沿程阻力系数测定1
静压动压 沿程阻力系数
静压动压沿程阻力系数
静压动压是流体力学中的重要参数，用于描述流体在管道中流动时的压力变化情况。
沿程阻力系数是用来描述流体在管道中流动过程中受到的阻力大小的无量纲参数。
静压指的是在流体静止或低速流动时的压力，通常用P表示。
动压则是指在流体高速流动时由于运动而产生的附加压力，通常用ρv²/2表示，其中ρ表示流体的密度，v表示流体的流速。
沿程阻力系数是一个与管道尺寸、流体性质和流速等有关的无量纲参数，通常用λ表示。
它描述了单位长度的管道中流体受到的摩擦阻力与流体动压之间的关系。
沿程阻力系数越大，表示流体在管道中受到的阻力越大。
沿程阻力系数可以通过实验或经验公式进行计算。
常见的经验公式有Darcy-Weisbach公式和Chézy公式等。
Darcy-Weisbach公式表示为：
ΔP = λ(D/L)(ρv²/2)
其中ΔP表示单位长度的压力损失，D表示管道的直径，L表
示流体在该段管道中的长度。
Chézy公式表示为：
v = C(RhS)^(1/2)
其中C表示Chézy系数，Rh表示湿周半径，S表示流体在管
道中的平均水头斜率。
需要注意的是，沿程阻力系数与管道的摩擦阻力、雷诺数等参数密切相关，不同的流动情况下，沿程阻力系数的取值也会有所不同。
水力学习题——精选推荐
⽔⼒学习题⽔⼒学课程复习题⼀、名词解释（100个）连续介质理想液体粘滞性等压⾯⽜顿内摩擦定律⽔头测压管压⼒中⼼绝对压强相对压强真空度压⼒体运动要素真空压强分布图恒定流渐变流欧拉法迹线拉格朗⽇法流线流管元流总流断⾯平均流速过⽔断⾯流量⼀维流均匀流连续性⽅程急变流能量⽅程动量⽅程⽔⼒坡度沿程⽔头损失收缩断⾯⽔头损失层流紊流局部⽔头损失雷诺数湿周⽔⼒半径粘性底层动能修正系数摩阻流速长管短管简单管道动量修正系数串联管道并联管道明渠⽆压流⽔⼒光滑管边坡系数允许流速急流缓流紊流粗糙管临界流正常⽔深相对波速佛如德数沿程阻⼒系数断⾯⽐能临界⽔深陡坡缓坡相对粗糙度⽔跃⽔跃函数⽔跌共轭⽔深棱柱形渠道控制断⾯堰流闸孔出流薄壁堰⽔⼒最佳断⾯实⽤堰宽顶堰淹没系数流量系数实⽤经济断⾯⽆压涵洞底流消能⾯流消能挑流消能远趋式⽔跃临界⽔跃淹没⽔跃渗流模型达西定律侧收缩系数普通井承压井完全井井群流⽹⼆、填空题（ 52 题）1、⽔静⼒学基本⽅程 C g p z =+ρ的适⽤条件是：（1），（2），（3）。
2、当_______平⾯放置时，压⼒中⼼与⾯积形⼼重合。
3、⽜顿内摩擦定律τ=µdu/dy 适⽤于流体的流动。
4、当液体中某点的绝对压强，就称该点存在真空，真空度的⼤⼩ P k = 。
5、流线是⼀条光滑的曲线，除奇点外流线不能 _ ____，在__ ___ 中流线与迹线重合。
6、当液流为时，流线与迹线相重合。
7、流线是某⼀瞬时在流速场中所作的⼀条线，位于这条线上的每个质点在该瞬时的都与此线。
8、孔⼝和管嘴出流的流速公式均为02gH ?υ=，对孔⼝⽽⾔υ是___ ___断⾯的流速，对管嘴⽽⾔υ为___ ______断⾯的流速。
9、必托管共开有两孔，⼀孔以便测动⽔压强，另⼀孔测静⽔压强。
10、利⽤必托管测流速，已知两根测压管的⽔⾯差值为1⽶，该必托管校正系数为1，则被测点流速为。
11、⾮均匀渐变流过⽔断⾯压强分布规律符合分布规律。
沿程阻力系数λ计算公式
沿程阻力系数λ计算公式
沿程阻力系数（Coefficient of Friction, λ）是用于描述物体在
沿一定路径或表面移动时所受到的阻力大小的一个参数。
计算沿程阻力系
数可以帮助我们理解和预测运动物体所受到的阻力大小，以及影响阻力的
因素。
1.牛顿第二定律应用：
沿程阻力力（F）可以由牛顿第二定律来计算，即F=m·a
其中m为物体的质量，a为物体的加速度。
通过实验或测量，可以测
得物体在给定路径上的加速度，然后利用该公式计算沿程阻力系数。
2.摩擦力计算：
当物体在平面上运动时，摩擦力是主要的沿程阻力。
摩擦力可以由Coulomb摩擦定律来计算。
