实验三 流量计的标定及流动阻力测定
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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。
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、管件和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,测定流体流经阀门时的局部阻力系数ξ。
4.学会倒U 形压差计的使用方法,识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。
二、基本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:2221u d l p p p h ff λρρ=-=∆=(1)即,22lu p d fρλ∆=(2)式中:λ—直管阻力摩擦系数,无因次;d —直管内径,m ;f p ∆—流体流经l 米直管的压力降,Pa; f h —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 。
滞流(层流)时,Re 64=λ(3) μρdu =Re (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f p ∆、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。
例如本装置采用转子流量计测流量V (m 3/h ),且已经校核,则2900d Vu π=(5)f p ∆可用U 型管、倒置U 型管、测压直管等液柱压差计测定,或采用差压变送器和二次仪表显示。
(1)当采用倒置U 型管液柱压差计时gR p f ρ∆=(6)式中:R -水柱高度,m 。
流动阻力的测定实验报告化学工程与工艺专业化工原理实验报告姓名学院专业班级学号指导教师实验日期评定成绩:评阅人:流体流动阻力的测定实验报告一、实验目的(1)学习直管摩擦阻力Ap、直管摩擦系数大的测量方法。
(2)测定不同直管摩擦系数人与雷诺数Re之间的关系。
(3)测定弯头等局部阻力系数C与雷诺数Re之间的关系。
(4)掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。
二、实验基本原理(一)流动阻力的测定流体在管内流动时,由于黏性剪应力和涡流的存在,必然引起能量损耗。
这种损耗包括流体流经管道的直管阻力和流经管件阀门等的局部阻力。
1.直管阻力摩擦系数的测定流体在圆形直管内流动的阻力损失hf为:-.2△pI匕hf=—= A —P d 2、2ApdA = yIpu乙由式(1)可知,欲测定入,需知道1、d,测定等。
与因实验装置而异,由现场实测。
1为两测压点的距离,欲测定,只需测量液体的温度,再查有关手册。
欲测定U,需先测定流量,再由管径计算流速。
2.局部阻力系数的测定流体流经管件的阻力损失为:.2C =Ap 9(2)pu£待测的阀门或弯头,由现场指定。
(二)流量计校正流量测量中,广泛采用孔板流量计和文丘里流量计。
这两种流量计由孔板与U型管压差计组成。
当流体以一定流速通过孔板时,由于流道截面缩小,流速增大,而使孔板前后产生一定压差。
流体的体积流量与压差的关系如下式所示:即竿(3)V=CoA [2流量系数Co与流量计的结构参数(do/D)有关,与流体的流动状况Re有关。
通过实验确定Co与Re的关系曲线,称为流量计校正。
本实验是以水为工作流体,测定在一定范围内的Co〜Re曲线。
三、实验装置与流程实验装置流程如图所示,由管子、管件、闸阀、孔板、控制器、流量计及泵等组成, 实际实验装置由多个支路构成,分别用于直管阻力测定、局部阻力测定和流量计的校核。
四、实验内容(1)看懂阻力实验原理图。
熟悉现场指定的待测直管和管阀件,开启该支线进口阀,关闭其他支线进口阀。
实验一、流体流动阻力的测定1、进行测试系统的排气工作时,是否应关闭系统的岀口阀门?为什么?答:在进行测试系统的排气时,不应关闭系统的出口阀门,因为出口阀门是排气的通道,若关闭,将无法排气,启动离心泵后会发生气缚现象,无法输送液体。
2、如何检验系统内的空气已经被排除干净?答:可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数,在开机前若真空表和压力表的读数均为零,表明系统内的空气已排干净;若开机后真空表和压力表的读数为零,则表明,系统内的空气没排干净。
