 1.6 1.2838 0.00536 27433.2391 1.2164 0.025955 10 1.4 1.12340.005655 24004.08420.94180.0273820.00559绘制粗糙管路的双对数λ-Re 曲线如下图示：根据光滑管实验结果，对照柏拉修斯方程λ=0.3164/（Re0.25），计算其误差，计试验次数 阻力系数λ 雷诺数Re 柏拉修斯方程计算结果 误差1 0.016893 57609.8021 0.02042266 0.1728312 0.017215 54009.1895 0.02075485 0.1705553 0.017332 50408.5768 0.02111594 0.179198 4 0.017282 46807.9642 0.0215108 0.196595 0.018107 43207.3516 0.02194558 0.174914 6 0.017612 39606.7389 0.02242819 0.2147387 0.018552 36006.1263 0.02296902 0.1923038 0.019035 32405.5137 0.02358206 0.192819 9 0.019391 28804.901 0.02428678 0.201582 10 0.019954 25204.2884 0.02511122 0.205375 3 的流速2900d Vu π=（m/s ），雷诺数μρdu =Re ，流体阻力ρ1000⨯∆=P Hf，阻力系数22Lu d H f =λ，ξ=gu2f'Δ2ρP ，并以标准单位换算得光滑管数据处理结果如下表二、结果分析（1）光滑管结果分析：曲线表明，在湍流区内，光滑管阻力系数随雷诺数增大而减小，进入阻力平方区（也称完全湍流区）后，雷诺数对阻力系数的影响却越来越弱，阻力系数基本趋于不变。

化工原理-第二章-流体输送设备一、选择题1、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（）。

AA. 气缚现象；B. 汽蚀现象；C. 汽化现象；D. 气浮现象。

2、离心泵最常用的调节方法是（）。

BA. 改变吸入管路中阀门开度；B. 改变压出管路中阀门的开度；C. 安置回流支路，改变循环量的大小；D. 车削离心泵的叶轮。

3、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后获得的（）。

BA. 包括内能在内的总能量；B. 机械能；C. 压能；D. 位能（即实际的升扬高度）。

4、离心泵的扬程是（）。

DA. 实际的升扬高度；B. 泵的吸液高度；C. 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度D. 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值。

5、某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因（）。

CA. 水温太高；B. 真空计坏了；C. 吸入管路堵塞；D. 排出管路堵塞。

6、为避免发生气蚀现象，应使离心泵内的最低压力（）输送温度下液体的饱和蒸汽压。

AA. 大于；B. 小于；C. 等于。

7、流量调节，离心泵常用（），往复泵常用（）。

A；CA. 出口阀B. 进口阀C. 旁路阀8、欲送润滑油到高压压缩机的气缸中，应采用（）。

输送大流量，低粘度的液体应采用（）。

C；AA. 离心泵；B. 往复泵；C. 齿轮泵。

9、1m3气体经风机所获得能量，称为（）。

AA. 全风压；B. 静风压；C. 扬程。

10、往复泵在启动之前，必须将出口阀（）。

AA. 打开；B. 关闭；C. 半开。

11、用离心泵从河中抽水，当河面水位下降时，泵提供的流量减少了，其原因是（）。

CA. 发生了气缚现象；B. 泵特性曲线变了；C. 管路特性曲线变了。

12、离心泵启动前____ ，是为了防止气缚现象发生。

DA 灌水；B 放气；C 灌油；D 灌泵。

13、离心泵装置中____ 的滤网可以阻拦液体中的固体颗粒被吸入而堵塞管道和泵壳。

实验1 流动过程综合实验实验1-1 流体阻力测定实验一、实验目的⒈学习直管摩擦阻力△P f 、直管摩擦系数λ的测定方法。

⒉掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。

⒊掌握局部阻力的测量方法。

⒋学习压强差的几种测量方法和技巧。

⒌掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。

二、实验内容⒈测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数λ。

⒉测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系曲线。

⒊在本实验压差测量范围内，测量阀门的局部阻力系数。

三、实验原理⒈直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的测定流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。

