流体力学实验报告
流体力学实验报告
实验一 柏努利实验一、实验目的1、通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，验证流体静力学原理和柏努利方程。
2、通过实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化，确定两者之间的关系。
二、基本原理流动的流体具有三种机械能：位能、动能和静压能，这三种能量可以互相转换。
在没有摩擦损失且不输入外功的情况下，流体在稳定流动中流过各截面上的机械能总和是相等的。
在有摩擦而没有外功输入时，任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。
流体静压能可用测压管中液柱的高度来表示，取流动系统中的任意两测试点，列柏努利方程式：∑+++=++f h p u g Z P u g Z ρρ2222121122对于水平管，Z 1=Z 2，则 ∑++=+f h p u p u ρρ22212122若u 1=u 2, 则P 2<P 1；在不考虑阻力损失的情况下，即Σh f =0时，若u 1=u 2, 则P 2=P 1。
若u 1>u 2 , p 1<p 2；在静止状态下，即u 1= u 2= 0时，p 1=p 2。
三、实验装置及仪器图2－2 伯努利实验装置图装置由一个液面高度保持不变的水箱，与管径不均匀的玻璃实验管连接，实验管路上取有不同的测压点由玻璃管连接。
水的流量由出口阀门调节，出口阀关闭时流体静止。
四、实验步骤及思考题3、关闭出口阀7，打开阀门3、5，排出系统中空气；然后关闭阀7、3、5，观察并记录各测压管中的液压高度。
思考：所有测压管中的液柱高度是否在同一标高上？应否在同一标高上？为什么？4、将阀7、3半开，观察并记录各个测压管的高度，并思考：（1）A、E两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？（2）B、D两管中，C、D两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？5、将阀全开，观察并记录各测压管的高度，并思考：各测压管内液位高度是否变化？为什么变化？这一现象说明了什么？五、实验数据记录.液柱高度 A B C D E阀门关闭半开全开实验二 雷诺实验一、实验目的1、 观察流体在管内流动的两种不同型态，加强层流和湍流两种流动类型的感性认识；2、掌握雷诺准数Re 的测定与计算；3、测定临界雷诺数。
实验一 流体力学综合实验实验报告
实验一 流体力学综合实验预习实验:一、实验目的1.熟悉流体在管路中流动阻力的测定方法及实验数据的归纳2.测定直管摩擦系数λ与e R 关系曲线及局部阻力系数ζ 3、 了解离心泵的构造,熟悉其操作与调节方法 4、 测出单级离心泵在固定转速下的特定曲线 二、实验原理流体在管路中的流动阻力分为直管阻力与局部阻力两种。
直管阻力就是流体流经一定管径的直管时,由于流体内摩擦而产生的阻力,可由下式计算:gu d l g p H f 22⋅⋅=∆-=λρ (3-1)局部阻力主要就是由于流体流经管路中的管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小等局部地方所引起的阻力,计算公式如下:gu g p H f22''⋅=∆-=ζρ (3-2)管路的能量损失'f f f H H H +=∑ (3-3)式中 f H ——直管阻力,m 水柱;λ——直管摩擦阻力系数;l ——管长,m; d ——直管内径,m;u ——管内平均流速,1s m -⋅;g ——重力加速度,9、812s m -⋅p ∆——直管阻力引起的压强降,Pa;ρ——流体的密度,3m kg -⋅;ζ——局部阻力系数; 由式3-1可得22ludP ρλ⋅∆-=(3-4) 这样,利用实验方法测取不同流量下长度为l 直管两端的压差P ∆即可计算出λ与Re ,然后在双对数坐标纸上标绘出Re λ-的曲线图。
离心泵的性能受到泵的内部结构、叶轮形式、叶轮转速的影响。