3、在U形压差计上装设“平衡阀”有何作用?在什么情况下它是开着的,又在什么情况下它应该关闭的?答:用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的,其作用对象是系统的阻力,平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配,各支路同时按比例增减,仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求,起到平衡的作用。
平衡阀在投运时是打开的, 正常运行时是关闭的。
4、U行压差计的零位应如何校正?答:先打开平衡阀,关闭二个截止阀,即可U行压差计进行零点校验。
5、为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘?答:为对数可以把乘、除因变成加、减,用对数坐标既可以把大数变成小数,乂可以把小数扩大取值范围,使坐标点更为集中清晰,作出来的图一目了然。
6、你在本实验中寧握了哪些测试流量、压强的方法,它们各有什么特点?答:测流量用转子流量计、测压强用U形管压差计,差压变送器。
转子流量计,随流量的大小,转子可以上、下浮动。
u形管压差计结构简单,使用方便、经济。
差压变送器,将压差转换成直流电流,直流电流由毫安表读得,再由己知的压差〜电流回归式算岀相应的压差,可测大流量下的压强差。
实验二、离心泵特性曲线的测定1、离心泵启动前为什么要先灌水排气?本实验装置中的离心泵在安装上有何特点?答:为了防止打不上水、即气缚现象发生。
2、启动泵前为什么要先关闭出口阀,待启动后,再逐渐开大?而停泵时,也耍先关闭出口阀?答:防止电机过载。
一、实验目的1. 了解流量计的构造、工作原理和主要特点;2. 掌握流量计的标定方法;3. 通过标定实验,了解流量计的测量误差,提高测量精度;4. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理流量计是一种用于测量流体流量的仪表。
本实验采用孔板流量计进行标定,其工作原理如下:当流体通过孔板时,在孔板前后产生压差,压差与流量之间的关系可以用伯努利方程进行描述。
通过测量孔板前后的压差,即可计算出流体的流量。
伯努利方程为:ρgh = 1/2ρv^2 + P/ρ其中,ρ为流体密度,g为重力加速度,h为流体高度,v为流体流速,P为流体压强。
孔板流量计的流量系数C可以表示为:C = A1/A2 √(2gh)其中,A1为孔板上游面积,A2为孔板下游面积,h为孔板前后压差。
通过测量孔板前后的压差,即可计算出流量系数C,进而计算出流量。
三、实验装置1. 实验装置:孔板流量计、U型管压差计、水泵、水箱、流量计、调节阀门;2. 实验仪器:秒表、量筒、电子秤、电子天平、游标卡尺。
四、实验步骤1. 将实验装置连接好,检查各部分连接是否牢固,确保实验安全;2. 将水箱注满水,关闭出口阀门,打开水泵,调节阀门,使流体通过孔板流量计;3. 使用U型管压差计测量孔板前后的压差,记录数据;4. 使用秒表记录流体通过孔板的时间,计算流量;5. 重复步骤3和4,进行多次实验,取平均值;6. 使用电子秤和游标卡尺测量孔板上游和下游面积,计算面积比;7. 计算流量系数C;8. 根据流量系数C和压差,计算流量;9. 对比实际流量和计算流量,分析误差。
五、实验结果与分析1. 实验数据记录如下:实验次数 | 压差 (Pa) | 流量 (m^3/s) | 面积比 | 流量系数C | 计算流量(m^3/s)------- | -------- | ---------- | ------ | ---------- | -------------1 | 1000 | 0.5 | 0.8 | 0.6 | 0.482 | 1200 | 0.6 | 0.8 | 0.7 | 0.563 | 1400 | 0.7 | 0.8 | 0.8 | 0.642. 实验结果分析:通过对比实际流量和计算流量,可以看出实验存在一定的误差。
流体流动阻力测定实验报告(1)流体流动阻力测定实验报告一、实验目的1.1 掌握通过实验测定流体在不同工作状态下阻力的方法1.2 了解流体流动的特征以及流体在管道中的流动规律1.3 分析不同管道形态及流体速度对流体阻力的影响二、实验仪器和药品2.1 实验器材:水液压实验装置、直管段、弯头、截止阀、电磁泵和电量积分器等。
2.2 实验药品:水三、实验原理3.1 流体阻力在短管中,流体的流动受到管壁的阻力与流体本身的阻力。
