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流体流动阻力测定实验报告

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..实验报告课程名称： 指导老师：成绩：实验名称： 实验类型： 同组学生： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1.掌握测定流体流经直管、管件（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，流体流经管件（阀门）时的局部阻力系数 ，验证在一般湍流区 λ 与 Re 的关系曲线，考察ζ与Re 是否相关。

3.识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用,获得对Re ，摩擦系数λ，局部阻力系数ζ的感性认识。

二、实验容和原理1流量计校核通过计时称重对涡轮流量计读数进行校核。

2. Re 数：3. 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：专业： 姓名： 学号： 日期： 地点：过程工程专业实验 流体流动阻力实验装订线.. 4.局部阻力系数ζ的测定局部阻力压力降的测量方法：测量管件及管件两端直管（总长度 l' ）总的压降p，减去其直管段的压降，该直管段的压降可由直管阻力p f（长度 l ）实验结果求取。

三、主要仪器设备..Figure 1 实1—水箱 2—离心泵 3、11、12、13、14—压差传感器 4—温度计 5—涡轮流量计16—粗糙管实验段 17—光滑管实验段 18—闸阀 19—截止阀 20—引水漏斗 21、22—调节阀 23—泵出口阀 24—旁路阀（流量校核） a b c de f g h — 取压点表格 1 表格2，名称 类型 光滑管 不锈钢管 粗糙管镀锌铁管局部阻力截止阀 闸阀四．操作方法和实验步骤1.离心泵灌水，关闭出口阀（23），打开电源，启动水泵电机，待电机转动平稳后，把泵的出口阀（23）缓缓开到最大。

对压差传感器进行排气，完成后关闭排气阀门，使压差传感器处于测量状态。

直管规格 管径 （mm ） 直管段长度 （mm ） 光滑直管 21 ef = 1000 粗糙直管22bc =1000截止阀两端直管（光滑管）21de = 660闸阀两端直管（粗糙管）22ab = 680..2.开启旁路阀（24），关闭光滑管段阀件，选定最小流量1.00m3/h，,记录最大流量，设定大于10个数值上等比的流量观测值。

自大至小，改变流量，每次改变流量，待流动达到稳定后，记录压差、流量、温度等数据。

粗糙管段测量同光滑管段测量。

3.实验结束，关闭出口阀（23）。

五、实验数据记录和处理5.1流量计校核仪器读数：V1=0.61m3·h-1，空桶质量m0=0.46kgτ=50.00s时，桶的质量m1=10.22kg，水温t r=32.1℃，ρ=995.0kg/m3实际流速：V2=偏差E=(0.71-0.61)/0.61 *100%=16.4%表格 3 光滑管段实验数据记录No V1/m3·h-1 t1/p11/kpa p12/kPa(加管件)1 0.95 32.1 0.43 9.82 1.21 32 0.66 11.63 1.44 31.9 0.84 12.94 1.71 31.8 1.14 14.85 2.05 31.8 1.55 18.26 2.26 31.7 1.83 20.47 2.71 31.6 2.52 26.58 3.23 31.6 3.34 34.69 3.74 31.6 4.32 44.2.10 4.5 31.4 6.11 60.811 5.25 31.2 7.99 79.512 5.39 31.1 8.22 83.6表格 4 粗糙管段实验数据记录No V2/m 3·h-1 T2/P21/kpa P22/kPa(加管件)1 0.97 30.4 1.44 1.052 1.24 30.3 2.24 1.733 1.44 30.2 3.01 2.434 1.7 30.1 4.09 3.425 2.05 30 5.83 5.036 2.37 29.9 7.67 6.727 2.77 29.8 10.395 9.258 3.2 29.5 13.2 12.59 3.82 29.3 19.87 17.7110 4.45 29.2 24.93 24.1511 5.07 28.7 24.83 24.94实验所用流体为水，ρ，μ的计算参考文献值[1],插法处理t=20, ;t=30,; t=40,t=28,; t=29,; t=30,; t=31, ..t=32,表格 5.光滑管段流动阻力参数计算结果No u/m·s-1 ρ/kg·m3 μ/Pa·s Re λδ1 0.6942 995.0 0.000766 19828.7 0.03946 39.657072 0.8842 995.0 0.000768 25205.1 0.03733 28.670323 1.0523 995.0 0.000770 29934.5 0.03355 22.380114 1.2496 995.1 0.000771 35474.2 0.03228 18.053265 1.4980 995.1 0.000771 42527.6 0.03054 15.356996 1.6515 995.1 0.000773 46788.0 0.02967 14.116107 1.9803 995.1 0.000774 55989.6 0.02841 12.702688 2.3603 995.1 0.000774 66732.9 0.02651 11.662869 2.7330 995.1 0.000774 77269.7 0.02557 11.1027810 3.2883 995.2 0.000778 92593.1 0.02498 10.5275711 3.8364 995.3 0.000781 107587.3 0.02400 10.1126412 3.9387 995.3 0.000782 110232.9 0.02342 10.10460表格 6粗糙管段流动阻力参数计算结果No u/m·s-1 ρ/kg·m3 μ/Pa·s Re λδ1 0.7779 995.6 0.000794 20483.1 0.10038 0.33063 ...2 0.9945 995.6 0.000796 26130.6 0.09555 0.511073 1.1549 995.6 0.000797 30282.7 0.09520 0.667834 1.3634 995.7 0.000799 35676.9 0.09282 0.778715 1.6441 995.7 0.000801 42934.0 0.09098 0.878516 1.9007 995.7 0.000802 49530.1 0.08955 0.921707 2.2215 995.8 0.000804 57766.5 0.08884 0.972428 2.5664 995.8 0.000809 66310.9 0.08453 1.155109 3.0636 995.9 0.000813 78825.6 0.08928 0.9833810 3.5689 995.9 0.000815 91632.9 0.08255 1.2134811 4.0661 996.0 0.000823 103289.4 0.06333 1.03868Figure 2．摩擦系数λ与Re的关系曲线（y1为光滑管摩擦系数，y2为粗糙管摩擦系数）.. 对照Moody图[1]，Figure 3．Moody 图查得光滑管段λ1-Re图对应的相对粗糙度ε1/d1=0.002;粗糙管段λ2-Re图对应的相对粗糙度ε2/d2>0.05.绝对粗糙度：ε1=0.002*21=0.42mm，ε2>0.05*22=1.10mm;查表[2]知，中等腐蚀的无缝钢管绝对粗糙度：ε~0.4mm；普通镀锌钢管绝对粗糙度：ε：0.1~0.15mmFigure 4．局部阻力系数ζ与Re的关系曲线（y1为光滑管局部阻力系数，y2为粗糙管局部阻力系数）.截止阀局部阻力系数:ζ1=10.70闸阀局部阻力系数：ζ2=1.04（两者均取ζ-Re曲线上平直部分对应的局部阻力系数）查文献，知截止阀在全开时ζ=6.4，闸阀在全开时ζ=0.17六．实验结果与分析1.实验误差分析：1.1由对涡轮流量计的校核知，当流速较小时，流量计的测量误差较大，可达16.4%，因而λ-Re，ζ-Re图上，Re值较小时，实验数据点的误差较大。