流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系：h f = ρfP ∆=22u d l λ （1-1）λ=22u P l d f∆⋅⋅ρ （1-2） Re =μρ⋅⋅u d （1-3）式中：-d 管径，m ；-∆f P 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 管长，m ； -u 流速，m / s ； -ρ流体的密度，kg / m 3；-μ流体的粘度，N ·s / m 2。

直管摩擦系数λ与雷诺数Re 之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。

在实验装置中，直管段管长l 和管径d 都已固定。

若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。

所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△P f 与流速u （流量V ）之间的关系。

根据实验数据和式（1-2）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ，用式（1-3）计算对应的Re ，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re 的关系曲线。

⒉局部阻力系数ζ的测定22'u P h ff ζρ=∆=' （1-4） 2'2u P f∆⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ρζ （1-5）式中：-ζ局部阻力系数，无因次； -∆'f P 局部阻力引起的压强降，Pa ；-'f h 局部阻力引起的能量损失，J ／kg 。

实验一 流体阻力测定实验（1）流体阻力测定一. 实验目的1、 学习直管摩擦阻力以及局部阻力的测定方法2、 测定直管摩擦阻力系数λ和局部阻力系数ξ3、 掌握直管摩擦阻力系数λ与雷诺数Re 和管子的相对粗糙度之间的关系及其变化规律 二、实验内容:1、 测定直管摩擦阻力以及直管摩擦阻力系数λ2、 测定阀门的局部阻力以及局部阻力系数ξ 三、实验原理（1）λ─Re 的计算在被测直管段的两取压口之间列柏努利方程式,可得:△P f ＝△P ( 1 )△P f L u 2h f ＝───＝λ── ── ( 2 ) ρ d 22d △P f λ＝── ── ( 3 ) L ρ u 2du ρ Re ＝─── ( 4 ) μ 符号意义:d ─管径 (m) L ─管长 (m) u ─流体流速 (m ／s) △P f ─直管阻力引起的压降 (N ／m 2)ρ─流体密度 (Kg ／m 3) μ─流体粘度 (Pa.s) λ─摩擦阻力系数 Re ─雷诺准数测得一系列流量下的△P f 之后,根据实验数据和式(1),(3)计算出不同流速下的λ值。

用式(4)计算出Re 值,从而整理出λ─Re 之间的关系, 在双对数坐标纸上绘出λ─Re 曲线。

（2）.局部阻力的计算：H f 局=ΔP 局/ρ=（2ΔP 近-ΔP 远）/ρ=ξ×（u 2/2）22up⨯∆=ρξ 四、实验装置及流程:1.实验设备流程图:水泵8将储水槽9中的水抽出,送入实验系统,首先经玻璃转子流量计2测量流量,然后送入被测直管段5或6测量流体流动的光滑管或粗糙管的阻力,或经7测量局部阻力后回到储水槽, 水循环使用。