实验将测出的H —Q 、N —Q 、η—Q 之间的关系标绘在坐标纸上成为三条曲线,即为离心泵的特性曲线,根据曲线可找出泵的最佳操作范围,作为选泵的依据。
离心泵的扬程可由进、出口间的能量衡算求得:gu u h H H H 221220-++-=入口压力表出口压力表 (3-5)式中出口压力表H ——离心泵出口压力表读数,m 水柱;入口压力表H ——离心泵入口压力表的读数,m 水柱;0h ——离心泵进、出口管路两测压点间的垂直距离,可忽略不计;1u ——吸入管内流体的流速,1s m -⋅; 2u ——压出管内流体的流速,1s m -⋅泵的有效功率,由于泵在运转过程中存在种种能量损失,使泵的实际压头与流量较理论值为低,而输入泵的功率又较理论值为高,所以泵的效率%100⨯=NN eη (3-6) 而泵的有效功率g QH N e e ρ=/(3600×1000) (3-7)式中:e N ——泵的有效功率,K w;N ——电机的输入功率,由功率表测出,K w ;Q ——泵的流量,-13h m ⋅;e H ——泵的扬程,m 水柱。
流体学综合实验报告
流体学综合实验报告1. 实验目的本实验通过流体力学实验的综合测试，旨在加深对流体学基本原理的理解，并实践流体力学实验的操作方法和数据分析技巧。
具体目标包括：1. 掌握流速测量的原理和方法；2. 学习压力测量的原理和方法；3. 熟悉状态方程的测量方法；4. 分析流体力学实验数据，得出相应结论。
2. 实验仪器与装置本次实验所使用的仪器与装置主要包括：1. 流量计：用于测量流体的流速；2. 压力计：用于测量流体的压力；3. 热敏电阻温度计：用于测量流体的温度；4. 试验台：用于固定仪器和装置。
3. 实验原理3.1 流速测量流速测量的原理基于流体通过管道的体积流量和截面积之间的关系。
通过测量单位时间内流体通过的体积，可以计算出流体的平均流速。
为了保证测量的准确性，实验中使用了流量计。
流量计根据不同的原理可分为多种类型，包括旋转式流量计、压差式流量计和超声波流量计等。
3.2 压力测量压力测量的原理基于流体对容器内壁面施加的压力与流体深度之间的关系。
通过测量所施加的压力，可以计算出流体的压强。
在实验中，为了方便测量压力，使用了压力计。
压力计主要分为摆盘式压力计和压电式压力计。
通过测量压力计的示数，可以间接地得到流体的压力。
3.3 状态方程的测量流体的状态方程描述了流体的温度、压力和体积之间的关系。
实验中，通过使用热敏电阻温度计测量流体的温度，结合压力计测得的压力和容器的体积，可以得到流体的状态方程。
4. 实验步骤与结果分析4.1 流速测量首先将流量计插入管道中，连接相关的测量仪器。
然后根据实验要求设置合适的流速，记录下每组数据，并计算平均流速。
根据实验数据，在相同的压力下，流速与管道截面积成正比例关系。
4.2 压力测量首先将压力计插入容器中，保证测量仪器的稳定性和准确性。
根据实验要求设置不同的压力值，记录下每组数据，并计算平均压力。
通过实验数据的分析，可以得出流体压力与深度成线性关系的结论。
4.3 状态方程的测量在一定的温度下，根据实验要求改变流体的压力和容器的体积，记录下每组测量数据。
流体综合实验报告分析
一、实验背景流体力学是研究流体运动规律及其与固体壁面相互作用的科学。
随着工业、交通、建筑等领域的发展，流体力学在各个领域的应用越来越广泛。
为了提高学生对流体力学知识的理解和应用能力，我们进行了流体综合实验。
二、实验目的1. 掌握流体力学基本实验方法，提高实验操作技能。
2. 验证流体力学基本理论，加深对流体运动规律的理解。
3. 分析实验数据，提高数据处理和分析能力。
4. 培养团队合作精神和创新意识。
三、实验内容1. 流体静力学实验：通过测量液体静压强，验证不可压缩流体静力学基本方程，掌握用测压管测量液体静水压强的技能。
2. 流体阻力实验：测定流体流经直管、管件和阀门时的阻力损失，验证在一般湍流区内雷诺准数与直管摩擦系数的关系曲线。
3. 流体流动阻力测定实验：测定流体流经直管、管件和阀门时的阻力损失，验证在一般湍流区内雷诺准数与直管摩擦系数的关系曲线。
