流体流动阻力测定实验报告注意事项

流体力学综合实验装置 流体流动阻力测定（45）

实验报告

姓 名： 学 号： 专 业： 指导老师： 装置号： 日期：

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。 3．测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数?。 4．学会涡轮流量计的使用方法。

5．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。 流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为： hf??pf??p1?p2???lu2d2

流体流动阻力实验装置（LZ101D）——实验指导书

流体流动阻力测定

实验指导书

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共 7页 浙江中控科教仪器设备有限公司

流体流动阻力实验装置（LZ101D）——实验指导书

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。 3．测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数?。 4．学会倒U形压差计和涡轮流量计的使用方法。 5．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： hf??pf??p1?p2??lu2lu2?? （1）

d2即，

实验一：流体流动阻力的测定

一， 摘要

本实验以水为介质，使用FFRS-Ⅱ型流体阻力实验装置，通过测定不同管

道中流体流量和测压点间的压强差，结合已知管径管长，应用机械能守恒式算出不同管道摩擦阻力系数和雷诺数关系。实验验证了湍流状态下直管摩擦阻力系数受Re和ε/d共同影响；层流状态下，直管摩擦阻力系数仅是Re的函数，且在双对数坐标系内呈线性关系；局部阻力系数受Re和局部性状影响。

二， 目的及任务

⑴ 掌握测定流体流动阻力实验的一般方法。

⑵ 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。 ⑶ 测定层流管的摩擦阻力。

⑷ 验证湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺系数Re和粗糙度的函数。 ⑸ 将所得光滑管的λ－Re方程与Blasius方程比较。

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。影响流体阻力的因素比较多，在工程上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

化工原理实验

北京化工大学

化工原理实验报告

实验名称：流体流动阻力测定 班 级：化工10 学 号： 姓 名： 同 组 人：

实验日期：2012.10.10

化工原理实验

流体阻力实验

一、摘要

通过测定不同阀门开度下的流体流量qv，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 2d p，其中 为实验温度下流体的密度；流体流速

l u2

u

4qv

，以及雷诺数Re du （ 为实验温度下流体粘度），得出湍流区光滑直管和粗糙2

d

直管在不同Re下的λ值，通过作 Re双对数坐标图，可以得出两者的关系曲线，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 1

2

u2

2 p

可求出突然扩大管的局部阻力系数，以及由

1

u

64求出层流时的摩擦阻力系数 ，再和雷诺数Re作图得出层流管 Re

Re关系曲线。

关键词：摩擦阻力系数 局部阻力系数 雷诺数Re 相对粗糙度ε/d

二、实验目的

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

表1 光滑管数据表

光滑管内径：8mm 管长：1.698m 液体温度：（29.4。C+30.1。C）/2=29.8。C 液体密度：995.6kg/m3 液体粘度： 0.8004×10-3Pa? S Re 流量 直管压差△P △P 流速u λ （L/h） （kPa） mmH2O （Pa） （m/s） 100 ----- 127.0 1231.9 0.55 5473.063 0.039 150 ----- 257.0 2492.9 0.83 8259.35 0.034 250 6.00 ----- 6000 1.39 13831.92 0.029 350 10.49 ----- 10490 1.93 19205.48 0.027 450 16.44 ----- 16440 2.49 24778.05 0.025 550 22.98 ----- 22980 3.04 30251.11 0.024 650 31.43 ----- 31430 3.59 35724.18 0.023 750 40.94 ----- 40940 4.17 41495.77 0.022 850 50.92 ----- 50920 4.70 46769.82 0.022 9

表1 光滑管数据表

光滑管内径：8mm 管长：1.698m 液体温度：（29.4。C+30.1。C）/2=29.8。C 液体密度：995.6kg/m3 液体粘度： 0.8004×10-3Pa? S Re 流量 直管压差△P △P 流速u λ （L/h） （kPa） mmH2O （Pa） （m/s） 100 ----- 127.0 1231.9 0.55 5473.063 0.039 150 ----- 257.0 2492.9 0.83 8259.35 0.034 250 6.00 ----- 6000 1.39 13831.92 0.029 350 10.49 ----- 10490 1.93 19205.48 0.027 450 16.44 ----- 16440 2.49 24778.05 0.025 550 22.98 ----- 22980 3.04 30251.11 0.024 650 31.43 ----- 31430 3.59 35724.18 0.023 750 40.94 ----- 40940 4.17 41495.77 0.022 850 50.92 ----- 50920 4.70 46769.82 0.022 9