被测直管段流体流动阻力△p可根据其数值大小分别采用变送器18或空气—水倒置∪型管10来测量。

1.实验系统流程示意图见图一所示2.压力传感器与直流数字电压表连接方法见图二五、实验方法及步骤:1.向储水槽内注水,直到水满为止。

(有条件最好用蒸馏水,以保持流体清洁)2.直流数字表的使用方法请详细阅读使用说明书。

管路特性曲线实验报告管路特性曲线实验报告概述：管路特性曲线是用来描述流体在管道中流动时的性质和行为的图表。

本实验旨在通过测量不同流量下的压力变化，绘制出管路特性曲线，并分析其对流体流动的影响。

实验步骤：1. 实验前准备：准备好实验所需的设备和材料，包括流量计、压力计、管道等。

确保设备的正常工作状态。

2. 设置实验条件：根据实验要求，调整流量计的流量，记录下不同流量下的数值，并调整管道的直径和长度。

3. 实验测量：按照实验条件，将流体从起点注入管道中，并记录下不同位置处的压力变化。

同时，记录下流体的温度和粘度等参数。

4. 数据处理：根据实验测量得到的数据，计算出不同流量下的流速、雷诺数等参数，并绘制出管路特性曲线。

5. 结果分析：根据管路特性曲线，分析不同流量下管道的阻力特性、流动状态等，并探讨其对流体流动的影响。

实验结果：根据实验数据和计算结果，我们得到了管路特性曲线。

曲线呈现出一定的规律性，随着流量的增加，管道的阻力逐渐增大。

同时，我们观察到在某一特定流量下，管道的阻力达到最小值，这说明在该流量下，流体的流动状态最为稳定。

进一步分析发现，管路特性曲线的形状与管道的几何形状、流体的性质等因素密切相关。

例如，当管道直径较大时，流体的流速较低，阻力较小；而当管道直径较小时，流体的流速较快，阻力较大。

此外，流体的粘度也会对管路特性曲线产生影响，粘度较大的流体在管道中流动时，阻力较大。

结论：通过本次实验，我们成功绘制了管路特性曲线，并对其进行了分析。

我们发现管道的几何形状、流体的性质等因素会对管路特性曲线产生影响。

在实际应用中，了解管路特性曲线对于设计和优化管道系统具有重要意义。

通过合理选择管道的直径、长度等参数，可以降低流体的阻力，提高系统的效率。

同时，本实验也存在一些限制和不足之处。

由于实验条件的限制，我们只能在一定范围内进行测量，不能涵盖所有可能的情况。

此外，实验中还可能存在一些误差，例如仪器的精度限制、实验操作等方面的误差。

流体流动综合实验（离心泵与管路特性曲线测定、流量性能测定）一、实验目的及任务1、熟悉离心泵的操作方法。

2、熟悉离心泵的结构与操作方法。

3、测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。

二、实验装置图-1 流动过程综合实验流程示意图1-水箱；2-水泵；3-入口真空表；4-出口压力表；5、16-缓冲罐顶阀；6、14-测局部阻力近端阀；7、15-测局部阻力远端阀；8、17-粗糙管测压阀；9、21-光滑管测压阀；10-局部阻力阀；11-压差传感器左阀；12-压力传感器；13-压差传感器右阀；18 、24-阀门；20-粗糙管阀；22-小转子流量计；23-大转子流量计；25-水箱放水阀；26-倒U型管放空阀；27- 倒U型管；28、30-倒U型管排水阀；29、31-倒U型管平衡阀三、实验原理离心泵特性曲线测定离心泵是最常见的液体输送设备。

在一定的型号和转速下，离心泵的扬程H、轴功率N及效率η均随流量Q而改变。

通常通过实验测出H—Q、N—Q及η—Q 关系，并用曲线表示之，称为特性曲线。

特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。

泵特性曲线的具体测定方法如下：(1) H 的测定：在泵的吸入口和排出5之间列柏努利方程出入入出出入入入-+++=+++f H gu g P Z H g u g P Z 2222ρρ （1） ()出入入出入出入出-+-+-+-=f H gu u g P P Z Z H 222ρ （2） 上式中出入-f H 是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力，与柏努力方程中其它项比较，出入-f H 值很小，故可忽略。

于是上式变为：()gu u g P P Z Z H 222入出入出入出-+-+-=ρ （3） 将测得的()入出Z Z -和入出PP -值以及计算所得的出入u u ,代入上式，即可求得H 。

(2) N 测定：功率表测得的功率为电动机的输入功率。

由于泵由电动机直接带动，传动效率可视为1，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。

流体流动阻力及离心泵特性曲线测定流体流动阻力及离心泵特性曲线测定一．实验目的：1.通过实验学习直管阻力、直管摩擦系数的测定方法，理解并掌握流体流经直管时摩擦系数与雷诺数Re的关系。

2.学习局部阻力、局部阻力系数ζ的测定方法。

3.通过实验理解离心泵的工作原理和操作方法，加深对离心泵性能的了解。

4.掌握管路特性曲线的测量方法。

二．实验原理：1.流体流动阻力流体在管路中流动时，由于内摩擦力和涡流的存在，不可避免的引起能量的损失。

其损失主要有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，其阻力损失为： hf= ΔPf/ρ=(p1-p2)/ρ=λ(L/d)(u2/2) (3-1) λ=2dΔPf/ρLu2 (3-2) 式中 hf——单位质量流体流经Lm直管的机械损失，J/kg; 流体流经Lm直管的压降，Pa；λ——直管阻力摩擦系数，量纲为1； d——直管内径，m；ρ——流体密度，kg/m3 L——直管长度，m；u——流体在管内流动的平均流速，m/s。

