管道阻力实验
管道阻力
一、实验目的与要求,管路摩擦系数λ及管件、阀门的局部阻力系数ζ1. 学习管路阻力损失hf的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识；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. 测定管件、阀门的局部阻力系数ζ。
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，了解其作用。
二、仪器设备实验装置LB201D如图1所示1- 离心泵；2-进口压力变送器；3-铂热电阻（测量水温）；4-出口压力变送器；5-电器仪表控制箱；6-均压环；7-粗糙管；8-光滑管（离心泵实验中充当离心泵管路）；9-局部阻力管；10-管路选择球阀；11-涡轮流量计；12-局部阻力管上的闸阀；13-电动调节阀；14-差压变送器；15-水箱图1 管路阻力实验装置流程示意图三、实验原理1.直管阻力摩擦系数λ与R e的测定流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：2122ff p p p l u h d λρρ∆-=== 即，2222f fdh d p lu lu λρ∆==湍流时，Re du ρμ=其中测定流体温度可查表得到ρ、μ；ΔP 可从实验结果得出；l 、d 为装置参数；u 可通过测定流体流量，结合2900Vu d π=得到。
2. 局部阻力系数ξ的测定阻力系数法：流体通过某一管件或阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数，局部阻力的这种计算方法，称为阻力系数法。
即：hf ’=ρ'f p ∆=22u ξ故 ζ=2'2uP ρ∆ 其中ΔP ’f 由实验结果得出；ρ、μ与u 与计算直管时相同。
四、实验步骤1泵启动：把光滑管的三个开关打开，打开总电源和仪表开关，启动水泵。
2 流量调节：调节左边装置到100%，调节右边装置的流量让流量从1到5m ³/H 范围内变化，每次实验变化0.5m ³/h 。
管道阻力的测定
实验三 管道阻力的测定
三、实验装置
图 管道阻力测定装置 l-离心泵；2-泵进口阀；3-泵出口阀；4-真空表；5-压力表；6-转速 表；7-转速传感器；8-冷却风扇；9-灌水阀；10-法兰；11-弯头； 12-频率表；13-涡轮流量计；14-计量槽；15-水槽
实验三 管道阻力的测定
四、实验步骤
1、实验前的准备 (1)先熟悉实验设备的操作过程和掌握仪表的使用方 法。 (2)设定离心泵的转速。 (3)打开灌水阀向离心泵充水，直到灌满水为止。
实验三 管道阻力的测定
2.局部阻力损失
用局部阻力系数法表示。即流体通过某一管件或者阀 门的阻力损失用流体的局部阻力系数来表示。
u 2 ∆p hf = ξ ⋅ = ρ 2
实验三 管道阻力的测定
2.局部阻力损失
测出经过管件时的压差及流体通过管路的流速即可求 得局部阻力系数。
∆P 2 ⋅ 2 ξ= ρ u
六、注意事项
在实验过程中每调节一个流量之后，应待流量和直管压 降的数据稳定以后方可记录数据。
实验三 管道阻力的测定
七、实验报告要求
（1）将实验数据和数据整理结果列在表格中，并以其中 一组数据为例写出计算过程。 在合适的坐标系上标绘光滑直管和粗糙直管λ—Re关系 曲线。 根据所标绘的λ—Re 曲线，求本实验条件下滞流区的 λ—Re关系式，并与理论公式比较。 （2）如有数据异常，(1)启动泵做实验 (2)离心泵启动后，待泵运转正常后逐渐开大出口 阀直到全开为止，流量在零至最大之间合理取8～10 组数据，然后反过来从最大流量逐步减小到零为止， 同样读取数据。 (3)待数据测量完毕，关闭流量调节阀，切断电源。
实验三 管道阻力的测定
管道阻力实验
指导教师 赖万东
管道流体阻力的测定
管道流体阻力的测定一、实验目的研究管路系统中的流体流动和输送，其中重要的问题之一，是确定流体在流动过程中的能量损耗。
流体流动时的能量损耗（压头损失），主要由于管路系统中存在着各种阻力。
管路中的各种阻力可分为沿程阻力（直管阻力）和局部阻力两大类。
本实验的目的，是以实验方法直接测定摩擦系数λ和局部阻力系数ζ。