四、实验方法与步骤1. 流体静力学实验：使用液式测压计测量液体静压强，记录数据，分析结果。
2. 流体阻力实验：通过测量不同雷诺准数下的流体阻力，绘制雷诺准数与直管摩擦系数的关系曲线。
3. 流体流动阻力测定实验：通过测量不同管件和阀门处的阻力损失，分析流体流动阻力的影响因素。
五、实验结果与分析1. 流体静力学实验：实验结果表明，液体静压强与测压管深度成正比，验证了不可压缩流体静力学基本方程。
2. 流体阻力实验：实验结果表明，在一般湍流区内，雷诺准数与直管摩擦系数呈非线性关系，验证了雷诺准数与直管摩擦系数的关系曲线。
3. 流体流动阻力测定实验：实验结果表明，管件和阀门对流体流动阻力有显著影响，其中弯头、三通等管件对阻力的影响较大。
六、讨论与心得1. 通过流体静力学实验，我们深入理解了不可压缩流体静力学基本方程，为后续学习流体动力学奠定了基础。
2. 流体阻力实验和流体流动阻力测定实验使我们认识到，在工程实践中，流体阻力对设备性能和能耗有重要影响。
因此，在设计过程中，应充分考虑流体阻力因素，以提高设备性能和降低能耗。
流体力学实验报告总结与心得
流体力学实验报告总结与心得1. 实验目的本次流体力学实验的目的是通过实验方法，对流体的流动进行定性和定量分析，掌握基本的流体流动规律和实验操作技能。
2. 实验内容本次实验主要分为两个部分：流体静力学的实验和流体动力学的实验。
在流体静力学实验中，我们测定了液体的密度、浮力、压力与深度的关系，并验证了帕斯卡定律。
在流体动力学实验中，我们测量了流体在管道中的速度分布，获得了流速与压强变化的关系，并通过管道阻力的实验验证了达西定理。
3. 实验过程与结果在实验过程中，我们依次进行了密度的测量、液体的浮力测定、压力与深度关系的测定、流速分布的测量和管道阻力的实验。
通过各项实验得到的数据，我们进行了数据处理和分析，得出了相应的曲线和结论。
在密度的测量实验中，我们使用了称量器和容量瓶，通过测定液体的质量和体积，计算出了液体的密度。
在测量液体的浮力时，我们使用了弹簧测量装置，将液体浸入弹簧中，通过测量弹簧的伸长量计算出液体所受的浮力。
在压力与深度关系的测定实验中，我们使用了压力传感器和水桶，通过改变水桶的水深，测量压力传感器的输出信号，得出了压力与深度的关系曲线。
在流速分布的测量实验中，我们使用了流速仪和导管，将流速仪安装在导管中不同位置，通过读出流速仪的示数，绘制出流速与导管位置的关系曲线。
在管道阻力的实验中，我们通过改变导管的直径和流速，测量压力传感器的输入信号，计算出阻力与流速的关系。
4. 结论与讨论通过以上实验和数据处理，我们得出了以下结论：1. 密度的测量实验验证了液体的密度与质量和体积的关系，得到了各种液体的密度数值，并发现不同液体的密度差异较大。
2. 测量液体的浮力实验验证了浮力与液体所受重力的关系，进一步加深了我们对浮力的理解。
3. 压力与深度关系的测定实验验证了帕斯卡定律，即液体的压强与深度成正比，且与液体的密度无关。
4. 流速分布的测量实验揭示了流体在导管中的流动规律，得到了流速随着导管位置的变化而变化的曲线，为后续的流体动力学研究提供了基础。
流动流体综合实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 掌握流体流动阻力测定的基本原理和方法。
2. 学习使用流体力学实验设备，如流量计、压差计等。
3. 通过实验，了解流体流动阻力在工程中的应用，如管道设计、流体输送等。
4. 分析实验数据，验证流体流动阻力理论，并探讨其影响因素。
二、实验原理流体流动阻力主要分为直管摩擦阻力和局部阻力。
直管摩擦阻力是由于流体在管道中流动时，与管道壁面产生摩擦而导致的能量损失。
局部阻力是由于流体在管道中遇到管件、阀门等局部阻力系数较大的部件时，流动方向和速度发生改变而导致的能量损失。
直管摩擦阻力计算公式为：hf = f (l/d) (u^2/2g)式中：hf为直管摩擦阻力损失，f为摩擦系数，l为直管长度，d为管道内径，u 为流体平均流速，g为重力加速度。