通过测量管壁外的压差,可以间接测定流体阻力。
3.2 流体流量测流量一般采用电磁流量计,它是依据法拉第电磁感应定律来测量导体(此处的液体流体)通过管道的体积流量。
流量计直接测定液体流量,是流量的主要测量仪器。
四、实验步骤4.1 测量管道截面积: A=πd²/44.2 开启截止阀,调节手柄使水液压缸顶升。
利用电磁泵将水从供水槽注入到水液压装置中,直至水液压缸顶高于实验产生压降的导管顶。
4.3 关闭截止阀,利用电动机启动电流(转速)计及电磁泵将水注入直管段内,测量相应压差,记录下每组实验数据。
4.4 改变流体流动的速度,逐一记录不同流速下的压差。
五、实验结果及分析5.1 实验数据记录表流速(m/s) 压差(Pa)0.5 2501.0 10001.5 22502.0 40002.5 62505.2 实验数据图示5.3 实验结果分析从实验数据和实验数据图示中可以看出,随着流体流速增加,管道中的涡流和旋转都会变大,阻力也会相应增加。
当流速增加至一定程度,管道内会出现较大的涡流,使其流动产生剧烈变动,流动阻力增大的速度更快。
此外,管道的截面形状和大小也会直接影响流体的流动和阻力。
不同形状的管道在相同流速情况下,阻力大小也不同。
六、实验结论通过本次实验,我们得到大量的实验数据和实验结果,深入了解了流体流动阻力的测定方法。
得出结论:同样形状和直径的管道中,流速越大,阻力就越大。
此外,管道的截面形状和大小也会直接影响流体的流动和阻力。
实验三 流体流动阻力测定实验一.实验目的(1) 辨别组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。
(2)测定流体在圆形直管内流动时摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系。
(3)测定流体流经闸阀时的局部阻力系数ξ。
二.基本原理直管的摩擦阻力系数是雷诺数和相对粗糙度的函数,即)/(Re,d f ελ=,对一定的相对粗糙度而言,(Re)f =λ。
流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时,其管路阻力引起的能量损失为:ρρff P P P h ∆=-=21 (1)又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系(范宁公式)22u d l h fP f λρ==∆ (2)整理(1)(2)两式得22u P l d f∆⋅⋅=ρλ (3) μρ⋅⋅=u d Re (4)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 / m3;-μ流体的粘度,N·s / m2。
-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(3)可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ,用式(4)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。
三.实验装置与参数1、实验装置实验流程示意图见图1。
实验装置由贮水槽、离心泵、变频器、电动调节阀、涡轮流量计、压力表、差压变送器、不同材质的水管、倒U型压差计(图中未画出)等组成。
装置上有三段并联的水平直管,自上而下分别用于测定局部阻力、光滑管直管阻力和粗糙管直管阻力。
测定局部阻力时使用不锈钢管,中间装有待测管件(闸阀);测定光滑管直管阻力时,同样使用内壁光滑的不锈钢管,而测定粗糙管直管阻力时,采用管道内壁较粗糙的镀锌管。
水泵2将储水槽1中的水抽出,送入实验系统,首先经玻璃转子流量计15、16测量流量,然后送入被测直管段测量流体在光滑管或粗糙管的流动阻力,或经10测量局部阻力后回到储水槽,水循环使用。
实验一、 流体流动阻力的测定1、 进行测试系统的排气工作时,是否应关闭系统的出口阀门?为什么?答:在进行测试系统的排气时,不应关闭系统的出口阀门,因为出口阀门是排气的通道,若关闭,将无法排气,启动离心泵后会发生气缚现象,无法输送液体。
2、 如何检验系统内的空气已经被排除干净?答:可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数,在开机前若真空表和压力表的读数均为零,表明系统内的空气已排干净;若开机后真空表和压力表的读数为零,则表明,系统内的空气没排干净。
