沿程阻力的实验报告
沿程阻力系数测定-实验报告
沿程水头损失实验实验人 XXX 合作者 XXX XX 年XX 月XX 日一、实验目的1．加深了解圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律，绘制lgh f ～-lg v 曲线； 2．掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用压差计的方法；3．将测得的R e -λ关系值与莫迪图对比，分析其合理性，进一步提高实验成果分析能力。
二、实验设备本装置有下水箱、自循环水泵、[供水阀、稳压筒、实验管道、流量调节阀]三组，计量水箱、回水管、压差计等组成。
实验时接通电源水泵启动，全开供水阀，逐次开大流量调节阀，每次调节流量时，均需稳定2-3分钟，流量越小，稳定时间越长；测流量时间不小于8-10秒；测流量的同时，需测记压差计、温度计[自备，应挂在水箱中]读数。
三根实验管道管径不同，应分别作实验。
三、实验原理由达西公式g v d L h r 22⋅⋅=λ 得222422⎪⎭⎫⎝⎛==d Q L gdh Lv gdh f f πλ=K ×h f ／Q 2 另有能量方程对水平等直径圆管可得γ21P P h f -=对于多管式水银压差有下列关系h f =（P 1－P 2）／γw =（γm ／γw －1）(h 2－h 1+h 4－h 3)=12.6△h m Δh m = h 2－h 1+h 4－h 3 h f —mmH 2O四、实验结果与分析实验中，我们测量了三根管的沿程阻力系数，三根管的直径分别为10mm ，14mm ，20mm 。
对每根管进行测量时，我们通过改变水的流速，在相距80cm 的两点处分别测量对应的压强。
得到表1至表3中的实验结果。
相关数据说明：水温29.4℃，对应的动力学粘度系数为20.01/cm s ν=流量通过水从管中流入盛水箱的体积和时间确定。
水箱底面积为22020S cm =⨯，记录水箱液面升高12h cm =（从5cm 到17cm 或者从6cm 到18cm ）的时间t ，从而计算出流量34800(/)()Sh Q cm s t t s ==； 若管道直径为D ，则水流速度为24Qv Dπ=； 对三根管进行测量时，测量的两点之间距离均为80L cm =； 雷诺数Re vDν=；计算沿程阻力系数：层流164Reλ=；紊流0.2520.316R e λ-= 测量沿程阻力系数：2/f Kh Q λ=，其中25K /8gD L π=，29.8/g m s =第一根管表-1（521110,15.113/D mm K cm s ==）第二根管表-2（522214,81.280/D mm K cm s ==）第三根管表-3（523320,483.610/D mm K cm s ==）通过对三根管的相关计算，我们发现实验测出的沿程阻力系数远远比层流情况下的计算值大，将近大一个数量级。
管路沿程阻力测定实验
食品工程原理实验报告
实验：管路沿程阻力测定
一、实验目的：
1．掌握沿程阻力的测定方法；
2．测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与的关系；
3．测定流体流过直管时的局部阻力，并求出阻力系数ξ；
4．学会压差计和流量计的使用。
一、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，不可避免的会引起压强损耗。
这种损耗包括流体流经直管的沿途阻力一季流体流动方向的改变或因管子大小、形状的改变引起的局部阻力。
1、沿途阻力
流体在水平均匀管道中稳定流动时，有截面1到截面2，阻力损失表现为压强降低：
=
湍流流动时，影响阻力损失的因素十分复杂。
为减少实验工作量，扩大试验结果的应用范围，可以采用因此分析法将各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;
2）管路的几何尺寸：管径d，管长l，管壁粗糙度ε;
3）流动条件：流速μ.