局部阻力计算公式为：hj = K (u^2/2g)式中：hj为局部阻力损失，K为局部阻力系数，u为流体平均流速。
三、实验设备与仪器1. 实验台：包括直管、弯头、三通、阀门等管件。
2. 流量计：涡轮流量计。
3. 压差计：U型管压差计。
4. 温度计：水银温度计。
5. 计时器：秒表。
6. 量筒：500mL。
7. 仪器架：实验台。
四、实验步骤1. 准备实验台，安装直管、弯头、三通、阀门等管件。
2. 连接流量计和压差计，确保仪器正常运行。
3. 在实验台上设置实验管道，调整管道长度和管件布置。
4. 开启实验台水源，调整流量计，使流体稳定流动。
5. 使用压差计测量直管和管件处的压力差，记录数据。
6. 使用温度计测量流体温度，记录数据。
7. 计算直管摩擦阻力损失和局部阻力损失。
8. 重复步骤4-7，改变流量和管件布置，进行多组实验。
五、实验数据记录与处理1. 记录实验管道长度、管径、管件布置等信息。
2. 记录不同流量下的压力差、流体温度等数据。
3. 计算直管摩擦阻力损失和局部阻力损失。
4. 绘制直管摩擦阻力损失与流量关系曲线、局部阻力损失与流量关系曲线。
六、实验结果与分析1. 通过实验数据，验证了流体流动阻力理论，即直管摩擦阻力损失和局部阻力损失随流量增加而增大。
流体实验综合实验报告
实验名称：流体力学综合实验实验日期：2023年4月10日实验地点：流体力学实验室一、实验目的1. 通过实验加深对流体力学基本理论的理解和掌握。
2. 掌握流体力学实验的基本方法和步骤。
3. 培养学生的实验操作技能和数据处理能力。
4. 培养学生严谨的科学态度和团队合作精神。
二、实验原理本实验主要研究流体在管道中流动时的基本特性，包括流速分布、压力分布、流量测量等。
实验采用流体力学的基本原理，如连续性方程、伯努利方程、雷诺数等，通过实验数据验证理论公式，分析实验结果。
三、实验仪器与设备1. 实验台：包括管道、阀门、流量计、压力计等。
2. 数据采集系统：用于采集实验数据。
3. 计算机软件：用于数据处理和分析。
四、实验步骤1. 实验准备：检查实验仪器和设备是否完好，熟悉实验操作步骤。
2. 实验数据采集：a. 打开阀门，调节流量，使流体在管道中稳定流动。
b. 在管道不同位置安装压力计，测量压力值。
c. 在管道出口处安装流量计，测量流量值。
d. 记录实验数据，包括流量、压力、管道直径等。
3. 实验数据处理：a. 利用伯努利方程计算流速。
b. 利用连续性方程计算流量。
c. 分析实验数据，验证理论公式。
4. 实验结果分析：a. 分析流速分布、压力分布的特点。
b. 分析流量测量误差。
c. 总结实验结论。
五、实验结果与分析1. 实验数据：a. 管道直径：D = 0.02 mb. 流量：Q = 0.01 m³/sc. 压力：P = 1.0×10⁵ Pad. 流速：v = 0.5 m/s2. 实验结果分析：a. 流速分布：实验数据表明，管道中流速分布均匀，流速在管道中心最大，靠近管道壁面最小。
b. 压力分布：实验数据表明，管道中压力分布均匀，压力在管道中心最大，靠近管道壁面最小。
c. 流量测量误差：实验数据表明，流量测量误差较小，说明实验装置和测量方法可靠。
六、实验结论1. 实验验证了流体力学基本理论，如连续性方程、伯努利方程等。
流体的综合实验报告
一、实验目的1. 了解流体力学的基本概念和基本规律；2. 掌握流体实验的基本方法和实验设备的使用；3. 通过实验验证流体力学的基本定律，提高实验技能和数据分析能力；4. 培养团队协作精神和严谨的实验态度。
二、实验原理1. 流体力学基本定律：质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律；2. 流体流动的基本方程：连续性方程、伯努利方程、动量方程；3. 流体流动的实验研究方法：量纲分析、相似理论、模型实验。
三、实验仪器与设备1. 流体力学实验台：包括管道、阀门、流量计、压力计、水槽等；2. 计算机及数据采集系统：用于实验数据采集、处理和分析；3. 实验器材：测力计、计时器、温度计等。