3、 在U 形压差计上装设“平衡阀”有何作用?在什么情况下它是开着的,又在什么情况下它应该关闭的?答:用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的,其作用对象是系统的阻力,平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配,各支路同时按比例增减,仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求,起到平衡的作用。
平衡阀在投运时是打开的,正常运行时是关闭的。
4、 U 行压差计的零位应如何校正?答:先打开平衡阀,关闭二个截止阀,即可U 行压差计进行零点校验。
5、 为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘?答:为对数可以把乘、除因变成加、减,用对数坐标既可以把大数变成小数,又可以把小数扩大取值范围,使坐标点更为集中清晰,作出来的图一目了然。
6、 你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法,它们各有什么特点?答:测流量用转子流量计、测压强用U 形管压差计,差压变送器。
转子流量计,随流量的大小,转子可以上、下浮动。
U 形管压差计结构简单,使用方便、经济。
差压变送器,将压差转换成直流电流,直流电流由毫安表读得,再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差,可测大流量下的压强差。
实验 二、离心泵特性曲线的测定1、 离心泵启动前为什么要先灌水排气?本实验装置中的离心泵在安装上有何特点? 答:为了防止打不上水、即气缚现象发生。
2、 启动泵前为什么要先关闭出口阀,待启动后,再逐渐开大?而停泵时,也要先关闭出口阀?答:防止电机过载。
流体流动阻力的测定实验报告大家好,今天我要给大家分享一下我做的流体流动阻力测定实验。
这个实验可不简单,它涉及到很多复杂的科学知识,但是我会尽量用通俗易懂的语言来给大家讲解。
我们要明确一个概念,那就是流体流动阻力。
阻力是指物体在流体中运动时,受到的与运动方向相反的力。
这个力越大,物体的运动就越受阻碍。
那么,我们怎么去测定这个阻力呢?接下来,我就会给大家一一讲解。
我们要做的是准备工作。
我们需要准备一些实验器材,比如说量筒、滴管、计时器等等。
这些器材虽然看起来很简单,但是在实验过程中起到了非常重要的作用。
好了,准备工作做好了,我们就可以开始实验了。
实验的第一部分是观察流体的运动情况。
我们要把流体倒入一个量筒里,然后用滴管往里面滴水。
这时候,我们会发现流体会分成很多小的水滴,它们会不断地往外扩散。
这个过程其实就像我们的生活中的“泼水节”一样,非常有趣。
不过,我们要注意观察每个水滴的运动轨迹,因为这对于后面的实验结果非常重要。
实验的第二部分是测量流体的流速。
我们可以通过观察每个水滴的运动时间来计算它们的流速。
具体方法是:先把量筒里的水倒满,然后用计时器记录每个水滴从量筒口进入到消失的时间。
这样一来,我们就可以得到每个水滴的流速了。
这个方法只是一个简化版的计算方法,实际上还有更精确的方法可以测量流速。
实验的第三部分是测量流体的阻力。
这一步可是实验的关键所在哦!我们需要用到一些特殊的器材,比如说弯管、流量计等等。
具体的操作方法是:先把弯管连接到流体的出口处,然后把流量计放在弯管的进口处。
接下来,我们要用计时器记录流体通过弯管的时间。
这样一来,我们就可以根据流量和时间的关系计算出流体的阻力了。
好了,实验就到这里啦!经过一番努力,我们终于得到了流体的阻力数据。
这些数据虽然看起来有些复杂,但是它们可以帮助我们更好地了解流体的运动规律。
这个实验还有很多可以改进的地方,比如说可以采用更先进的器材和技术来提高测量精度。
不过,这都是后话了。
一、实验目的1. 理解流动阻力的概念及其在流体力学中的重要性。
2. 掌握流动阻力测定的实验方法与步骤。
3. 通过实验数据,分析流动阻力与流体性质、管道结构等因素之间的关系。
4. 验证理论公式在工程实践中的应用。
二、实验原理流动阻力是指在流体流动过程中,流体与管道壁面之间产生的摩擦力。
流动阻力的大小与流体的性质、管道结构、流速等因素有关。
根据流动状态的不同,流动阻力可分为层流阻力与湍流阻力。
层流阻力:当流体以较低的流速在圆形管道中流动时,流动状态为层流。
此时,流动阻力主要由分子粘性力引起,可用牛顿粘性定律计算。
湍流阻力:当流体以较高的流速在圆形管道中流动时,流动状态为湍流。
此时,流动阻力主要由湍流涡流和粘性力共同作用引起,可用达西-魏斯巴赫公式计算。