层流时，λ=64/Re (3-3) Re=duρ/μ (3-4)式中 Re——雷诺数，量纲为1；μ——流体黏度，Pa*s。

湍流时λ既随雷诺数Re变化，又随相对粗糙度（ε/d）变化，情况比较复杂，需由实验确定。

由式（3-2）可知，欲测定λ，需确定L、d、ρ、μ,并测定ΔPf、u等参数。

L、d为装置参数（表格中给出)，ρ、μ通过测定流体温度，再查相关手册而得，u可通过测定流体流量，再由流量方程计算得到。

采用U形管液柱压差计得：ΔPf=（ρ0-ρ）gR (3-5) 式中 R——柱液高度，m；ρ0——指示液密度，kg/m3根据实验装置结构参数L、d，指示液密度ρ0，流体温度t（用于查取流体物性ρ、μ）及实验时测定的流量Vs、液柱压差计得读数R，再通过（3-5）确定ΔPf、式（3-2)确定Re,用式（3-2）求取λ，再将Re和λ的关系绘制在对数坐标图上，从而揭示出不同流动形态的λ——Re关系。

（完整版）化工原理实验思考题答案实验一流体流动阻力测定1.在对装置做排气工作时，是否一定要关闭流程尾部的出口阀？为什么？答：是的。

理由是：由离心泵特性曲线可知，流量为零时，轴功率最小，电机负荷最小，起到保护电机的作用。

2.如何检测管路中的空气已经被排除干净？答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。

关闭出口阀后，打开U 形管顶部的阀门，利用空气压强使U 形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。

3.以水做介质所测得的λ-Re 关系能否适用于其它流体？如何应用？答：（1）适用其他种类的牛顿型流体。

理由：从)/(Re,d ελΦ=可以看出，阻力系数与流体具体流动形态无关，只与管径、粗糙度等有关。

（2）那是一组接近平行的曲线，鉴于Re 本身并不十分准确，建议选取中间段曲线，不宜用两边端数据。

Re 与流速、黏度和管径一次相关，黏度可查表。

4.在不同设备上（包括不同管径），不同水温下测定的λ-Re 数据能否关联在同一条曲线上？答：只要/d ε相同，λ-Re 的数据点就能关联在一条直线上。

5.如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不垂直，对静压的测量有何影响？答：没有影响.静压是流体内部分子运动造成的.表现的形式是流体的位能.是上液面和下液面的垂直高度差.只要静压一定.高度差就一定.如果用弹簧压力表测量压力是一样的.所以没有影响。

实验二离心泵特性曲线测定1.试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？答：由离心泵特性曲线可知，流量为零时，轴功率最小，电机负荷最小，起到保护电机的作用。

2.启动离心泵之前为什么要引水灌泵？如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原因是什么？答：（1）离心泵不灌水很难排掉泵内的空气，导致泵空转却不排水；（2）泵不启动可能是电路问题或泵本身已经损坏，即使电机的三相电接反，仍可启动。

3.为什么用泵的出口阀门调节流量？这种方法有什么优缺点？是否还有其他方法调节流量？答：（1）调节出口阀门开度，实际上是改变管路特性曲线，改变泵的工作点，从而起到调节流量的作用；（2）这种方法的优点时方便、快捷，流量可以连续变化；缺点是当阀门关小时，会增大流动阻力，多消耗能量，不经济；（3）还可以改变泵的转速、减小叶轮直径或用双泵并联操作。

化工原理实验报告实验名称：流体流动阻力测定班级：化实1101学号：2011011499*****同组人：陈文汉，黄凤磊，杨波实验日期：2013.10.24一、报告摘要通过测定阀门在不同的开度下的流体流量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 v π=，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，并通过作Re -λ双对数坐标图，以得出两者的关系示意曲线，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222121pu uρζ∆+=-可求出突然扩大管的局部阻力系数，以及由Re 64=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。