变量关系可以表示为：
组合成如下的无因次式：=;
=
引入：)
则上式可以变为：
滞留时，λ=；湍流时，λ与的受管壁粗糙度的影响，需由实验测得。
根据伯努利可知，流体流过直管的沿途阻力损失，可以直接有所测得的液柱压差计读数R（m）算出：g
2、局部阻力
局部阻力有两种方法，即当量长度法和阻力系数法。
1)当量长度法
流体流过某管件或阀门时，因局部阻力造成的损失，相当于流体流过与其具有相同管径的若干米长度的直管阻力损失，这直管的长度称为当量长度，用符号表示为
=λ()
2）阻力系数法
流体流过某一管件或阀门的阻力损失用流体在管路中的动能系数表示
三、实验装置与流程。
沿程阻力系数测定-实验报告
沿程水头损失实验实验人 XXX 合作者 XXX XX 年XX 月XX 日一、实验目的1．加深了解圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律，绘制lgh f ～-lg v 曲线；2．掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用压差计的方法； 3．将测得的R e -λ关系值与莫迪图对比，分析其合理性，进一步提高实验成果分析能力。
二、实验设备本装置有下水箱、自循环水泵、[供水阀、稳压筒、实验管道、流量调节阀]三组，计量水箱、回水管、压差计等组成。
实验时接通电源水泵启动，全开供水阀，逐次开大流量调节阀，每次调节流量时，均需稳定2-3分钟，流量越小，稳定时间越长；测流量时间不小于8-10秒；测流量的同时，需测记压差计、温度计[自备，应挂在水箱中]读数。
三根实验管道管径不同，应分别作实验。
三、实验原理由达西公式g v d L h r 22⋅⋅=λ 得222422⎪⎭⎫⎝⎛==d Q L gdh Lv gdh f f πλ=K ×h f ／Q 2另有能量方程对水平等直径圆管可得γ21P P h f -=对于多管式水银压差有下列关系h f =（P 1－P 2）／γw =（γm ／γw －1）(h 2－h 1+h 4－h 3)=12.6△h m Δh m = h 2－h 1+h 4－h 3 h f —mmH 2O四、实验结果与分析实验中，我们测量了三根管的沿程阻力系数，三根管的直径分别为10mm ，14mm ，20mm 。
对每根管进行测量时，我们通过改变水的流速，在相距80cm 的两点处分别测量对应的压强。
得到表1至表3中的实验结果。
相关数据说明：水温29.4℃，对应的动力学粘度系数为2 0.01/cm s ν=流量通过水从管中流入盛水箱的体积和时间确定。
水箱底面积为2202 0S cm =⨯，记录水箱液面升高12h cm =（从5cm 到17cm 或者从6cm 到18cm ）的时间t ，从而计算出流量34800(/)()Sh Q cm s t t s ==； 若管道直径为D ，则水流速度为24Qv Dπ=； 对三根管进行测量时，测量的两点之间距离均为80L cm =； 雷诺数Re vDν=；计算沿程阻力系数：层流164Reλ=；紊流0.2520.316R e λ-=测量沿程阻力系数：2/f Kh Q λ=，其中25K /8gD L π=，29.8/g m s = 第一根管表-1（521110,15.113/D mm K cm s ==）第二根管表-2（522214,81.280/D mm K cm s ==）第三根管表-3（523320,483.610/D mm K cm s ==）通过对三根管的相关计算，我们发现实验测出的沿程阻力系数远远比层流情况下的计算值大，将近大一个数量级。
沿程阻力系数测定-实验报告
沿程阻力系数测定-实验报告实验目的：测定流体在不同管道内流动时的沿程阻力系数，分析流体流动的规律。
实验原理：流体在流动的过程中，由于管道内的摩擦、弯曲等原因，会产生一定的沿程阻力，阻碍流体的流动。
沿程阻力系数是描述阻力大小的物理量，可以反映出流体流动的特性。
测算沿程阻力系数需要通过实验测量不同位置的压力差，计算得出流速和阻力系数，最终得到流体在管道内的流动规律。
实验器材：一台流量计，一根不同内径的水流管，一个流量调节器，一个压力计，一套支架和夹子，水池、水泵等辅助设备。
实验步骤：1. 搭建实验装置，将水泵接入水池，利用泵将水流送入待测管道中。
2. 开始实验前，先测量管道各处的内径和长度，并计算管道的摩擦系数。
3. 将流量计安装在管道的某个位置，调节流量，使其保持在一定的范围。
4. 安装压力计，分别测量流过流量计前后不同位置处的压力差。
5. 根据所测得的数据，计算流体的流速和沿程阻力系数，绘制实验数据图表。
6. 根据实验结果，分析流体的流动规律以及影响沿程阻力系数的因素。
实验结果：通过实验测量，我们得到了不同位置处的压力差、流速和阻力系数等数据，并绘制成图表。