四、实验内容1. 管道流量实验：测量不同流量下的管道流速、流量和压力损失；2. 伯努利方程实验：验证伯努利方程在流体流动中的应用；3. 动量方程实验：验证动量方程在流体流动中的应用；4. 能量守恒方程实验：验证能量守恒方程在流体流动中的应用；5. 流体阻力实验：测量不同形状、不同尺寸的物体在流体中的阻力系数。
五、实验步骤1. 管道流量实验：（1）开启阀门，调节流量，使管道内流速稳定；（2）使用流量计和压力计测量流量和压力；（3）记录实验数据，进行数据分析。
2. 伯努利方程实验：（1）将管道一端封闭，另一端连接压力计；（2）逐渐降低管道一端的压力，观察压力计读数；（3）记录实验数据，验证伯努利方程。
3. 动量方程实验：（1）使用测力计和计时器测量流体对物体的冲击力；（2）记录实验数据，验证动量方程。
4. 能量守恒方程实验：（1）使用温度计测量流体进入和流出管道的温度；（2）记录实验数据，验证能量守恒方程。
5. 流体阻力实验：（1）将不同形状、不同尺寸的物体放入流体中；（2）使用测力计测量物体在流体中的阻力；（3）记录实验数据，分析阻力系数。
六、实验结果与分析1. 管道流量实验：根据实验数据，绘制流量-流速、流量-压力损失曲线，分析管道流量与流速、压力损失的关系。
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实验一 柏努利实验一、实验目的1、通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，验证流体静力学原理和柏努利方程。
2、通过实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化，确定两者之间的关系。
二、基本原理流动的流体具有三种机械能：位能、动能和静压能，这三种能量可以互相转换。
在没有摩擦损失且不输入外功的情况下，流体在稳定流动中流过各截面上的机械能总和是相等的。
在有摩擦而没有外功输入时，任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。
流体静压能可用测压管中液柱的高度来表示，取流动系统中的任意两测试点，列柏努利方程式：∑+++=++f h p u g Z P u g Z ρρ2222121122对于水平管，Z 1=Z 2，则 ∑++=+f h p u p u ρρ22212122若u 1=u 2, 则P 2<P 1；在不考虑阻力损失的情况下，即Σh f =0时，若u 1=u 2, 则P 2=P 1。
若u 1>u 2 , p 1<p 2；在静止状态下，即u 1= u 2= 0时，p 1=p 2。
三、实验装置及仪器图2－2 伯努利实验装置图装置由一个液面高度保持不变的水箱，与管径不均匀的玻璃实验管连接，实验管路上取有不同的测压点由玻璃管连接。
水的流量由出口阀门调节，出口阀关闭时流体静止。
四、实验步骤及思考题3、关闭出口阀7，打开阀门3、5，排出系统中空气；然后关闭阀7、3、5，观察并记录各测压管中的液压高度。
思考：所有测压管中的液柱高度是否在同一标高上？应否在同一标高上？为什么？4、将阀7、3半开，观察并记录各个测压管的高度，并思考：（1）A、E两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？（2）B、D两管中，C、D两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？5、将阀全开，观察并记录各测压管的高度，并思考：各测压管内液位高度是否变化？为什么变化？这一现象说明了什么？五、实验数据记录.液柱高度 A B C D E阀门关闭半开全开实验二 雷诺实验一、实验目的1、 观察流体在管内流动的两种不同型态，加强层流和湍流两种流动类型的感性认识；2、掌握雷诺准数Re 的测定与计算；3、测定临界雷诺数。
二、基本原理雷诺（Reynolds ）用实验方法研究流体流动时，发现影响流动类型的因素除流速u 外，还有管径（或当量管径）d ，流体的密度ρ及粘度μ，由此四个物理量组成的无因次数群Re 的值是判定流体流动类型的一个标准。