摩擦力的大小可以用公式F=μ·N来表示
其中F为摩擦力，μ为摩擦系数，N为法向力。
摩擦系数μ一般是
通过实验测定得到的。
3.空气阻力计算：
当物体在流体（如空气）中运动时，主要存在的沿程阻力是空气阻力。
空气阻力可以用多种方法来估计。
一个常用的方法是根据物体在流体中的运动状态来近似计算空气阻力。
例如，当物体以较低速度在空气中运动时，空气阻力（F）可以用公
式F=0.5·C_d·ρ·A·V^2来计算
其中C_d为空气阻力系数，ρ为空气密度，A为物体在运动方向上的横截面积，V为物体的速度。
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流体力学实验指导书
流体力学实验指导书(新版)(总24页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《水力学》实验教学指导书及报告姓名：班级：学号：唐山学院土木工程系序言水力学是应用性较强的专业技术基础课。
从学科的发展来看，水力学属于技术基础学科，实验方法和实验技术是促进其发展的重要研究手段。
由于流体运动的复杂性，水力学的研究及应用就更加离不开科学实验，其发展很大程度上取决于实验技术的进步。
因此，水力学实验是巩固和加深理论知识的学习、探求流体运动规律、解决工程实际问题的重要环节，通过实验教学，掌握各种实验方法，规范操作，提高实验技能。
一、实验教学目的：（1）观察流动现象，增强感性认识，提高实验分析能力。
（2）根据实测资料验证水力学基本理论，以加强和巩筑理论知识的学习。
（3）学会使用基本的测量仪器，掌握测量技术。
（4）培养分析实验数据，整理实验成果和编写实验报告的能力。
（5）培养严谨踏实的科学态度和合作精神，为未来进行研究和实际工作打下基础。
二、实验教学要求：（1）每次实验前，预习教材中有关内容及实验指导书，了解本次实验的目的、原理、步骤和所要验证的理论。
（2）认真听取指导教师讲解，弄清实验方法和步骤后，方能动手实验。
（3）实验中，应注意观察实验现象，细心读取实验数据，并做相应的记录，原始数据不得任意修改。
（4）实验小组内每位学生亲自动手、相互配合、共同完成实验。
（5）实验态度严肃、方法严密，一丝不苟进行操作。
（6）实验完毕应清理设备及实验室，实验设备摆放整齐。
三、实验报告要求：（1）实验报告是实验资料的总结、是实验的成果。
通过完成实验报告，可以提高分析问题的能力，要求必须独立完成并按规定时间交给指导教师。
（2）实验报告一般包括以下几项内容：①班级、姓名、同组人及实验日期。
②实验名称及实验目的。
③实验原理。
④实验装置简图及仪器。
⑤流动现象的描述及实验原始记录。
⑥计算实验结果。
《流体力学》实验指导书
实验二 雷 诺 数 实 验一、 实验目的1、 观察液体在不同流动状态时流体质点的运动规律2、 观察流体由层流变紊流及由紊流变层流的过度过程3、 测定液体在圆管中流动时的下临界雷诺数2c e R二、 实验原理及实验设备流体在管道中流动，由两种不同的流动状态，其阻力性质也不同。
雷诺数的物理意义，可表征为惯性力与粘滞力之比。
在实验过程中，保持水箱中的水位恒定，即水头H 不变。
如果管路中出口阀门开启较小，在管路中就有稳定的平均速度v ，微启红色水阀门，这是红色水与自来水同步在管路中沿轴线向前流动，红颜色水呈一条红色直线，其流体质点没有垂直于主流方向的横向运动，红色直线没有与周围的液体混杂，层次分明地在管路中流动。
此时，在流速较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动，为层流运动。
如果将出口阀门逐渐开大，管路中的红色直线出现脉动，流体质点还没有出现相互交换的现象，流体的流动呈临界状态。
如果将出口阀门继续开大，出现流体质点的横向脉动，使红色线完全扩散与自来水混合，此时流体的流动状态微紊流运动。