从图表中可以看出，在管道内距离流速计越远的位置，流速逐渐下降，同时沿程阻力系数也逐渐增加。
这说明管道内的摩擦力和阻力对流体的影响逐渐加剧，阻碍了流体的流动。
实验结论：通过本次实验，我们得到了流体在管道内流动时的流速和沿程阻力系数等数据，为研究流体的流动规律提供了实验依据。
我们也发现，管道内的摩擦力和阻力对流体的影响很大，需要注意管道的内径和表面材质等因素。
此外，实验数据也可以为管道设计和流动控制等领域提供参考。
沿程阻力系数测定实验报告
沿程阻力系数测定实验报告1.1 什么是沿程阻力系数？哎呀，沿程阻力系数听起来有点高深，但其实它就是我们在流体力学中常提到的一个东西。
简单来说，就是流体在管道里流动时，遇到的阻力有多大。
想象一下，你在水管里放了几根铁丝，水流过的时候肯定会受到阻碍，对吧？这个阻碍程度就是沿程阻力系数的体现。
1.2 为什么要测定？那么，为什么我们要搞清楚这个系数呢？这就好比你要知道车的油耗，才能制定出合理的出行计划。
通过测定沿程阻力系数，我们可以预测流体的流动情况，进而优化管道设计，省下很多不必要的麻烦。
2. 实验步骤2.1 准备工作首先，我们得准备一些工具和材料。
流体管道、泵、流量计和压力计这些都是必不可少的。
哦，对了，还得准备好实验室的水源，别让水短缺了，要不然实验就泡汤了！记得在实验开始前，仔细检查一下设备，确保它们都能正常工作，不然可就要浪费时间了。
2.2 实验过程接下来，开始我们的实验吧！首先把水泵启动，让水在管道里流动。
水流过不同长度的管道，咱们要实时记录流量和压力的变化。
每次更换管道长度时，得耐心等待一段时间，确保数据稳定，这样才能得到准确的结果。
哈哈，别急着玩手机哦，专心点！3. 数据分析3.1 结果整理数据收集完毕，咱们就得把这些数字整理成表格。
每一组数据都要清晰明了，不然后续分析可就麻烦了！你会发现，随着管道长度的增加，沿程阻力系数也会逐渐增大，这就像你在跑步时，越跑越累，阻力自然也就多了。
3.2 结论和讨论最后，得出结论了。
我们发现，沿程阻力系数与管道长度成正比关系，真是让人眼前一亮！通过这个实验，不仅让我们对流体流动有了更深入的理解，还能帮助我们在以后的设计中避免不必要的麻烦。
这就像是打游戏时，学会了技能连招，通关自然轻松。
4. 实验心得4.1 体会通过这次实验，我真的感受到了一种探索的乐趣。
流体力学不再是高高在上的学问，而是我们生活中随处可见的现象。
就像喝水时，水是如何顺畅流动的，虽然我们平常不怎么去想，但其实有很多道理在背后。
管路沿程阻力测定实验报告
实验名称：管路沿程阻力测定班级： 学号： 姓名：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与雷诺数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ξ。
4、学会压差计和流量计的使用方法。
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．沿程阻力流体在水平均匀管道中稳定流动时，阻力损失表现为压力降低。
即：h f = ρfP ∆=22u d l λ= ρ21p p -， λ=22u P l d f∆⋅⋅ρ ， Re =μρ⋅⋅u d , △P=R （水水银ρρ-）g湍流流动时，影响阻力损失的因素十分复杂，目前尚不能完全用理论的方法求解，必需通过实验研究其规律。
为减少实验工作量，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） 流动条件：流速u式中：-d 管径 m ；-l 管长 m ；-u 流速 m / s ；-ρ流体的密度 kg / m 3；-μ流体的粘度 N ·s / m 2；-∆f P 直管阻力引起的压强降 Pa 。
雷诺数Re 定义是：层流时：λ=64/ Re ; 湍流时：λ与Re 和ξ/d 有关。
须由实验确定。
2．局部阻力系数ξ的测定： 22'u P h ff ξ=∆='ρ2'2u P f ∆⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ρξ式中：ξ-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 。
三、实验装置流程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=¾。
测量仪表：U 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 3/ h ，仪器编号Ⅰ的仪表常数为599.41（次/升），仪器编号为Ⅱ的仪表常数为605.30（次/升），MMD 智能流量仪）。
