四川大学化工实验1(流体力学)
工程流体力学(第二版)习题与解答
1—3
解： 固定圆盘表面液体速度为零， 转动圆盘表面半径 r 处液体周向线速度速度 vθ s = rω ； 设液膜速度沿厚度方向线性分布，则切应力分布为
图 1-14 习题 1-5 附图
r
z
u
R
r R2 由上式可知，壁面切应力为 τ 0 = −4 m um / R ，负号表示 τ 0 方向与 z 相反；
τ = mm = −4 um
du dr
（2）由流体水平方向力平衡有： p R 2 Dp + τ 0p DL= 0 ，将 τ 0 表达式代入得
8m u L ∆p = 2m R
图 1-16 习题 1-7 附图
1-7 如图 1-16 所示，流体沿 x 轴方向作层状流动，在 y 轴方向有速度梯度。在 t=0 时， 任取高度为 dy 的矩形流体面考察，该矩形流体面底边坐标为 y，对应的流体速度为 u ( y ) ； 经过 dt 时间段后，矩形流体面变成如图所示的平行四边形，原来的 α 角变为 α − dα ，其剪 。试推导表明：流体的 切变形速率定义为 dα /dt （单位时间内因剪切变形产生的角度变化） 剪切变形速率就等于流体的速度梯度，即 dα du = dt dy 解：因为 a 点速度为 u，所以 b 点速度为 u +
V2 pT 1 × 78 =1 − 1 2 =1 − =80.03% V1 p2T1 6 × 20
压缩终温为 78℃时，利用理想气体状态方程可得
∆V = 1 −
1-2 图 1-12 所示为压力表校验器，器内充满体积压缩系数= β p 4.75 × 10−10 m2/N 的油， 用手轮旋进活塞达到设定压力。已知活塞直径 D=10mm，活塞杆螺距 t=2mm，在 1 标准大 气压时的充油体积为 V0=200cm3。设活塞周边密封良好，问手轮转动多少转，才能达到 200 标准大气压的油压（1 标准大气压=101330Pa） 。 解：根据体积压缩系数定义积分可得：
化学工程中的流体力学原理与应用
化学工程中的流体力学原理与应用流体力学是研究流体的运动规律以及压力、密度、温度等状态量随时间和空间变化的学科。
作为化学工程的重要组成部分，流体力学在多个领域都有着广泛的应用。
本文将从流体力学的基本原理以及化学工程中的应用入手，为读者介绍流体力学在化学工程中的重要性。
一、流体力学原理1. 流体的性质流体力学的研究对象是流体，流体的主要特征是流动性。
流体具有密度、粘度、表面张力等特性，这些特性决定了流体的运动规律。
例如，粘度是流体内部摩擦阻力的度量，粘度越高，摩擦阻力越大，流体的运动就越受到阻碍。
而表面张力则可以影响流体与表面接触的行为，例如液滴的形状、液体在管道中的流动方式等。
2. 流动的描述流体流动的描述可以采用欧拉法或者拉格朗日法。
欧拉法描述了流场中某一点的位置和状态随时间的变化，它适用于研究一段时间内流体场的总体演变趋势。
拉格朗日法则描绘了流体中一质点的运动轨迹及其状态随时间的变化，它适用于研究个别流体粒子的运动状况。
3. 流体的不可压缩性在一定条件下，流体的不可压缩性是流体力学研究的一个基本假设。
不可压缩性意味着流体的密度保持不变，从而可以简化流体的运动规律。
根据不可压缩条件可以得出几个重要的方程，例如连续性方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
二、流体力学在化学工程中的应用1. 流体注入与混合流体注入与混合是化学工程中常见的操作。
例如，在发酵反应中，需要将含有微生物的培养基与空气混合，以提供氧气供微生物呼吸，并维持反应的温度和pH值。
流体的注入和混合过程要考虑流体的速度分布、压力变化、混合强度等因素。
通过流体力学的分析，可以选择合适的混合方式和设备，优化反应过程并提高反应效率。
2. 流体传热在化学工程中，许多反应过程都需要进行传热操作，以控制反应速率和维持反应的温度。
流体传热可以通过对流、传导和辐射三种方式进行。
对流热传递是最常用的一种方式，它利用流体的动量传递热量。
