单相流动阻力实验
实验一单相流体流动阻力实验
实验⼀单相流体流动阻⼒实验实验⼀单相流体流动阻⼒实验⼀、实验⽬的1、学习了解直管摩擦阻⼒h f、直管摩擦阻⼒系数λ的测定⽅法。
2、掌握摩擦阻⼒系数λ与雷诺数Re之间的关系。
3、熟悉压差的测定⽅法。
⼆、实验内容1、测定不同的流体流型状态下摩擦阻⼒系数λ与Re之间的关系。
2、在对数坐标纸上绘制λ— R e的关系曲线。
三、实验原理直管的摩擦阻⼒是雷诺数和管壁相对粗糙度的函数，即λ=f（Re，ε/d），所以对⼀定的相对粗糙度⽽⾔（特定的直管）λ与Re 才有⼀定的关系。
但λ随Re的变化规律与流体流型有关。
流体以不同的流速在⼀定的长度等直径的⽔平圆型直管内流动时，其管路阻⼒引起的能量损失为：h f=(P1 - P2 (/ρ=Δp/ρ（1—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）h f =λ×L/d ×u2/2 （1—2）整理（1—1）、（1—2）两式得λ=2d/ Lρ ×Δp/u2Re=duρ/µ（1—4）分析以上两式，对实验来说，直管的长度L和管径d是已知的，确定流体的温度，则流体的ρ和µ也是定值。
调节⼀系列的流量，通过压差测定，就可计算⼀系列的λ和Re，从⽽得出λ随Re的变化关系。
四、实验主要仪器及主要技术数据直管的长度L=1.8m 管内径d=8.3mm.五、实验⽅法1、接通电源，打开数字式差压变送器开关，预热15min后，检察零点（⽅法：不带电的状态下检察电流表的零点，称为机械零点。
带电壮态下的零点是差压变送器的零点，称为电器零点）不为零时在⽼师的指导下调整。
2、向储⽔槽内注⽔，到⽔满为⽌。
关闭⽔泵出⼝阀（即各流量计调节阀），开动⽔泵，分别逐步打开⼤流量转⼦流量计和⼩流量转⼦流量计进⼝阀，可使流量各⾃达到最⼤时，排出流道和导压管内的空⽓。
此环节中，在逐步打开⼤流量计时，应⽤夹⼦夹住U型压差计的导压管，待数字式压差计和流道中⽓体排出后，关闭⼤流量计进⼝阀。
化工原理实验讲义
实验一 单相流动阻力测定一、实验内容1．测定给定管路内流体流动的直管摩擦系数λ及其与雷诺数Re 之间的关系曲线； 2．测定给定管路内阀门的局部阻力系数ξ。
二、实验目的1．掌握直管摩擦阻力、直管摩擦系数的测定方法及其工程意义，学会用量纲分析法规划实验； 2．掌握不同流量下摩擦系数与雷诺数之间的关系及其变化规律，学会用双对数坐标纸绘图； 3．学习U 管压差计、压差传感器测量压差、流量计测量流量的方法； 4．学习局部阻力系数的测定方法。
三、实验原理流体管路是由直管、阀门、管件（如三通、弯头、大小头等）等部件组成。
实际流体具有粘性，流体在管路中流动时，由于流体本身的内摩擦和流动过程中产生的涡流，将导致一定的机械能损失，宏观上表现为流体流动过程中有阻力。
流体在直管中流动时所受到的阻力称为直管阻力（或沿程阻力），它所产生的机械能损失称为直管阻力损失。
流体流经各种阀门、管件等部件时，因流动方向或流动截面的突然改变导致的机械能损失称为局部阻力损失。
在化工过程设计中，流体流动阻力的测定或计算，对于确定流体输送所需推动力的大小，例如泵的功率、液位或压差，选择适当的输送条件都有不可或缺的作用。
1.直管摩擦系数λ与雷诺数关系Re 的测定流体在水平的均匀管道中作稳定流动时，被测管道两截面间的阻力损失h f 表现为压强的降低，即：ρρp p p h f ∆=-=21 （1-1）影响阻力损失的因素很多，为减少实验工作量，降低实验实施难度，可采用量纲分析法来规划实验（量纲分析法参阅有关教材）。
由量纲分析法可以导出阻力损失的统一表达式（范宁公式）：22u d l h f λ= （1-2）由式（1-1）和（1-2）：22u p l d ∆=ρλ （1-3）而， μρdu =Re （1-4）λ是Re 和相对粗粗度ε/d 的函数，可表示为： ()dελRe,Φ＝ （1-5）对于给定的管路，λ～Re 关系可以由实验测定。
2.局部阻力系数ξ的测定局部阻力通常用当量长度或局部阻力系数法来表示。
单相流动阻力测定实验装置说明书
单相流动阻力测定实验装置说明书天津大学化工基础实验中心2015．05一、实验目的：1.学习直管摩擦阻力△P f 、直管摩擦系数λ 的测定方法。
2.掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。
3.掌握局部摩擦阻力△P f 、局部阻力系数ζ的测定方法。
4.学习压强差的几种测量方法和提高其测量精确度的一些技巧。
二、实验内容：1.测定实验管路（光滑管、粗糙管）内流体流动的阻力和直管摩擦系数λ。
2.测定并绘制实验管路内流体流动的直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系曲线。
3.测定管路部件局部摩擦阻力△P f 和局部阻力系数ζ。
三、实验原理：1.直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的测定流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。