二、实验原理当不可压缩流体在圆形导管中流动时，在管路系统中任意两个界面之间列出机械能衡算方程为f 2222211122h u P gZ u P gZ +++=++ρρ J · kg –1 (1)或 f 2222211122H g u g P Z g u g P Z +++=++ρρ m 液柱 (2)式中： Z — 流体的位压头，m 液柱；P — 流体的压强，P a ；u — 流体的平均流速，m · s –1；ρ － 流体的密度，kg · m – 3；h f － 流动系统内因阻力造成的能量损失，J · kg –1；H f － 流动系统内因阻力造成的压头损失，m 液柱。
符号下标1和2分别表示上游和下游截面上的数值。
假若：(1)水作为实验物系，则水可视为不可压缩流体；(2)实验导管是按水平装置的，则Z 1 = Z 2；(3)实验导管的上下游截面上的横截面积相同，则u 1 = u 2。
因此(1)和(2)两式分别可简化为ρ21f p p h -= J · kg –1 (3)g p p H ρ21f -= m 水柱 (4) 由此可见，因阻力造成的能量损失（压头损失），可由管路系统的两界面之间的压力差（压头差）来测定。
流体在圆形直管内流动时，流体因磨擦阻力所造成的能量损失（压头损失），有如下一般关系式：2221f u d l p p h ⋅⋅=-=λρ J · kg –1 (5)或g u d lg p p H 2221f ⋅⋅=-=λρ m 液柱 (6)式中：d － 圆形直管的直径，m ；l － 圆形直管的长度，m ；λ － 摩擦系数，（无因次）。
管道流体阻力的测定‘
管道流体阻力的测定‘管道流体阻力的测定一(实验目的1. 掌握测定流体流动阻力的一般实验方法;2. 测定直管摩擦系数λ及管件的局部阻力系数ξ;3. 验证在一般里湍流区内λ与,e的关系曲线(ξ,d为定值)。
二(实验装置图1 实验装置图"1",、本实验有、1各二套装置，每套装置上设有二根测试用的管路，流体(水)流量用孔板12或文氏管流量计测量，由管路出口处的调节阀,调节其流量。
,、管路上设置三组,型差压计，分别用来测定流量、直管阻力和管件局部阻力相应的静压差，从测压孔引出的高低压管间有平衡阀相连，其连接情况及平衡阀的安装位置见图c。
差压计指示液有水银和四氯化碳。
三(基本原理和方法不可压缩性流体在直管内作稳定流动时，由于粘滞性而产生摩擦阻力，即直管阻力。
流体在流经变径、弯管、阀门等管件时，由于流速及其方向的变化而产生局部阻力。
在湍流状态下，管壁的粗糙度也影响流体阻力，通常流体阻力用流体的压头损失H或压力降?p表示，并可用实验方法直接测定。
f,、直管阻力H及直管摩擦系数λ f直管阻力H及直管摩擦系数λ的关系为 f2lu1,,,,H ,,,kg, (,) f2ddl式中:——直管的测试长度 ,m,;——测试管的内径 ,m,; 1u ——管内流体流速 ,m,s,。
流体以一定的速度u经过内径为d，长度为l的直管所产生的直管阻力H可用,型差压计测得，1f2,u若已测得的差压计读数为R(cmccl)。
根据柏努利方程()及流体静力学原理可得:,0,,z,0f4 2,,,,pcclHO,242 ,,,kg, (,) H,,,R,g，10,0.006R,gfff,,HOHO222式中:g,,.,,, m/s流体的流速可由孔板或文氏管流量计两边引出的差压计读数,(cm,g)，按下式求得: un ,m,s, (3) u,aR其中:装置:=0.4166 n=0.5016 装置:=0.4309 n=0.4896 1"2"aa3"装置:=0.3621 n=0.5058 装置:=0.3638 n=0.5029 4"aadHdRg20.012,ff于是由式(1)，(2)，(3)可得 (4) ,,,22nluluR11,du又已知雷诺数 (5) Re,,3]; 式中:ρ——流体(水)的密度 [kg/mμ——流体(水)的粘度 [Pas]。
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。
管道流动阻力的测定实验报告
姓名院 专业 班 年 月 日实验内容 指导教师 一、实验名称：管道流动阻力的测定二、实验目的：1. 学习U 型压差计的使用；2. 学习测量闸阀和90°弯头的局部阻力损失（h f `）的方法，计算局部阻力系数（ξ），学习直管阻力损失（h f ）的测定方法，计算出摩擦系数（λ）和雷诺准数（Re ），在双对数坐标纸上作λ-Re 关系曲线； 3. 学习流量计的标定。
三、实验原理：流体在管道中流动时，由于粘性力与涡流的存在，必然会引起能量的损失，这些损失可分为两类，即直管（沿程）阻力损失（h f ）和管件的局部阻力损失（h f `）。