实验一 管路沿程阻力测定

一、实验目的

1.掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法

2.测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与Re的关系。

3.测定流体流过管件是的局部阻力，并求出阻力系数ξ。 4.学会压差计和流量计的使用。 二、实验原理

流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起压强损耗。这种损耗包括流体流经直管的沿程阻力以及流体流动方向的改变或因管子大小、形状的改变所引起的局部阻力。 1.沿程阻力

流体在水平均匀管道中稳定流动时，由截面1到截面2，阻力损失表现为压力降低:hf?p1?p2湍流流动时，影响阻力损失的因数十分复杂，必须通过实验研

ρ究其规律。为减少实验的工作量，扩大实验结果的应用范围，可以采用因次分析法将各个变量综合成准数关系式。 影响阻力损失的因素有：

1）流体性质：密度ρ，粘度μ；

2）管路的几何尺寸：管径d，管长l，管壁粗糙度ε； 3）流速u。

变量关系可以表示为：Δp=f(d,l,μ,ρ,u,ε)组合成如下的无因次式：

2ΛpduρlεΔplεu?φ（,,)?·φ（Re，)·μdd； φdρ·u2d2；

2εΔplu?λ· 引入：λ?φ（Re

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

实验一 管路沿程阻力测定

一、实验目的

1.掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法

2.测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与Re的关系。

3.测定流体流过管件是的局部阻力，并求出阻力系数ξ。 4.学会压差计和流量计的使用。 二、实验原理

流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起压强损耗。这种损耗包括流体流经直管的沿程阻力以及流体流动方向的改变或因管子大小、形状的改变所引起的局部阻力。 1.沿程阻力

流体在水平均匀管道中稳定流动时，由截面1到截面2，阻力损失表现为压力降低:hf?p1?p2湍流流动时，影响阻力损失的因数十分复杂，必须通过实验研

ρ究其规律。为减少实验的工作量，扩大实验结果的应用范围，可以采用因次分析法将各个变量综合成准数关系式。 影响阻力损失的因素有：

1）流体性质：密度ρ，粘度μ；

2）管路的几何尺寸：管径d，管长l，管壁粗糙度ε； 3）流速u。

变量关系可以表示为：Δp=f(d,l,μ,ρ,u,ε)组合成如下的无因次式：

2ΛpduρlεΔplεu?φ（,,)?·φ（Re，)·μdd； φdρ·u2d2；

2εΔplu?λ· 引入：λ?φ（Re

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实验步骤和注意事项

实验步骤和注意事项：

1、认识光具座，将实验器材按蜡烛、凸透镜、光屏的顺序放置． (将凸透镜放在中间整数的位置上)

2、注意调节它们的高度，使烛焰、透镜中心和光屏中心在一条与光具座平行的直线上．（原因是什么？）

3、将蜡烛火焰与透镜的距离由远及近，即物距由大到小移动．观察成像特点并记录． (注意: 1、尽量多次测量； 2、光屏上的像必须调到最清晰的状态。

) 分析数据，比较物距和焦距的关系，得出成放大、倒立像的条件和缩小、倒立像的条件．成像的特点透镜焦距物距 u （范围）像距 v (范围) 正立、倒立放大、缩小虚像、实像u2f 2f vf 倒立缩小实像 U=2f v=2f 倒立等大实像 2f uf v2f 倒立放大实像 U=f / 不成像 f=10cm uf / 正立放大虚像特别注意以下问题：

（1）在物距是两倍焦距时成的像不和物体大小相等。

（2）物体在一倍焦距上不能成像的原因。

（3）物