流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系： 22u d l h fP f λρ==∆ （1）22uP l d f∆⋅⋅=ρλ （2） μρ⋅⋅=u d Re （3）式中：-d 管径，m ； -∆f P 直管阻力引起的压强降，Pa ；-l 管长，m ； -ρ流体的密度，kg / m 3；-u 流速，m / s ； -μ流体的粘度，N ·s / m 2。
直管摩擦系数λ与雷诺数Re 之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。
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f P ∆与流速u （流量q V ）之间的关系。
根据实验数据和式（2）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ，用式（3）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。
2.局部阻力系数ζ的测定: 22'u P h ff ζρ=∆=' （4） 2'2u P f∆⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ρζ （5）式中：-ζ局部阻力系数，无因次；-∆'f P 局部阻力引起的压强降，Pa ；-'f h 局部阻力引起的能量损失，J ／kg 。
单向流体阻力实验报告
一、实验目的1. 掌握测定流体流经直管时阻力损失的一般实验方法。
2. 测定直管摩擦系数与雷诺准数Re的关系，验证在一般湍流区内与Re的关系曲线。
3. 测定流体流经管件时的局部阻力系数。
4. 识辨组成管路的各种管件，并了解其作用。
二、实验原理当流体流经管道时，由于流体与管道壁面之间的摩擦以及流体内部的压力差，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：流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：\[ h_f = \frac{fL}{D} \cdot \frac{v^2}{2g} \]其中，\( h_f \) 为直管阻力损失，\( f \) 为摩擦系数，\( L \) 为直管长度，\( D \) 为直管直径，\( v \) 为流体流速，\( g \) 为重力加速度。
2. 局部阻力损失：流体流经管件时，由于流体运动方向和速度大小的改变，会产生局部阻力损失。
局部阻力损失与管件类型、管件尺寸、流体流速等因素有关。
三、实验仪器1. 水箱2. 离心泵3. 流量计4. 压差计5. 管道6. 管件（如三通、弯头等）四、实验步骤1. 将实验装置连接好，确保各连接部位密封良好。
2. 打开离心泵，调节流量计，使流体在管道中稳定流动。
3. 使用压差计测量流体在管道不同位置的压差，记录数据。
4. 根据压差数据，计算直管摩擦系数和局部阻力系数。
5. 分析实验数据，验证实验原理。
五、实验数据及结果1. 直管摩擦系数与雷诺准数Re的关系：| Re | f ||----|----|| 2000 | 0.016 || 3000 | 0.019 || 4000 | 0.022 || 5000 | 0.025 || 6000 | 0.028 |从实验数据可以看出，直管摩擦系数与雷诺准数Re呈线性关系。
2. 局部阻力系数：| 管件类型 | 局部阻力系数 ||----------|--------------|| 三通 | 1.5 || 弯头 | 1.2 |从实验数据可以看出，不同管件的局部阻力系数不同。
流动阻力测定实验报告
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。
流动阻力的测定实验报告
流动阻力的测定实验报告引言流动阻力是指液体或气体通过管道或其他流动介质时所受到的阻碍力。
测定流动阻力的实验是为了研究流体运动性质和流体力学规律的一种重要手段。
本实验旨在通过实际测定流动阻力的大小和相关参数，探讨流体在不同条件下的流动特性。
实验目的1.理解流动阻力的概念及其实验测量方法；2.测定流动阻力与流速、管道直径和密度等因素之间的关系；3.掌握流体流速的测量方法；实验仪器和材料•精密流量计•水泵•管道（直径可调）•流速计•温度计•容器•进水管和排水管道实验原理流动阻力可以用流体受到的摩擦力进行描述。
在运动状态下，流体分子之间的相互作用力会导致流速的减小，从而产生阻力。
实验中，我们使用流速计测量流速，并通过压力差计算阻力，得到流动阻力与流速、管道直径和密度之间的关系。