流体力学与传热学相结合，可以优化传热器和反应器的设计，提高传热效率并减少能量消耗。
四川大学化工原理流体力学实验报告
qHρg
qHρ 9.81 1000
qHρ 102
三、实验流程图
球阀 1
转
子 流
球阀 2
量
计
球阀 3
闸阀 2
闸阀 1
水箱
真空压力表 离心泵
压力表
四、实验操作步骤
流体力学实验流程示意图
1、求 λ 与 Re 的关系曲线
1) 根据现场实验装置,理清流程,检查设备的完好性,熟悉各仪表的使用方法。
2) 打开控制柜面上的总电源开关,按下仪表开关,检查无误后按下水泵开关。
式中：N — —离心泵轴功率， kW；
传 — —机械传动效率，近似 值取为0.95；
N电 — —电动机的输入功率， 由功率表测定。
3
四川大学化工原理流体力学实验报告
(4)离心泵效率η的 测定：泵的效率是指理 论功率与轴功率的比值 ，即
η
Nt N
而理论功率N t是离心泵对流体所做的 有效功率，即
Nt
3. 测定在一定转速下离心泵的特性曲线。
二、实验原理
1、求 与 Re 的关系曲线
流体在管道内流动时,由于实际流体有粘性,其在管内流动时存在摩擦阻力,必然会引起
流体能量损耗,此损耗能量分为直管阻力损失与局部阻力损失。流1 体在水平直管内作稳态流2
动(如图 1 所示)时的阻力损失可根据伯努利方程求得。
以管中心线为基准面,在 1、2 截面间列伯努利方程:
p1
g
u
2 1
2g
Z1 H
p2 g
u
2 2
2g
Z2
Hf
因p1 p 大气压 - p真，p 2 p 大气压 p 表，Z2 - Z1 0.2，所以水经离心泵所
化工原理实验实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握化工原理的基本概念和原理。
2. 学习化工实验的基本操作技能和数据处理方法。
3. 通过实验，验证化工原理的理论知识，加深对化工工艺过程的理解。
4. 培养严谨的科学态度和良好的实验习惯。
二、实验内容及步骤1. 实验一：流体力学实验实验目的：测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数与雷诺数Re的关系，测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数。
实验步骤：（1）根据实验装置流程图，连接实验装置，包括光滑管、粗糙管、倒U形压差计、1151压差传感器、铂电阻温度传感器、流量计等。
（2）调整进水阀，使水从高位水槽流入光滑管，调节球阀，使水分别流经光滑管和粗糙管。
（3）记录不同流量下的压差值和温度值。
（4）计算摩擦系数和局部阻力系数。
2. 实验二：精馏实验实验目的：熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法，测定全回流时的全塔效率及单板效率。
实验步骤：（1）根据实验装置流程图，连接实验装置，包括精馏塔、回流液收集器、塔顶冷凝器、塔釜加热器等。
（2）调整塔釜加热器，使塔釜温度达到设定值。
（3）调整回流液收集器，使回流液流量达到设定值。
（4）记录塔顶和塔釜的液相折光度，计算液相浓度。
（5）根据数据绘出x-y图，用图解法求出理论塔板数，从而得到全回流时的全塔效率及单板效率。
3. 实验三：流化床干燥实验实验目的：熟悉流化床干燥器的基本流程及操作方法，掌握流化床流化曲线的测定方法，测定物料含水量及床层温度随时间变化的关系曲线。
实验步骤：（1）根据实验装置流程图，连接实验装置，包括流化床干燥器、物料进料装置、温度传感器、流量计等。
（2）将物料放入流化床干燥器中，调整进料量和空气流量。
（3）记录不同时间下的物料含水量和床层温度。
（4）绘制物料含水量和床层温度随时间变化的关系曲线。
三、实验结果与分析1. 流体力学实验：根据实验数据，绘制摩擦系数与雷诺数Re的关系曲线，与理论公式进行比较，分析实验误差产生的原因。
四川大学化工原理客观题集(上册).doc
绪论%1.单位换算[0-1-1-t] 1帕斯卡=牛/米2, 米水柱， =毫米汞柱，=公斤力/厘米2（取三位有效数字）。