1.2实验读数时，由于仪表显示的读数值并不稳定，液体实际的流动不是不可压缩的稳定流动，Δp，V，t值随时间变化存在一定程度上的波动。

1.3温度传感器，流量计，压差传感器的仪器测量误差不可避免。

1.4调节流量时，流动并未完全稳定读数1.5计算局部阻力系数时，采用的公式：，合成不确定度相较摩擦阻力系数测定时，引入的不确定度增加了一项，误差增大。

1.6所用的水不够洁净，含较多杂质，而实验中都做纯水处理，实际流体的μ，ρ值与计算得到的值存在一定程度的偏差。

... 2.实验结果分析2.1.实验测得光滑管的绝对粗糙度ε1=0.42mm,在给出的参考围~0.4mm，粗糙管的绝对粗糙度>1.10mm,偏大，可能原因水管使用较久由于污垢腐蚀而造成绝对粗糙度偏大2.2实验测得的截止阀与闸阀在全开时，局部阻力系数较文献值均偏大，可能的原因：a.实际因为阀件的制造水平，加工精度不同的原因，不同的阀件的局部阻力系数在一定围波动；b.实验用阀件可能存在积垢，腐蚀的问题，导致局部阻力系数偏大。

3.思考题3.1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，由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。

3.2．如何检测管路中的空气已经被排除干净？答：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。

3.3．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：能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许d、u、ρ、μ变化。

3.4.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：不可以，,设备改变，相对粗糙度也发生改变，从而λ变化。

3.5．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：有毛刺，增加额外的阻力损失，安装不垂直，增加额外的压差，使测量误差增大。

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流体流动阻力测定实验报告

流体流动阻力测定实验报告

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。

化工原理实验报告综合经典篇

化工原理实验报告综合经典篇

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。

流体流动阻力实验报告

流体流动阻力实验报告

流体流动阻力实验报告引言流体力学是研究流体在运动中的行为及其影响的学科。

流体流动阻力是流体力学中的一个重要概念，它在各个领域都有广泛的应用。

本实验旨在通过测量流体在管道中流动时所产生的阻力，探究流体流动阻力的特性和影响因素。

实验目的1. 理解流体流动阻力的概念和意义；2. 探究流体流动阻力与管道直径、流速等因素的关系；3. 学习使用实验仪器和测量方法。

实验原理根据流体力学的基本原理，流体在管道中流动时，会受到管壁的摩擦力和流体内部分子之间的黏滞力的阻碍，从而产生阻力。

阻力的大小与流体的黏性有关，也与管道的形状、管径、流速等因素密切相关。

根据液体在静止时的压强和动能守恒定律，可以推导出流体流动阻力的计算公式。

实验装置与仪器1. 实验装置：包括液压台、流体供给装置、流量计、压力计等；2. 测量仪器：包括尺子、计时器等。

实验步骤1. 搭建实验装置，保证装置的稳定性；2. 调整流量控制阀，使流量计示数稳定在一定数值；3. 测量管道的直径和长度，并记录相关数据；4. 开始实验，打开液压台的电源，使流体进入管道；5. 启动计时器，测量流体通过管道的时间；6. 停止计时器，记录流量计示数和压力计示数；7. 根据实验数据计算流体流动阻力，并进行数据处理和分析。

实验结果与讨论通过多次实验，我们得到了不同流速下的流量计示数和压力计示数。

根据实验数据，我们可以计算出不同流速下的流体流动阻力。

分析实验结果，我们发现以下几点规律：1. 随着流速的增加，流体流动阻力呈线性增加的趋势。

这是因为流速增加会导致流体与管壁摩擦力增加，从而增加流动阻力。

2. 随着管道直径的增加，流体流动阻力减小。

这是因为管道直径增加会使流体流动的截面积增大，减小单位面积上流体的速度，从而减小流动阻力。

3. 随着管道长度的增加，流体流动阻力增加。

这是因为管道长度增加会导致流体流动的摩擦面积增大，从而增加流动阻力。

结论通过本次实验，我们深入了解了流体流动阻力的特性和影响因素。

流体流动阻力的测定实验报告

流体流动阻力的测定实验报告

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。