流体阻力实验报告

化工基础实验报告实验名称 流体阻力实验组 班级 姓名 学号 成绩实验时间 同组成员一. 实验预习1． 实验目的a) 测定湍流状态光滑管、粗糙管的λ随Re 变化关系； b) 测定湍流状态突扩管、截止阀、球阀的ζ值； c) 测定层流状态直管道的λ随Re 变化关系； d) 测定单级离心泵在一定转速下的特性曲线；e) 测定单级离心泵出口阀开度一定时的管路特性曲线； f) 测定孔板流量计的孔流系数C 0随Re 变化关系 2． 实验原理2.1流体阻力的测定流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的作用产生摩擦阻力；在流经弯头、阀门等管件时，由于流体运动的速度和方向突然发生变化，产生局部阻力。

这些能量损失都表现为机械能的减少，结合因次分析用h f 表示如下：直管流体阻力：222222222111u d l u p gZ u p gZ h f ⋅⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=λρρ管道局部阻力：222222222111u u p gZ u p gZ h f ⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=ζρρ式中： λ——直管摩擦阻力系数，λ= F （Re,ε/d ） ζ ——管道局部阻力系数，ζ = F （Re ，形状） 对水力学光滑管道：λ=0.3163/Re 0.25 对层流管道：λ=F （Re ）≈64/Re 2.2离心泵特性曲线测定离心泵的性能参数取决于泵的内部结构，叶轮形式及转速。

泵的性能参数扬程、轴功率、效率随流量的变化关系，即He ～Q 、N 轴～Q 、η～Q 称为离心泵的特性曲线。

该特性曲线需由实验测得，计算如下：H H H H e ∆+-=进口表压出口表压 mH 2O 电传电电轴N N N ⨯=⋅⋅=9.0ηηkW1000⨯⋅⋅⋅==轴轴N q He g N Ne vρη Q=3600×q vm 3/h管路特性是指输送流体时，管路需要的能量H （即从A 到B 流体机械能的差值+阻力损失）随流量Q 的变化关系。

实验名称：液体流动阻力的测定实验 一、 实验目的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 验证湍流区摩擦阻力系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。

④ 将所得光滑管的Re -λ方程和Blasius 方程相比较。

二、 实验器材流体流动阻力实验装置三、 实验原理1、直管摩擦阻力不可压缩流体（如水），在圆形直管中做稳定流动时，由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力；流体在流过突然扩大、弯头等官件时，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，在工程上通过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有关，可表示为),,,,,(εμρu l d f p =∆引入下列无量纲数群。

雷诺数 μρdu =Re相对粗糙度d ε管子长径比 dl从而得到)l,,(2d d du up εμρρψ=∆ 令)(Re,dεΦ=λ2)(Re,l 2u d d pεΦ=∆ρ 可得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。

2l 2u d ph f ⨯=∆=λρ式中 f h ——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——摩擦阻力系数。

当流体在一管径外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静压强差，即为流体流过两截面的流动阻力。

根据伯努利方程找出静压强差和摩擦阻力系数的关系式，即可求出摩擦阻力系数。

改变流速可测不同Re 下的摩擦阻力系数，这样就可得出某一相对粗糙度下管子的Re -λ关系。

（1） 湍流区的摩擦阻力系数在湍流区内)(Re,μεf =λ。

对于光滑管，大量实验证明，当Re 在5310~103⨯范围内，λ与Re 的关系Blasius 关系，即25.0Re /3163.0=λ对于粗糙管，λ与Re 的关系均以图来表示。

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。

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。

六、实验结果与分析1. 通过实验数据，验证了流体流动阻力理论，即直管摩擦阻力损失和局部阻力损失随流量增加而增大。