LO-l-2-tJ 1公斤力•秒/米2 =泊，=厘泊，=牛-秒/米2。
[0-1-3-t] 10%甲醇溶液比重为0.982,它的密度为千克/米3,比容米3/千克。
[0-1-4-t] 某液体粘度为49原泊=公斤•秒/米2=帕斯卡/秒。
[0-1-5-t] 2580 千卡/ 时=千瓦。
[O-l-6-tJ 己知运动粘度为U = L = C& m2/so若式中的乙〃单位为公斤•秒/米2,厘泊。
p P Y为流体密度公斤•/秒之/米\ /为流体重度公斤/米3,则式是C=,其换算过程是o[0-1-7-t] 将密度为1克（质）/厘米3的值进行换算，应是千克/米3,公斤（力）秒2/米4。
[0-1-8-t] 质量为10千克的物质在重力加速度等于1.6米/秒2处，其工程单位制重量是,SI制的重量是。
[0-1-9-t] 某地区大气压为720mmHg,布*一化工过程要求控制绝对压强不大于160mmHg,此过程真空度应在mmHg和Pa。
[0-1-10-t] 已知导热系数4 = 2.388xlO'3ctz//c/?7 -5-°C ,此值在SI 制中为W/m - k。
第一章流体流动%1.流体物性[M-1-t] 流体粘度的表达式为,在工程中单位为,在SI制中单位为fl-l-2-t] 不同单位的压强值为：①1. 5kgf/cnf（表压）；②450minIIg（真空度）；③500000Pa（绝压）；④1.6mH20,则它们的大小顺序为： >>>o[1-1-3-t] 密度为900千克/米3的某流体，在d内=0.3米的钢管中作层流流动，流量为64公斤/ 秒，则此流体粘度为厘泊。
Ll-l-4-tJ 通过化工原理的学习，对测定某流体的粘度，可根据泊谡叶方程 _______ ,选定已知管段，用仪器测AP, 仪器测流速，便可算出粘度〃。
流体力学在化学工程中的应用研究
流体力学在化学工程中的应用研究引言流体力学是研究流体在运动和静止状态下的力学性质和规律的科学。
在化学工程中，流体力学是一个重要的研究领域，广泛应用于设计和优化各种化学反应器、传质设备以及流体输送系统等。
本文将深入探讨流体力学在化学工程中的应用研究，包括流体力学的基本原理、数学模型以及实际应用案例等内容。
1. 流体力学的基本原理流体力学研究的对象是流体（包括气体和液体）。
流体力学的基本原理可以归纳为以下几点：•流体的连续性方程：描述流体在空间任意一点质量守恒的基本原理。
•流体的动量守恒方程：描述流体在不同位置和时间上动量守恒的基本原理。
•流体的能量守恒方程：描述流体在热力学过程中能量守恒的基本原理。
2. 流体力学的数学模型在化学工程中，为了研究流体的行为和性质，需要建立数学模型来描述流体力学过程。
常用的数学模型有：•线性动量平衡方程：描述流体在动量传递过程中的行为，包括压力梯度、摩擦力、体积力等因素。
•线性动能平衡方程：描述流体在运动过程中的能量转换行为，包括流体内部的热传导、对流传热等。
•能量平衡方程：描述流体在热力学过程中的能量守恒行为。
•质量守恒方程：描述流体中物质质量守恒的行为。
这些数学模型可以通过假设和实验数据来确定，从而帮助研究者分析和预测流体力学过程中的行为和性质。
3. 流体力学在化学反应器设计中的应用化学反应器是化学工程中最常见的设备之一，而流体力学在化学反应器设计中起着重要作用。
流体力学可以帮助研究者分析和优化反应器的传热、传质以及反应速率等关键参数。
通过合理地设计反应器的结构和操作条件，可以提高反应器的效率和产物质量。
例如，在液相催化反应中，流体力学可以帮助研究者确定反应器的床层结构和流体分布，以提高反应物在催化剂中的扩散速率，从而提高反应速率和转化率。
此外，流体力学还可以用来优化反应器的换热器设计，提高反应器的热效率。
4. 流体力学在传质设备设计中的应用传质设备是化学工程中用于物质传递的重要设备。
四川大学化工原理干燥实习报告