μρdu R e =（1－1）Re<2000~2300时为层流，Re>4000时为湍流，2000<Re<4000时为过渡区，在此区间流型可能表现为流层，也可能表现为湍流。
从雷诺数的定义式来看对同一个仪器d 为定值，故u 仅为流量的函数。
对于流体水来说,ρ、μ几乎仅为温度的函数。
因此确定了水的温度及流量，即可计算雷诺数。
注意：雷诺实验要求减少外界干扰，严格要求时应在有避免震动设施的房间内进行。
如果条件不具备，演示实验也可以在一般房间内进行。
因为外界干扰及管子粗细不均匀等原因，层流的雷诺数上界达不到2000，只能达到1600左右。
层流时红墨水成一线流下，不与水相混。
湍流时红墨水与水混旋，分不出界限。
三、实验装置及仪器试验装置如图1－1所示，液面保持一定高度的水箱与玻璃测试管相连，水箱上放有颜色水瓶，测试管上安有带针头的胶塞，用出口阀调节流量，用转子流量计测定流量。
试验时水由高位水箱进入玻璃管，槽内水由进水管供应，槽内设有进水稳流装置及溢流箱用以维持平稳而又稳定的液面，多余之水由溢流管排入水沟。
图1－1 雷诺实验装置四、实验步骤1、检查针头是否堵塞，颜色水是否沉淀。
2、向水箱内注水。
3、打开出口阀，排除实验管中的气体。
进水出水阀 水箱玻璃 试验管 颜色水溢流4、开启上水阀，使高位槽充水至产生溢流时关闭（若条件许可，此步骤可在实验前数小时进行，以使高位槽中的水经过静置，消除旋流，提高实验的准确度）。
5、开颜色水阀，使颜色水由针头注入玻璃试验管。
6、逐步开大排水阀，观察不同雷诺数时的流动状况，并把现象记入表中。
7、做两种情况下的对比实验：（1）关闭高位槽的进水阀，保持液面平静，从观察的玻璃管中，测取管中水流从层流转变为湍流时的Re临界值。
注意，此时液面虽平静，但液面的高度是在缓慢下降的。
（2）开启高位槽的进水阀以保持槽中液面高度不变，但此时液面是不平而有波动的，测取此时的Re临界值，并分析和比较两种情况下的实验结果。
8、观察层流时流体质点的速度分布。
层流时，由于流体与管壁间的摩擦力及流体内摩擦力的作用，管中心处流体质点速度最大，愈靠近管壁速度愈小。
因此，静止时处于同一横截面的流体质点，开始层流流动后，由于速度不同，组成了旋转抛物面（即由抛物线绕其对称轴旋转形成的曲面）。
先打开红墨水阀门，使红墨水扩散为团状。
再稍稍开启排水阀，使红墨水缓慢随水运动，则可观察到红墨水团前端的界限，形成了旋转抛物面。
五、思考题1、影响流动形态的因素有哪些？2、如果管子是不透明的，不能直接观察管中的流动形态，你可以用什么办法来判断流体在管中的流动形态？3、有人说可以只用流速来判断管子中的流动形态，流速低于某一个具体数时是层流，否则是湍流，这种看法对吗？在什么条件下可以只由流速来判断流动形态？4、研究流动形态有何意义？5实验三 流体流动阻力的测定（参考）一、实验目的1、测定水流过一段粗糙直管、光滑直管的沿程摩擦阻力损失Δp f ，确定层流时摩擦阻力系数λ和雷诺准数Re 之间的关系；2、测定水流过管件、阀门等的局部阻力损失，确定其局部阻力系数ζ；3、熟悉测定流体流经直管和管件时的阻力损失的实验组织方法及测定摩擦系数的工程意义；4、学会U 形压差计、转子流量计的使用方法，了解涡轮流量计、差压变送器、变频器等的工作原理；5、识别组成管路中的各个管件、阀门并了解其作用。
二、实验原理由于流体粘性的存在，流体在流动的过程中会发生流体间的摩擦，从而导致阻力损失。
层流时阻力损失的计算式是由理论推导得到的；湍流时由于情况复杂得多，未能得出理论式，但可以通过因次分析法再结合实验研究，获得具体的关联式。