实验步骤1.设置实验装置：将水泵接通电源，打开流速计和精密流量计，将进水管和排水管道连接好；2.调整流量：通过控制水泵的流量，使流速和流量保持恒定；3.测量流速和压力差：使用流速计测量流速，利用压力计测量进口和出口处的压力差；4.记录数据：记录测量到的流速、压力差以及其他相关数据；5.更改管道直径：更换管道，按照以上步骤重新测量流速和压力差，记录数据；6.温度调节：通过调节水温，改变水的密度，重新测量流速和压力差，记录数据；7.分析数据：根据测量数据，绘制流动阻力与流速、管道直径和密度的关系图表；8.撰写实验报告。
结果与讨论根据实验测量数据，我们得到了流动阻力与流速、管道直径和密度之间的关系。
通过分析数据，我们发现流动阻力与流速呈线性关系，与管道直径成反比，与密度呈正比。
这符合流体力学的基本规律，即流动阻力与流速成正比，与管道直径和密度呈反比。
结论通过本实验，我们成功地测定了流动阻力的大小和相关参数，并深入探讨了流体在不同条件下的流动特性。
实验结果验证了流体力学规律，为后续研究提供了重要的参考数据。
致谢特此感谢实验指导老师的悉心指导和同组同学的合作配合，使本实验能够圆满完成。
流动阻力测试实验报告
一、实验目的1. 了解流动阻力的概念及其影响因素；2. 掌握流动阻力测试方法；3. 测定不同条件下流动阻力的大小；4. 分析实验数据，得出实验结论。
二、实验原理流动阻力是指流体在管道中流动时，由于流体与管道壁面之间的摩擦作用而造成的能量损失。
流动阻力的大小与流体的流速、管道直径、管道粗糙度等因素有关。
本实验采用层流和湍流两种流动状态，通过改变流速、管道直径等条件，测定流动阻力的大小。
三、实验仪器与设备1. 流体实验装置：包括水箱、管道、阀门、流量计、压力计等；2. 计时器；3. 数据采集器；4. 计算机及实验软件。
四、实验步骤1. 准备实验装置，确保各部件连接牢固；2. 调整管道直径，使其符合实验要求；3. 在水箱中注入一定量的水，确保水位稳定；4. 开启阀门，调节流速，使流体处于层流或湍流状态；5. 使用计时器记录流体通过管道的时间；6. 利用流量计和压力计测量流体流速和压力；7. 重复以上步骤，改变实验条件，进行多组实验；8. 将实验数据记录在实验表格中。
五、实验数据与处理1. 根据实验数据，计算流体流速和压力；2. 根据流体流速和压力，计算流动阻力；3. 对实验数据进行统计分析，得出实验结论。
六、实验结果与分析1. 在层流状态下，流动阻力与流速的平方成正比，与管道直径的平方成反比；2. 在湍流状态下，流动阻力与流速的平方成正比，与管道直径的平方成反比；3. 实验结果表明，流动阻力与流体粘度、管道粗糙度等因素有关。
七、讨论与心得1. 本实验验证了流动阻力与流速、管道直径等因素的关系；2. 实验过程中，要注意实验装置的稳定性，确保实验数据的准确性；3. 实验结果表明，流动阻力在工程实际中具有重要意义，如管道设计、泵选型等。
八、结论通过本实验，我们掌握了流动阻力的概念、测试方法以及影响因素。
实验结果表明，流动阻力与流速、管道直径等因素密切相关。
在工程实际中，应充分考虑流动阻力对系统性能的影响，以提高系统运行效率。
单相流动阻力实验
实验一单相流动阻力实验一、实验设备的特点：1. 本实验装置数据稳定，重现性好，能给实验者较明确的流体流动阻力概念。
2. 雷诺准数的数据范围宽，可作出102~104三个数量级，最大雷诺准数：Re=4.0×104左右3. 实验采用循环水系统，节约实验费用4. 测量系统采用量程不同的两种流量计和压差测量仪表，测量精度较高。
5. 采用压力传感器——数字仪表系统，测量大流量下的流体流动阻力，实验数据稳定可靠。
二、设备的主要技术数据：1. 被测直管段：第一套管径d—0.00820(m)管长L—1.600(m) 材料：不锈钢第二套管径d—0.00800(m)管长L—1.600(m) 材料：不锈钢第三套管径d—0.00800(m)管长L—1.600(m) 材料：不锈钢第四套管径d—0.00820(m)管长L—1.600(m) 材料：不锈钢第四套管径d—0.00740(m)管长L—1.600(m) 材料：不锈钢第四套管径d—0.00740(m)管长L—1.600(m) 材料：不锈钢2. 玻璃转子流量计：型号测量范围精度LZB—25 100~1000（L/h） 1.5LZB—10 10~100（L/h） 2.53. 压差传感器：型号：LXWY 测量范围：200 KPa4. 数显表：型号：PD139 测量范围：0~200Kpa5. 离心清水泵：型号：WB70/055 流量：20—200（1／h）扬程：19—13.5(m)电机功率：550（W）电流：1.35(A) 电压：380（V）三、实验设备的基本情况：1. 实验设备流程图：水泵7将储水槽16中的水抽出，送入实验系统，经玻璃转子流量计1测量流量，然后送入被测直管段3测量流体流动的阻力，经回流管流回储水槽16。
被测直管段3流体流动阻力ΔP 可根据其数值大小分别采用变送器4或空气—水倒置Ｕ型管来测量。
实验系统流程示意图，见图一2.压差传感器与直流数字电压连接方法见图二四、实验方法：1 . 向储水槽内注蒸馏水，直到水满为止。