图1雷诺数实验台示意图1.水箱及潜水泵2.接水盒3. 上水管4. 接水管5.溢流管6. 溢流区7.溢流板8.水位隔板9. 整流栅实验管 10. 墨盒 11. 稳水箱 12. 输墨管 13. 墨针 14.实验管15.流量调节阀雷诺数表达式e v dR ν⋅=，根据连续方程：A=v Q ，Qv A=流量Q 用体积法测出，即在Δt 时间内流入计量水箱中流体的体积ΔV 。
tVQ ∆=42d A π=式中：A —管路的横截面积；d —实验管内径；V —流速；ν—水的粘度。
三、实验步骤1、准备工作：将水箱充满，将墨盒装上墨水。
启动水泵，水至经隔板溢流流出，将进水阀门关小，继续向水箱供水，并保持溢流，以保持水位高度H 不变。
2、缓慢开启阀门7，使玻璃管中水稳定流动，并开启红色阀门9，使红色水以微小流速在玻璃管内流动，呈层流状态。
3、开大出口阀门15，使红色水在玻璃管内的流动呈紊流状态，在逐渐关小出口阀门15，观察玻璃管中出口处的红色水刚刚出现脉动状态但还没有变为层流时，测定此时的流量。
管路沿程阻力计算
管路沿程阻力计算1.摩擦阻力：在流体流动中，由于流体与管道壁之间的摩擦力，使得流体流动速度逐渐减小，产生摩擦阻力。
根据代表性的达西-魏泽巴赫公式，可以计算流体在管道中的摩擦阻力。
ΔP=λ(L/D)(ρV^2/2)其中，ΔP为单位管长上的摩擦阻力损失，λ为摩擦系数，L为管道长度，D为管道直径，ρ为流体密度，V为流速。
2.沿程局部阻力：在管道流动中，由于管道内部存在一些特殊设计或结构，导致流体流动时发生局部阻力。
根据达西-魏泽巴赫公式，可以计算管道局部阻力。
ΔP=K(ρV^2/2)其中，ΔP为单位管长上的沿程局部阻力损失，K为局部阻力系数，ρ为流体密度，V为流速。
3.管道弯曲阻力：在管道中，当流体流过弯曲部分时，会受到弯曲的影响，产生较大的阻力。
根据经验公式，可以计算管道弯曲阻力。
ΔP=K(ρV^2/2)其中，ΔP为单位管长上的弯曲阻力损失，K为弯曲阻力系数，ρ为流体密度，V为流速。
这些阻力形式在实际管道中经常同时存在，因此需要综合考虑计算总阻力。
通常采用经验公式、实验数据或数值模拟等方法进行计算。
在实际工程中，一般可以通过试验或计算得到相应的阻力系数，并且根据阻力计算公式，结合流体参数，来计算管路沿程阻力。
在实际应用中，管路沿程阻力的计算是非常重要的，它影响到管道系统的工作效率和输送能力。
为了降低阻力损失，有效节约能源，可以采取以下措施：优化管道布局，减少管道弯曲和局部阻力；选择合适的管道材料和直径，减小摩擦阻力；采用流体增压、注入润滑剂等方法来减小摩擦阻力。
总之，管路沿程阻力的计算是管道工程中的一个重要环节，通过合理地计算和设计，可以提高管道系统的效率和安全性，降低能源消耗。
管路沿程阻力计算
管路沿程阻力计算管路沿程阻力是指液体在管道中流动时所受到的阻碍力，它是流体力学中的一个重要概念。
管路沿程阻力的计算对于工程设计和流体输送系统的优化具有重要意义。
本文将从理论和实际应用两个方面来介绍管路沿程阻力的计算方法。
一、理论计算方法1. 管路沿程阻力的基本概念在流体力学中，管路沿程阻力指的是液体在管道中流动时所受到的阻碍力。
它是由于粘性力、摩擦力和惯性力等作用所产生的。
管路沿程阻力可以通过计算管道中液体的流速、管道的长度和管道的粗糙度来估算。
2. 管路沿程阻力的计算公式根据流体力学理论，可以使用多种公式来计算管路沿程阻力。
其中最常用的是达西公式和海伦公式。
达西公式是最早提出的计算管路沿程阻力的公式，它基于经验和试验结果。
达西公式的一般形式如下：ΔP = f × (L/D) × (ρv²/2)其中，ΔP是管路沿程的压力损失，f是摩擦系数，L是管道的长度，D是管道的直径，ρ是液体的密度，v是液体的流速。
海伦公式是在达西公式的基础上进一步发展的。
它引入了雷诺数的概念，考虑了流体的流动状态。
海伦公式的一般形式如下：ΔP = f × (L/D) × (ρv²/2) × (1 + K)其中，K是与雷诺数有关的修正系数。