实验研究发现，影响湍流时直管阻力损失 Δp f 的因素有： 流体性质：密度 ρ 和粘度 μ；管路特性：管径d 、管长 l 和 管壁粗糙度ε； 操作条件：流速u ；根据因次分析法，Δp f 可以表示成上述诸多影响因素的关系式：Δp f = f (d, u, ρ , μ , l , ε) (2-1)组合成四个无因次数群：),,(2dd l du upεμρϕρ=∆ (2-2) 若实验设备已定，(2-2) 式可写为： h f =2)(Re,2u d l dp⋅⋅=∆εϕρ(2-3)若实验设备是水平直管，Δp f = Δp ，即阻力损失表现为压力降，(2-3) 式可写为：h f =2)(Re,2u d l d p⋅⋅=∆εϕρ (2-4) 所以(范宁公式)： h f =△p f = 22u d l P⋅⋅=∆λρ (2-5)即： )(Re,dεϕλ= (2-6)式中 λ 为直管的摩擦阻力系数。
6 由 (2-6) 式可知，λ 与流体流动的雷诺数Re 及管壁的相对粗糙度 ε/d 有关。
若流体为层流流动时，直管的摩擦阻力系数为：eR 64=λ (2-7) 若装置已经确立，物系也已确定，那么λ只随R e 而变，实验操作变量仅有流量，改变阀门的开度可以达到改变流速u 的目的，因此在管路中需要安装一个流量计；在直径为d 、长度为l 的水平直管上，引出二个测压点，并接上一个压差计，可以用压差变送器或液柱压差计测量压差Δp （注：压差变送器是将压差转换成电信号再用仪表显示，液柱压差计是将压差以液柱高度表示的，若为U 形管压差计计算公式为：gR p )(液体指示ρρ-=∆。
若为倒U 型管压差计，计算公式请自行推导）；实验体系确定后，ρ、μ是物性参数，它们只取决于实验温度，所以，在实验装置中需要安装测流体的温度计；再配上水槽、泵、管件等组建成循环管路，实验装置流程见图2-1。
局部阻力损失通常有两种表示方法：当量长度法和阻力系数法。
由阻力系数法：22ρζup =∆ (2-8)测定通过某局部（弯头、管件、阀门等）的前后压差Δp （=Δp f ）和通过此局部的平均流速u ，由(2-7) 式计算其局部阻力系数ζ。
三、实验流程图和实验步骤（1）手动阻力实验装置 a 、实验流程图（图2-1）41-光滑管，2-粗糙管，3-层流管，4-离心泵管实验装置参数见下表装置1名称材质管内径（mm）测量段长度（cm）管路号管内径局部阻力大小头不锈钢管32.0闸阀镀锌铁管32.0湍流光滑管不锈钢管 1 21.5 200粗糙管镀锌铁管 2 20.5 200 层流铜管 3 6 140装置2名称材质管内径（mm）测量段长度（cm）管路号管内径局部阻力90°弯头镀锌铁管32.0闸阀镀锌铁管32.0湍流光滑管不锈钢管 1 21.5 200粗糙管镀锌铁管 2 20.5 200 层流铜管 3 6 140b、实验步骤1、泵的启动：关闭控制阀，关闭光滑管和粗糙管引压阀，引水灌泵，启动泵。
2、系统排气（1）总管排气：同时打开光滑管和粗糙管的切换阀，先将控制阀开足然后再关闭，重复三次，目的为了使总管中的大部分气体被排走，然后打开总管排气阀，开足后再关闭，重复三遍。
（2）引压管及压差计排气：每次测直管阻力或测局部阻力时，打开相应的引压阀，再打开差压变送器上的平衡阀和相应的引压管放气阀，开、关重复三次。
注意：检验排气是否彻底是将控制阀开至最大，再关至为零，看压差变送器计读数，若前后读数相等，则判断系统排气彻底；若前后读数不等，则重复上述2步骤。
3、湍流时直管阻力的测定：由于R e 在充分湍流区时，λ～Re的关系曲线处在双对数座标的密集区，所以在大流量时少布点，而Re在比较小时，λ～Re的关系是曲线，所以小流量时多布点。
先将控制阀开至最大，读取流量显示仪读数F大，然后关至压差显示值约0.3kPa时，再读取流量显示仪读数F小，在F小和F大二个读数之间布14～16个点。
4、局部阻力和层流阻力的测定：切换引压阀，测定相应局部阻力。
关闭总管控制阀，打开转子流量计，排除空气，测定层流阻力。
5、停泵：关闭出口阀，停止水泵电机。
上机处理数据。
图2-1 流体流动阻力实验流程图78 c 、实验数据记录序号 流量L/s（湍流 ）或(L/h)(层流 ) 光滑管 kPa 粗糙管 kPa 局部阻力 kPa层流 mmH 2O 压差 压差 压差左 右 压差（2）自动控制阻力实验装置a 、实验流程图（图2-2）自动测量阻力实验装置具有在线操作功能。
实验对象部分是由贮水箱，离心泵，不同管径、材质的水管，各种阀门、管件，涡轮流量计和倒U 型压差计等所组成的。