二、实验目的及任务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Blas ius 方程相比较。

三、实验原理1、不可压缩液体在圆形直管中做稳定流动时，由于粘性和旋流作用产生摩擦阻力，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。

影响流体的阻力因素较多，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。

直管阻力损失函数：f （hf ，ρ，μ， l ，d ，ε, u ）=0 应用量纲分析法寻找h f （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 /μl: π2＝l/d ε: π3＝ε/d h f : π4＝h f /u 2 5）原函数无量纲化0,,,2=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛d l d du u h F f εμρ 6）实验22,22u d l u dl d du h f ⋅=⋅⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=λεμρϕ 摩擦系数：()d εϕλRe,= 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/Re0.25湍流普通直管（4000<Re<临界点）：λ=φ（Re,ε/d ）即⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=λελRe 7.182log 274.11d湍流普通直管（Re>临界点）：λ=φ（ε/d ）即⎪⎭⎫ ⎝⎛-=d ελ2log 274.11对于粗糙管，λ与Re 的关系均以图来表示2、局部阻力损失函数22u h f ζ= 局部阻力系数：（局部结构）ϕζ=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 。

实验五 离心泵特性曲线及管路特性曲线测定一、实验目的：1.熟悉离心泵的操作方法。

2.掌握离心泵特性曲线和管路特性曲线的测定方法、表示方法，加深对离心泵性能的了解。

二、实验内容:1.熟悉离心泵的结构与操作方法。

2.测定某型号离心泵在一定转速下的特性曲线。

3.测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。

三、实验原理:1.离心泵特性曲线的测定：离心泵是最常见的液体输送设备。

在一定的型号和转速下，离心泵的扬程H 、轴功率N 及效率η均随流量Q 而改变。

通常通过实验测出H —Q 、N —Q 及η—Q 关系，并用曲线表示之，称为特性曲线。

特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。

泵特性曲线的具体测定方法如下： (1) H 的测定：在泵的吸入口和排出口之间列柏努利方程出入入出出入入入-+++=+++f H g u g P Z H g u g P Z 2222ρρ （7）()出入入出入出入出-+-+-+-=f H gu u g P P Z Z H 222ρ （8）上式中出入-f H 是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力，与柏努力方程中其它项比较，出入-f H 值很小，故可忽略。

于是上式变为：()gu u g P P Z Z H 222入出入出入出-+-+-=ρ （9）将测得的()入出Z Z -和入出P P -值以及计算所得的出入u u ,代入上式，即可求得H 。

(2) N 测定：功率表测得的功率为电动机的输入功率。

由于泵由电动机直接带动，传动效率可视为1，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。

即：泵的轴功率 N=电动机的输出功率，kW ；电动机输出功率=电动机输入功率×电动机效率； 泵的轴功率=功率表读数×电动机效率，kW 。

(3) η 测定 NNe=η （10） )(1021000Kw HQ g HQ Ne ρρ== （11）式中：η—泵的效率； N —泵的轴功率，kW ；Ne-泵的有效功率，kW ； H —泵的扬程，m ； Q —泵的流量，m 3/s ； ρ-水的密度，kg/m 3。

管道水头损失特性曲线是管道的水头损失随管道流量的变化曲线，可表示成
hf=SQ^2
泵水装置的管道系统特性曲线是提升高度与管道水水头损失总和随流量的变化曲线，即H=Ho+hf=Ho+SQ^2
水泵扬程和流量的关系曲线H=Hs+SpQ^2 是一条凹向下的曲线，而管道系统特性曲线是一条凹向上的曲线，对应的坐标与扬程和流量一样地看H跟Q。

扩展资料
什么叫管路特性，由于离心设备（包括压缩气体的离心机和压缩液体的离心泵）总是通过管路系统与外界相连，广其管路系统可能或长或短，或简单，或复杂，因此它表现出来一个特征，流体在管网中的流动阻力与流量的平方成正比。

这个比例系数就叫阻力系数。

同样的机泵，在不同的状况，在不同的单位、地点、系统中表现不完全一样，就是因为各系统的阻力系数不一样，这种特性就叫管路特性。