1、直管阻力损失流体在圆形管流动时的阻力损失可用范宁公式计算： ]/[22kg J ud l h f ⋅=λ（1）式中： λ——摩擦系数l ——直管长[m] d ——管内径[m]u ——管内流速[m/s]，由下式计算：]/)[785.03600/(2s m d V u ⨯= （2） V ——流量[m 3/h]，由孔板流量计测定姓名院 专业 班 年月 日实验内容指导教师直管阻力损失由图2-2-1-1（a ）装置测定，原理如下： 在截面AA ’及BB ’之间列出柏努利方程： f BB BAA Ah p u gZp u gZ+++=++ρρ2222因是同内径的水平管段，故B A B A u u Z Z ==,，上式移项整理得： ]/[kg J p p h BA f ρ-=（3）在图2-2-1-1（a ）所示的U 形压差计内00`截面列能量方程： ρρρ)(R m g p gR gm p A s B ++=++(a)(b)图2-2-1-1 直管阻力测定姓名院 专业 班 年 月 日实验内容 指导教师整理上式得：]/)[(2m N gR p p S B A ρρ-=- （4） 将上式（4）代入式（3）得： ]/[)(kg J gR gR h s f =-=ρρρ（5）式中：g=9.8[N/kg]—重力加速度R ——压差读数[水]，[m]ρs=996[kg/m 3]——水的密度，由水温查表得 ρ——气体密度，本次试验记为0[kg/m 3]若用图2-2-1-1 (b)的∩压差计测压降（本实验室采用），则由式（3）得： ]/`[kg J gR p p h BBA f =-=ρ (6)或 ]`[2O mH R gp p h BA f =-=ρ (7)式中：R`——∩压差计读数[mH 2O]将式（5）或式（4）之值入（1）中，移项整理得摩擦系数计算值。
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。
管流沿程阻力实验报告
管流沿程阻力实验报告管路沿程阻力测定(实验报告)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?与Re的关系。
3.测定流体流过管件时的局部阻力，并求出阻力系数? 。
4.学会压差计和流量计的使用。
二实验原理流体在管内流动时，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的局部阻力。
1.沿程阻力lu2hfd2?p称为直管摩擦系数，滞留时，??Re；湍流时，?与Re的关系受管壁粗糙度的影响，需由实验测得。
根据伯努利方程可知，流体流过的沿程阻力损失，可直接得出所测得的液柱压差计度数R(m)算出：?p?R??指-?水?g2.局部阻力lle1）当量长度法?hfd??u2?? ?2?u22）阻力系数法hp 2ξ-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）三实验装置与流程1.本实验装置及设备主要参数：被测元件：镀锌水管，管长2.0m，管径（公称直径）0.021m；闸阀D=3/4.1）测量仪表：U型压差计（水银指示液）；LW—15型涡轮流量计（精度0.5级，量程0.4~4.0m /h, 仪器编号Ⅰ的仪表常数为599.41（次/升），仪器编号II的仪表常数为605.30（次/升），MMD 智能流量仪）。
2）循环水泵。
3）循环水箱。
4）DZ15-40型自动开关。
5）数显温度表2.流程：流体流动阻力损失实验流程图1）水箱6）放空阀11）取压孔2）控制阀7）排液阀12）U形压差计3）放空阀8）数显温度表13）闸阀4）U形压差计9）泵14）取压孔5）平衡阀10)涡轮流量计四实验操作步骤及注意事项1.水箱充水至80％2.仪表调整（涡轮流量计﹑MMD智能流量计仪按说明书调节）3.打开压差计上平衡阀，关闭各放气阀。
4.启动循环水泵（首先检查泵轴是否转动，开全阀13，全关阀2，后启动）。
5.排气：（1）管路排气；（2）测压管排气；（3）关闭平衡阀，缓慢旋动压差计上放气阀排除压差计中的气泡（注意：先排进压管后排出压管，以防压差计中水银冲走），排气完毕。
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2.管道阻力实验
一、实验目的
研究管路系统中的流体流动和输送，其中重要的问题之一，是确定流体在流动过程中的能量损耗。
流体流动时的能量损耗（压头损失），主要由于管路系统中存在着各种阻力。