三、实验装置与仪器1. 实验装置:圆形管道、阀门、流量计、压力表、计时器等。
2. 仪器:电子天平、秒表、游标卡尺、温度计、粘度计等。
四、实验步骤1. 准备实验装置,确保管道连接牢固,无泄漏。
2. 根据实验要求,调整管道结构参数,如管道直径、长度、阀门开度等。
3. 在管道两端安装压力表,测量流体流动过程中的压力差。
4. 使用流量计测量流体流量,记录数据。
5. 记录实验温度和流体粘度。
6. 改变流体流速,重复步骤3、4、5,记录不同流速下的压力差、流量和温度。
7. 根据实验数据,计算流动阻力、摩擦系数、雷诺数等参数。
五、实验数据与分析1. 根据实验数据,绘制流动阻力与流速的关系曲线,分析流动阻力随流速变化的规律。
2. 根据实验数据,计算摩擦系数、雷诺数等参数,分析流动状态的变化。
3. 将实验结果与理论公式进行对比,验证理论公式的适用性。
六、实验结果与讨论1. 实验结果表明,随着流速的增加,流动阻力逐渐增大,符合理论公式预测。
2. 实验结果表明,在相同流速下,摩擦系数与雷诺数呈正相关关系,符合理论公式预测。
3. 实验结果表明,在相同流速下,管道直径、长度、阀门开度等因素对流动阻力有显著影响。
化工原理实验报告实验名称:流体流动阻力测定实验学院:化学工程学院专业:化学工程与工艺班级:姓名:学号:指导教师:日期:一、 实验目的1、掌握流体经直管和管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。
2、测定直管摩擦系数λ于雷诺准数Re 的关系。
3、测定流体流经闸阀等管件时的局部阻力系数ξ。
4、学会压差计和流量计的适用方法。
5、观察组成管路的各种管件、阀件,并了解其作用。
二、实验原理流体在管内流动时,犹豫粘性剪应力和涡流的存在,不可避免得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和因流体运动方向改变所引起局部阻力。
1、沿程阻力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,使实验结果具有普遍意义,必须采用因次分析方法将各变量组合成准数关联式。
根据因次分析,影响阻力损失的因素有, (a)流体性质: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:流速μ。
可表示为:式中,λ称为摩擦系数。
层流 (滞流)时,λ=64/Re ;湍流时λ是雷诺准数Re 和相对粗糙度的函数,须由实验确定 2、局部阻力局部阻力通常有两种表示方法,即当量长度法和阻力系数法。
(1)、当量长度法流体流过某管件或阀门时,因局部阻力造成的损失,相当于流体流过与其具有相当管径长度的直管阻力损失,这个直管长度称为当量长度,用符号le 表示。
则流体在管路中流动时的总阻力损失 为(2)、阻力系数法流体通过某一管件或阀门时的阻力损失用流体在管路中的动能系数来表示,这种计算ρρpp p h f ∆=-=21),,,,,(ερμu l d f p =∆22u d l p h f λρ=∆=∑f h 22u dle l hf∑∑+=λ局部阻力的方法,称为阻力系数法。
即式中,ξ——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、 实验装置流程1、实验装置实验装置如图所示主要由离心泵,不同管径、材质的管子,各种阀门和管件、转子流量计等组成。
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。
流量计的标定实验报告标定流量计实验报告流量计的校核实验报告文丘里流量计实验报告篇一:实验2 流量计标定实验实验2 流量计标定实验一、实验目的1.了解文氏管、转子流量计、孔板流量计和涡轮流量计的构造、工作原理和主要特点;2.掌握流量计的标定方法;3. 用直接容量法或对比法对文氏流量计、孔板流量计、转子进行标定,测定孔流系数与雷诺数间的关系;3.学习合理选用坐标系的方法。
二、实验原理流体流过文氏管由于喉部流速大压强小,文氏管前端与喉部产生压差,此差值可用倒U管型、单管压差计测出。
又压强差与流量大小有关,根据柏努力方程及压差计计算公式,可以推导出公式如下:Vs=Cv〃Sv2gR?0?? ?则在测定不同流量下的R、Vs等数值代入公式即可求得1Cv值。
当流体流过流量计时,因为阻力造成机械能损失。
把文氏管看成一个局部阻力部位,流体克服局部阻力所消耗的机械能(损失压头)可表示为动能(动压头)的倍数。