实验一 阻力系数的测定实验
实验一 阻力系数的测定实验
实验名称：沿程阻力系数的测定
实验目的：（1）测定不同雷诺数Re 时的沿程阻力系数λ；
（2）掌握沿程阻力系数的测定方法。
实验原理：对I 、Ⅱ两断面列能量方程式，可求得L 长度上的沿程水头损失
h P P h f ∆=-
=
γ
γ
2
1
根据达西公式
g
v d L h f 22
⋅⋅=λ
先根据单位时间流过体积计算流量，并算出断面平均流速v ，即可求得沿程阻力系数λ。
2
2
22v h
L gd Lv gdh f ∆⋅=
=
λ 令
2;2v
h
k k L gd ∆⋅==λ则 实验设备：多功能水力学实验台，秒表。
（右图仅供参考） 实验步骤：
1、准备工作
⑴记录仪器常数d 、L ，并算出k 值。
⑵检查测压计管3、4测面是否水平（此时Q=0），如果不在同一水平面上，必须将橡皮管内空气排尽，使两测压管的测面处于水平状态。
⑶关闭无关测点的小阀门 ⑷打开设计流管相关阀门 ⑸关小总阀门 2、进行实验
⑴开泵，打开秒表，此时相关测压管中应出现较小高差。
⑵缓慢调节总阀门，记录相关压强高度、高度差、时间、体积等。
实验数据处理(下表仅参考)：
注意事项：
1 若测压管中液位较高，可调节压强控制球，使液位降至中部，以增大量测范围。
2 如出现测压管冒泡现象，不必惊慌，可调节流量或停泵重做。
思考题：
1 本实验的理论依据是什么？
2 本实验已知量（可测量）和未知量都有哪些，数量关系如何？。
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. 沿程阻力称为直管摩擦系数，滞留时，；湍流时， 与R e 的关系受管壁粗糙度的影响, 需由实验测得。
64 R e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）阻力系数法h pE -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）, MM 智能流量仪）。
与Re 的关系2.局部阻力 1）当量长度法h fl e d2） 循环水泵。
3） 循环水箱。
4） DZ15-40型自动开关。
X- 2X 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) 5) U 形压差计 平衡阀 9 ）泵10）涡轮流量计14取压孔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、MM 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）。
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中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告
实验日期：成绩：
班级：学号：：教师：
同组者：
实验七、沿程阻力实验
一、实验目的
1.掌握测定镀锌铁管管道沿程阻力系数的方法。
2.在双对数坐标纸上绘制λ-Re关系曲线。
3.进一步理解沿程阻力系数随雷诺数的变化规律。
二、实验装置
本实验采用管流实验装置中的第1根管路，即实验装置中最细的管路。
在测量较大压差时，采用两用式压差计中的汞-水压差计；压差较小时换用水-气压差计。
另外，还需要的测量工具有量水箱、量筒、秒表、温度计、水的粘温表。
F1——文丘利流量计； F2——孔板流量计；F3——电磁流量计；
C——量水箱； V——阀门； K——局部阻力试验管路
图7-1 管流综合实验装置流程图
三、实验原理
本实验所用的管路水平放置且等直径，因此利用能量方程可以推导出管路两点间的沿程水力损失计算公式为：
g
v D L H f
22
•
=λ （1-7-1） 式中 λ——沿程阻力系数；
L ——实验管段两端面之间的距离，m ； D ——实验管径，m ；
g ——重力加速度（g=9.8 m/s 2）； v ——管平均流速，m/s ；
h f ——沿程水头损失（由压差计测定），m 。
由式（1-7-1）可以得到沿程阻力系数λ的表达式：
22v
h L D g
f
⋅=λ （1-7-2） 沿程阻力系数λ在层流时只与雷诺数有关，在紊流时与雷诺数、管壁粗糙度都有关。
当实验管路粗糙度保持不变时，可以得到该管的λ-Re 关系曲线。
四、实验要求
1．有关常数 实验装置编号：No. 4 管路直径：D =21058.1-⨯m ；水的温度：T = 20.0 ℃；
水的密度:ρ= 998.23 kg/m 3；动力粘度系数：μ= 101.055-3⨯ Pa ⋅s ； 运动粘度系数：ν=610007.1-⨯ m 2/s ； 两测点之间的距离：L = 5 m