管路中的各种阻力可分为沿程阻力（直管阻力）和局部阻力两大类。
本实验的目的，是以实验方法直接测定摩擦系数和局部阻力系数。
二、实验原理
当不可压缩流体体在圆形导管中流动时，在管路系统内任意二个截面之间列出机械能衡算方程为
J•kg （1）
或
m液柱（2）
式中——流体的位压头，m液柱；
——流体的压强，Pa；
——流体的平均流速，m•s ；
——流体密度，kg•m ；
——流动系统内因阻力造成的能量损失，J•kg ；
——单位重量流体因流体阻力所造成的能量损失，即所谓压头损失，m液柱；
符号下标1和2分别表示上游和下游截面上的数值。
假设：（1）水作为试验物系，则水可视为不可压缩液体；
（2）试验导管是按水平装置的，则；
（3）试验导管的上下游截面上的横截面积相同，则。
因此（1）和（2）两式分别可简化为
J•kg （3）；m液柱（4）。
由此可见，因阻力造成的能量损失（压头损失），可由管路系统的两截面之间的压力差（压头差）来测定。
当流体在圆形直管内流动时，流体因摩擦阻力所造成的能量损失（压头损失），有如下一般关系：
J•kg （5）
或
m液柱（6）
式中：——圆形直管的管径，m；
——圆形直管的长度，m；
——摩擦系数，［无因次］。
大量实验研究表明：摩擦系数与流体的密度和粘度，管径、流速和管壁粗糙度有关。
应用因次分析的方法，可以得出摩擦系数与雷诺数和管壁相对粗糙度存在函数关系，即
（7）
通过实验测得和数据，可以在双对数坐标上标绘出实验曲线。
当＜2000时，摩擦系数与管壁粗糙度无关。
当流体在直管中呈湍流时，不仅与雷诺数有关，而且与管壁相对粗糙度有关。
当流体流过管路系统时，因遇各种管件、阀门和测量仪表等而产生局部阻力，所造成的能量损失（压头损失），有如下一般关系式：
（J•kg ）；（m液柱）。
式中：——连接管件等的直管中流体的平均流速，m•s ；
——局部阻力系数［无因次］。
由于造成局部阻力的原因和条件极为复杂，各种局部阻力系数的具体数值，都需要通过实验直接测定。
四、实验方法
实验前准备工作须按如下步骤顺序进行操作：
（1）先将水灌满循环水槽，然后关闭试验导管入口的调节阀，再启动循环水泵。
洋运转正常后，先将试验导管中的旋塞阀全部打开，并关闭转换阀组中的全部旋塞，然后缓慢开启试验导管的入口调节阀。
当水流满整个试验导管，并在高位排气水槽中有溢流水排出时，关闭调节阀，停泵。
（2）检查循环水槽中的水量，一般需要再补充些水，防止水面低于泵吸入口。
（3）逐一检查并排除试验导管和联接管线中可能存在的空气泡。
排除空气泡的方法是，先将转换阀组中被栓一组测压口旋塞打开，然后打开倒置U形水柱压差计顶部的放空阀，直至排尽空气泡再关闭放空阀，必要时可在流体流动状态下，按上述方法排除空气泡。
（4）调节倒置U形压差计的水柱高度。
先将转换阀组上的旋塞全部关闭，然后打开压差计顶部放空阀，再缓慢开启转换阀组中的放空阀，这时压差计中液面徐徐下降。
当压差计中的水柱高度居于标尺中间部位时，关闭转换阀组中的放空阀。
为了便于观察，在临实验前，可由压差计顶部的放空处，滴入几滴红墨水，将压差计水柱染红。
（5）在高位排水槽中悬挂一支温度计，用以测量水的温度。
（6）实验前需对孔板流量计进行标定，作出流量标定曲线。
实验测定时，按如下步骤进行操作：
（1）先检查试验导管中旋塞是否置于全开位置，其余测压旋塞和试验系统入口调节阀是否全部关闭。
检查毕启动循环水泵。
（2）待泵运转正常后，根据需要缓慢开启调节阀调节流量，流量大小由孔板流量计的压差计显示。
（3）待流量稳定后，将转换阀组中，与需要测定管路相连的一组旋塞置于全开位置。
这时测压口与倒置U形水柱压差计接通，即可记录由压差计显示出压强降。
（4）当需改换测试部位时，只需将转换阀组由一组旋塞切换为喂组旋塞。
例如，将G1和D1一组旋塞关闭，打开另一组G2和D2旋塞。
这时，压差计与G1和D1测压口断开，而与G2和D2测压口接通，压差计显示读数即为第二支测试管的压强降。
以此类推。
（5）改变流量，重复上述操作，测得各试验导管中不同流速下的压强降。
（6）当测定旋塞在同一流量不同开度的流体阻力时，由于旋塞开度变小，流量必然会随之下降，为了保持流量不变，需将入口调节阀作相应调节。
（7）每测定一组流量与压强降数据，同时记录水的温度。
实验注意事项：
（1）实验前务必将系统内存留的气泡排除干净，否则实验不能达到预期效果。
（2）若实验装置旋转不用时，尤其是冬季，应将管路系统和水槽内水排放干净。