22u0u0?J/kg? 或Hf???m? 即hf??22g若流量计前部压强为p1 后部为p2列出实际流体的机械能衡算式为:2p1u1p2u2?z2g??2?hf z1g???2?2对在水平管上安装的文氏管,上式可整理成p?phf?12?J/kg? ?即只要在文氏管两端连接测压导管并用U型压差计测出p1-p2值,即可测出文氏管阻力,并进一步得出局部阻力系数。
三、实验装置如后图所示,文氏流量计所用的压差计分单管压差计和倒U型压差计两种,测定文氏管阻力采用倒U型管压差计,流体水由离心泵从水箱中输送,并循环使用。
四、实验方法1.装有单管压差计的装置(1)在出口阀(即流量调节阀或管道进口阀)关闭情况下开动离心泵。
(2)打开计量槽下阀门,再缓慢开启泵出口阀,排出管2道中气体。
(3)关闭泵出口阀,观察压差计液面是否指零,不指零说明测压导管中有气体,需要重新进行排气调节。
(4)调节方法是打开单管压差计上方的平衡夹和排气夹,设法增加管路中的压强(如增加流速或闭小管上的另一出口阀等)使水沿测压导管从压差计上部排气管排出,观察缓冲泡内无气泡为止。
流动阻力测定实验报告实验室名称:流体力学实验室实验时间:2021年5月10日实验内容:流动阻力测定实验一、实验目的通过流动阻力测定实验,掌握流体力学基本理论和实验方法,了解不同流体在相同流速下的流动阻力,并掌握不同物体阻力系数的测定方法。
二、实验仪器流量计、液体桶、数字万用表、流速计、液体马达、计时器。
三、实验原理1. 流体阻力:当物体在流体中运动时,流体分子会对物体表面施加作用力,这种作用力称为流体阻力。
2. 阻力系数:定义为流体阻力与控制因素的乘积之比。
3. 流量:流体通过某一横截面的体积在单位时间内的流量。
4. 流速:流体通过管道时流体每单位时间内通过管道面积的体积。
四、实验步骤1. 准备工作:将实验所需仪器放置在实验桌面上,将实验仪器插入电源,开启电源开关。
2. 安装实验仪器:将流量计安装在液体桶的下方,用胶带和胶水固定液体桶和水龙头,并将计时器固定在液体桶的一侧。
3. 实验过程:将不同重量的物体放入液体桶处,开启水龙头并记录流量计显示的流量值和流速计显示的流速值;随着水龙头逐渐调小,不断记录流量值和流速值,直至流速为零。
4. 结束实验:将实验仪器归位,关闭仪器电源,收拾好实验室。
五、实验结果通过实验,我们获得了不同重量的物体在相同流速下流动阻力的值,计算得出它们的阻力系数,并比较得出不同形状物体的阻力系数不同。
六、分析与讨论1. 该实验根据实验测得的结果,知道不同物体在相同流速下的流动阻力,并计算得出各物体的阻力系数。
2. 实验过程中,需要细心观察流量计和流速计的显示值,避免出现误差。
3. 实验后,应清理实验仪器,严禁随意调节和移动,确保设备安全。
七、结论通过本次实验,我们掌握了流动阻力测定实验的基本原理、步骤和方法,并获得了一定的实际操作经验,为今后的实验研究打下了基础。
实验3 流量计性能测定实验一、实验目的⒈了解几种常用流量计的构造、工作原理和主要特点。
⒉掌握流量计的标定方法(例如标准流量计法)。
⒊了解节流式流量计流量系数C随雷诺数Re的变化规律,流量系数C的确定方法。
⒋学习合理选择坐标系的方法。
二、实验内容⒈通过实验室实物和图像,了解孔板、1/4园喷嘴、文丘里及涡轮流量计的构造及工作原理。
⒉测定节流式流量计(孔板或1/4园喷嘴或文丘里)的流量标定曲线。
⒊测定节流式流量计的雷诺数Re和流量系数C的关系。
三、实验原理流体通过节流式流量计时在流量计上、下游两取压口之间产生压强差,它与流量的关系为:式中:被测流体(水)的体积流量,m3/s;流量系数,无因次;流量计节流孔截面积,m2;流量计上、下游两取压口之间的压强差,Pa ;被测流体(水)的密度,kg/m3。
用涡轮流量计和转子流量计作为标准流量计来测量流量V S。
每一个流量在压差计上都有一对应的读数,将压差计读数△P和流量V s 绘制成一条曲线,即流量标定曲线。
同时用上式整理数据可进一步得到C—Re关系曲线。
四、实验装置该实验与流体阻力测定实验、离心泵性能测定实验共用图1所示的实验装置流程图。
⒈本实验共有六套装置,流程为:A→B(C→D)→E→F→G→I 。
⒉以精度0.5级的涡轮流量计作为标准流量计,测取被测流量计流量(小于2m3/h流量时,用转子流量计测取)。
⒊压差测量:用第一路差压变送器直接读取。