2．实验数据记录及处理见表7-1和表7-2
表1-7-2 沿程阻力实验数据处理表
17 5.53 2.82 0.4 0.4 0.3115 442.47
以第一组数据为例： 流量
s m t h h A Q d u /1029.39928.45/10)4.106.55(10400/)(3624---⨯=⨯-⨯⨯=-= 由v A Q ⋅=，则管平均流速为
s m D Q A Q v /1065.2034/)1058.1(1029.3994/22
26
2---⨯=⋅⨯⨯=⋅==ππ 29.3195310
007.11065.2031058.1Dv
e 1423
.0)1065.2203(1056.95251058.18.9221056.952106.75)16.13()16.13(106.752.198.94''-6
2
2222
2222'221'=⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=⨯=⨯⨯-=∆⋅-=⨯=-=-=∆---------νλR v h L D g m
h h m
h h h f f 雷诺数沿程阻力系数沿程水头损失水压差计压差汞
3．在双对数坐标纸上绘制λ-Re 的关系曲线。
五、实验步骤
1.阀门V1完全打开。
一般情况下V1是开着的，检查是否开着最大即可。
2.打开阀门V10排气，排气完毕后将阀门关闭。
3.打开实验管路左、右测点及压差计上方的球形阀，检查压差计左右液面是
否齐平。
若不齐平。
须排气（为防止汞发生外泄，排气时应在教师的指导下进行）。
4.用打气筒将水-气压差计的液面打到中部，关闭压差计上、下方的三个球形阀，将阀门V11完全打开。
待水流稳定后，记录压差计读数，同时用体积法测流量（当压差为5~7cm 汞柱时，打开压差计下方的两个球形阀，由汞-水压差计换用水-气压差计来读压差）。
5.逐次关小阀门V11，记录17组不同的压差及流量。
6.用量筒从实验管路中接足量的水，放入温度计5min 后读出水的温度，查《水的密度和粘度表》得到动力系数μ。
7.实验完毕后，依次关闭阀门V11及实验管路左、右两测点的球形阀，并打开两用式压差计上部的球形阀。
六、注意事项
1.本实验要求从大流量开始做（注意一定要把阀门V11完全打开），然后逐渐调小流量，且在实验过程中阀门V11不能逆转。
2.实验点分配要求尽量合理，在记录压差和流量时，数据要一一对应。
3.使用量筒、温度计等仪器设备时，一定要注意安全。
4.做完实验后，将量筒、温度计放回原处，将秒表交回。
七、问题分析
1．如将实验管安装成倾斜的，比压计中的读数差是不是沿程水头损失f h ？ 答：将试验管安装成倾斜时，比压计中的读数差不是沿程水头损失。
因为在测试点列伯努利方程可得：)2()2(2
2
222111g
v p z g v p z h f
++-++=γγ，由于管路是等
直径的，则：)()(2
21
1γ
γ
p z p z h f +-+
=，如果实验管是倾斜的位置水头z 不同，
γ
γγ
p
p z p z h f ∆≠
+
-+
=)()(2
21
1所以测得的压差不是沿程水头损失。
2．随着管路使用年限的增加，λ-Re 关系曲线会有什么样的变化？
答：随着管路使用年限的增加，管壁的粗糙度也会增加，由于沿程阻力系数在层流时只与雷诺数有关，则λ-Re 关系曲线在层流段变化不大；在紊流段由于管壁粗糙度的增加，沿程水头损失会相应的增加，由式（1-7-2）知沿程阻力系数进而会增大 ，所以紊流段λ-Re 关系曲线会向上偏移。
3．当流量、实验管段长度相同时，为什么管径愈小，两断面的测压管液面差愈大？其间的变化规律如何？
答：由式（1-7-1）知522
22282)]4//([2gD LQ g D Q D L g v D L h f πλπλλ=⋅⋅=⋅=,当流量、
实验管段长度相同时，管径愈小，沿程水头损失会愈大，而沿程水头损失的大小
和测压管液面差是相等的，所以两断面的测压管液面差会愈大，变化规律即如上
式所示。
八、心得体会
通过本次试验，我验证了课堂上的关于雷诺数与沿程阻力系数的关系，将理论和实践相结合，进一步明确了实验的基本原理。
同时也体会到了两用液差计的巧妙和方便。
通过这次做实验，我更加明白了合作的重要性。
我们四个人分工完成实验，相互配合，较快的完成了实验。
加上老师的仔细讲解和正确指导，使得在实验过程中并没有出现不正当的操作。
通过这次实验，我得的动手能力又有了很大的提高，这样以后的实验会更加顺利；在数据处理过程中，准确运用excel处理实验数据是很重要的，并且用excel处理数据时要学会有条理的规划布图区域。
最后感老师的讲解和指导。