本科实习报告学院化学工程学生姓名张锡坤专业化学工程与工艺学号 *************年级 2014级指导教师何凌教务处制表二ΟΟ六年 12 月 20日对流干燥实验一、实验目的（1）了解洞道式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作方法。
（2）掌握物料干燥曲线的测定方法。
（3）测定湿物料的临界含水量X C 。
（4）加强对干燥原理的理解，掌握影响干燥速率的因素。
二、实验原理干燥是以热能为动力，利用分子浓度不同所带来的扩散性去除固体物料中湿份的操作。
干燥过程中，物料首先被空气预热，温度上升到空气的湿球温度，干燥速率上升，随后保持平衡，温度不变，干燥速率恒定。
当物料中的自由水被干燥完全后，干燥速率下降，最后至为0，到达水分的平衡。
实际过程中，物料的预热时间很短，可以被忽略。
（1）干燥曲线。
干燥曲线是物料的湿含量X 与干燥时间τ的关系曲线。
它反映了物料在干燥过程中湿含量随干燥时间的变化关系，其具体形状因物料性质及干燥条件而有所不同，干燥曲线的基本变化趋势如图3-15所示。
干燥曲线中BC 段为直线，CD 段为曲线，直线和曲线的交点为临界点，临界点的物料湿含量为临界湿含量XC 。
（2）干燥速率曲线。
干燥速率曲线是干燥速率与物料湿含量的关系曲线。
它反映了物料干燥过程的基本规律，如图所示。
从图中可以明显看出，湿物料在干燥过程中经历了三个阶段：物料预热升温段、恒速干燥段和降速干燥段。
常常采用实验的方法来测定干燥速率曲线。
干燥速率曲线是工业干燥器设计的依据，因而具有重要的现实意义。
干燥速率是以单位时间内、单位面积上所汽化的水分量来表示，其数学式为ττAd dXG Ad dW c ==u （3-36） 式中：u ——干燥速率，s m ⋅2/kg 水；W ——汽化水分量，kg ；G C ——绝干物料量，kg ；X ——湿物料的干基含湿量，kg 水/kg 绝干物料；图3-16干燥速率曲线A ——干燥面积，m 2； τ——干燥时间，S 。
四川大学化学工程气体吸收实验
吸收实验学号：*************姓名：***专业：化学工程与工艺班号：143080308实验日期：2016.10.19实验成绩：一、 实验目的1、 观察气、液在填料塔内的操作状态，掌握吸收操作方法。
2、 测定在不同喷淋量下，气体通过填料层的压降与气速的关系曲线。
3、 测定在填料塔内用水吸收CO 2的液相体积传质系数K X a 。
4、对不同填料的填料塔进行性能测试比较。
二、 实验原理1、气体吸收是运用混合气体各组合在同一剂中的溶解度差异，通过气、液充分接触，溶解度较大的气体组分较多地进入液相而与其他组分分离操作。
气体混合物以一定气速通过填料塔内的填料层时，与吸收溶剂液相接触，进行物质传递。
气、液两相在吸收塔内除了物质传递外，其流动相互影响，还具有其自己的流体力学性质。
填料塔的流体力学性质是吸收设备的重要参数，它包括了压降和液泛规律。
测定填料塔的流体力学性质是为了计算填料塔所需动力消耗和确定填料塔的适宜操作范围，选择适宜的气液负荷，也是确定最适宜操作气速的依据。
填料塔的流体力学性质是以气体通过填料层所产生的压降来表示。
该压降在填料因子、填料层高度、液体喷淋密度一定的情况下随气体速度变化的而变化，其压降与气速的关系如图3-1所示气体通过干填料层时，其压降与空气塔速的函数关系在双对数坐标上为一条直线，其斜率为1.8~2.0。
当有液体喷淋，且气体低速流过填料层时，压降与气速的关联线几乎与L=0的关联线平行，随着气速的增加出载点B 和B ΄，填料层内持液量增加，压降与气速的关联线向上弯曲，斜率变大。
当填料层持液量越积越多时，气体的压降几乎是垂直上升，气体以泡状通过液体，出现液泛现象，ΔP-u 线出现一转折点C(C ΄)，称此点为泛点。
正常的操作范围应在载点与泛点气速之间。
在一定的喷淋下，通过改变气体流量而测定填料层压降，即可确定填料塔的流体力学特性。
（2）反应填料塔性能的主要参数之一是传质参数。
影响传质系数的因素很多，对不同系统和不同设备传质系数各不相同，所以不可能有一个通用计算式计算传质系数。
化工原理第一次实验报告-流体力学试验-可编辑-格式正确-有数据处理