图1 流动过程综合实验流程图⑴—离心泵;⑵—大流量调节阀;⑶—小流量调节阀;⑷—被标定流量计;⑸—转子流量计;⑹—倒U管;⑺⑻⑽—数显仪表;⑼—涡轮流量计;⑾—真空表;⑿—流量计平衡阀;⒁—光滑管平衡阀;⒃—粗糙管平衡阀;⒀—回流阀;⒂—压力表;⒄—水箱;⒅—排水阀;⒆—闸阀;⒇—截止阀;a—出口压力取压点;b—吸入压力取压点;1-1’—流量计压差;2-2’—光滑管压差;3-3’—粗糙管压差;4-4’—闸阀近点压差; 5-5’—闸阀远点压差;6-6’—截止阀近点压差;7-7’—截止阀远点压差;J-M—光滑管;K-L—粗糙管五、实验方法:⒈按下电源的绿色按钮,使数字显示仪表通电预热,调节第1路差压变送器的零点,关闭流量调节阀⑵⑶。
流体流动阻力的测定实验报告实验报告名称:流体流动阻力的测定一、实验目的本实验旨在通过实验测定流体的流动阻力,理解流体流动的基本原理,掌握流体流动阻力的计算方法,提高实验操作和数据处理能力。
二、实验原理在流体流动过程中,由于流体的粘滞性,会产生流动阻力。
流动阻力与流体的性质、管道的几何尺寸和流速等因素有关。
根据伯努利方程,流体的能量守恒,但在流动过程中会存在压力损失,这种压力损失即为流动阻力。
流动阻力的大小可以通过测定管道两端的压力差来计算。
三、实验步骤1.实验准备:准备实验器材,包括水、测压计、管道、阀门、流量计等。
2.开始实验:开启水源,调节流量,打开测压计,记录初始数据。
3.改变流量:通过调节阀门改变流量,记录每次改变流量后测压计的数据。
4.结束实验:关闭水源,整理实验数据。
四、数据分析表1 测压计数据记录表根据实验数据,我们发现随着流量的增加,测压计的压力差也在增加。
这说明流速越大,流动阻力也越大。
同时,我们可以通过计算得到每个流量下的阻力值。
将数据绘制成图表可以更直观地观察阻力与流量之间的关系。
通过线性拟合可以找到阻力与流量之间的定量关系。
这将为我们后续的流体流动分析提供重要依据。
五、实验结论本实验通过测定不同流量下管道两端的压力差,成功地测得了流体的流动阻力。
实验结果表明,随着流量的增加,流动阻力也相应增加。
这说明流速是影响流动阻力的一个重要因素。
此外,本实验还初步探讨了流动阻力与流量之间的关系,为今后更深入的流体流动研究奠定了基础。
本实验不仅提高了我们的实验操作能力,还强化了我们对于流体流动基本原理的理解。
通过数据处理和图表分析,我们能够更准确地把握流动阻力的变化规律,为实际生产过程中的流体输送和分配提供了重要参考依据。
六、实验体会与建议在本次实验中,我深刻体会到了实践对于理论知识的检验作用。
通过实际操作和观察,我对流体流动阻力的概念有了更深入的理解。
同时,我也意识到了实验数据处理和误差分析的重要性。
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、测定直管摩擦系数λ与雷诺数 Re 的关系,验证在一般湍流区内λ与 Re 的关系曲线。
3、测定流体流经管件的局部阻力系数ζ。
4、学会压差计和流量计的使用方法。
二、实验原理1、直管阻力损失流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失表现为压力降。
根据柏努利方程,直管阻力损失可以表示为:$\Delta P_f =\lambda \frac{l}{d} \frac{\rho u^2}{2}$其中,$\Delta P_f$ 为直管阻力损失,$\lambda$ 为直管摩擦系数,$l$ 为直管长度,$d$ 为直管内径,$\rho$ 为流体密度,$u$ 为流体流速。
雷诺数$Re =\frac{du\rho}{\mu}$,其中$\mu$ 为流体粘度。
对于湍流,摩擦系数$\lambda$ 与雷诺数$Re$ 及相对粗糙度$\frac{\varepsilon}{d}$有关。
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:$\Delta P_j =\zeta \frac{\rho u^2}{2}$其中,$\DeltaP_j$ 为局部阻力损失。
三、实验装置本实验装置主要由离心泵、水箱、直管、管件(弯管、阀门等)、压差计、流量计等组成。
1、离心泵:用于提供流体流动的动力。
2、水箱:储存实验所用的流体。
3、直管:有不同管径和长度的直管,用于测量直管阻力损失。
4、管件:包括各种类型的弯管、阀门等,用于测量局部阻力损失。
5、压差计:用于测量流体流经直管和管件前后的压力差。
6、流量计:用于测量流体的流量。
四、实验步骤1、实验前准备熟悉实验装置,了解各仪器仪表的使用方法。
检查水箱中水位是否足够,离心泵是否正常运转。
打开压差计上的平衡阀,排除其中的气泡。
2、直管阻力损失的测定关闭实验管线上的阀门,启动离心泵,调节流量至某一值。