3. 管路沿程阻力的影响因素管路沿程阻力的大小受多个因素的影响。
主要包括管道的直径、管道的粗糙度、液体的流速和液体的密度等。
其中，管道的直径和管道的粗糙度是影响管路沿程阻力最为重要的因素。
较小的管道直径和较大的管道粗糙度会导致管路沿程阻力增大。
二、实际应用方法在实际工程中，为了准确计算管路沿程阻力，通常需要进行试验和实测。
下面介绍两种常用的实际应用方法。
1. 管路沿程阻力试验管路沿程阻力试验是通过在实际管道系统中进行流量测试和压力测量，来确定管路沿程阻力的大小。
试验时需要测量液体的流速、管道的长度和管道的直径等参数，并记录相应的压力损失。
沿程阻力系数影响因素
沿程阻力系数影响因素
沿程阻力系数是船舶流体力学特性的一个重要参数，影响沿程阻力系数的因素有以下几个：
一、外形影响因素
1. 船型：不同船型的船舶具有不同的型线，这会直接影响船舶的沿程阻力系数。
2. 船体表面粗糙度：船体表面越粗糙，沿程阻力系数会增大。
3. 船体排水量：随着船体排水量的增加，沿程阻力系数会逐渐增大。
二、流体流动状态影响因素
1. 流速：流体流速提高时，沿程阻力会相应增大。
2. 迎角：船舶正面迎流时，沿程阻力较小；船舶侧面迎流时，沿程阻力会增大。
3. 涡流：涡流的形成会使沿程阻力增大。
三、环境影响因素
1. 水深：船舶在浅水区时，沿程阻力会增大；而在深水区，沿程阻力会减小。
2. 水温：水温升高会使沿程阻力减小。
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深 圳 大 学 实 验 报 告
课程名称 : 水力学
实验项目名称 : 沿程阻力系数测定
学院 : 土木工程学院
专业 : 土木工程
指导教师 :
序号 报告人 学号 班级 组别
组长
2
3
4
5
实验时间 :
提交时间 :
一、实验目的
1、测定流体在等直圆中流动不同雷诺数Re时的沿程阻力系数，并确定它
们之间的关系。
2、了解流体在道中流动时能量损失的测量计算方法。
二、实验原理
流体在管道中流动时，由于流体的粘性作用产生阻力，阻力表现为流体的
能量损失。当对L长度两断面列能量方程式时，可以求得L长度上的沿程水头
损失：
f
h
f
=P1+2Pγ=h2-1h=
△
h
[m]
根据达西公式：
=
h
L
d
·
V
2
2g
[m]
实验测得△h（=hƒ）,再测量出流体的流量Q，并计算出管道断面的平均流
速V，即可求得沿程阻力系数：
f
h
d
·
2g
V
2
L
=
式中：d — 试验管内径 [m]²
g — 重力加速度 [m/s]
三、实验装置（见图1）
实验台主要由二根不同的实验管路组成。每根管子中间L长度的两断面上
设有测压孔，可用压差板测出管路实验长度L上的沿程损失；管路的流量测量采
用体积法测量。
利用水泵将储水箱中的水打入试验管路，经稳流箱稳定水流，再通过出水
阀门控制出水流量。通过计量水箱返回储水箱。
压差板
实验管
图 1
回水管
计量水箱
供水箱
稳压水箱
四、实验操作
1、实验前的准备
（1）熟悉实验装置的结构及其流程。
（2）启动水泵，调整上水阀，使稳压水箱有适量溢流，并排除压差板上测压
玻璃管中的空气，移动滑尺，即可读取数据。
（3）测试水温。
2、测录数据
（1）调节出水阀门，使压差计的压差指示△h约为20㎜左右，以这个压差为
第一个试验点，并记录相应的水流流量Q。
（2）逐次开大出水阀门的开度，测读相应的压差值△hƒ和流量Q。建议做6～
10个测试点直到压差达到接近最高高度为止。
（3）本实验台可以进行不同粗细管道二组实验的测试，试验方法同上。
五、实验数据处理
实验测试数据和计算结果可填入下表：
d= 14㎜ L= 1000㎜ 水温= 25.6℃
次
序
h1 （mmH2O） h2 （mmH2O） △ h （mmH2O） W （m³） T （s） Q （m³/s） V
（m/s）
Rc
1
2
3
4
5
6