本科生实验报告题目流体力学实验学院化学工程学院专业学生姓名学号年级指导教师二Ο一九年十月十七日1.实验目的（1）测定水在管道内流动的直管阻力，绘制λ与Re的关系曲线。
（2）测定一定转速下，离心泵的特性曲线。
（3）比较同一流体在不同管径和不同材质管道内流动时的阻力变化。
（4）熟悉流量、压差、温度等化工仪表的使用。
2.实验原理（1）流体在管道内流动时，由于实际流体有黏性，其在管内流动时存在内摩擦力，必然会引起流体的能量损耗，此能量损耗分为直管阻力和局部阻力。
流体在直管内流动时的能量损耗为直管阻力，此直观阻力根据伯努利方程求得。
图2-1 流体在1、2截面间稳定流动Figure 2-1 Fluid flows steadily between sections 1 and 2 以管中心线水平面为基准面，在1-1、2-2界面间列伯努利方程p1ρ+u12+g z1=p2ρ+u22+gz2+h f(2-1)因为u1=u2,z1=z2，故流体在等直径管1-1、2-2两界面间的直管阻力为h f=p1-p2ρ=∆pρ(2-2)∆p由压差变送器测定; u=Q/A, Q用涡轮流量计测定;ρ和μ通过双金属温度计测定流体的温度从而查表确定流体以流速u通过管内径为d、长度为l的一段管道时，其直管阻力为h f=λ∙ld ∙u22(2-3)而雷诺数Re=dμρμ(2-4) 由此可见，摩擦系数与流体流动类型，管壁粗糙度等因素有关。
由因次分析法整理，可以得到摩擦系数的表达式λ=φ(Re,εd)(2-5)流体在管内层流和湍流的摩擦系数和雷诺图的关系可以分别用(2-6)和(2-7)两个公式来表达λ=64Re(2-6)λ=0.1(εd +68Re)0.23(2-7)(2)离心泵的特性：可以用泵在一定条件下，扬程H与流量Q v，轴功率N与Q v，效率η与Q v 之间的关系来表达，将这三条曲线画在同一直角坐标系中，得到三条曲线，则为泵的特性曲线。
四川大学化工实验报告材料对流传热实验
四川大学
化工原理实验报告
学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班号：153080302姓名：胡垒学号：2015141494038 实验日期：2017年6月5日指导老师：吴潘
四.实验装置图及主要设备（包括名称、型号、规格）
（1）实验装置示意图。
冷空气通过风机进入套管换热器管程，蒸汽发生器内通过电加热使水汽化产生蒸汽，蒸汽进入换热器内的壳程加热管程内的冷空气、蒸汽和冷空气通过套管换热器内管壁进行热量交换。
对流传热装置示意图如图所示。
（2）仪器及仪表。
设备：风机、蒸汽发生器、普通套管换热器、螺旋套管换热器、消音器。
仪表：气体涡旋流量计、压差变送器、温度变送器、温度控制器、无纸记录仪、液位计。
普通套管换热器
螺旋套管换热器
十．实验思考题
1.与流体的物流性质有关，比如流速、密度、粘度、管径、导热系数等。
（1）. 流体流动的状态：层流、湍流等。
（2）. 流体流动的原因：自然对流、强制对流等。
（3）. 流体的物理性质：密度、比热容、粘度、导热率等。
（4）. 传热面的形状、位置和大小：如管、板、管束、管长、管径、管子排列。
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学号：2014141492108 姓名：苗育民 专业：冶金工程 班号：143080501 实验日期：2016.4.27 实验成绩：流体力学综合实验一、实验目的（1） 测定流体在管道内流动时的直管阻力损失，作出λ与Re 的关系曲线。
（2） 观察水在管道内的流动类型。
二、实验原理流体在管道内流动时，由于实际流体有粘性，其在管内流动时存在摩擦阻力，必然会引起流体能量损耗，此损耗能量分为直管阻力损失和局部阻力损失。
流体在水平直管内作稳态流动（如图3-1所示）时的阻力损失可根据伯努利方程求得。
图 3-1 流体在1、2截面间稳定流动以管中心线为基准面，在1、2截面间列伯努利方程（3-1）因u 1=u 2，z 1=z 2，故流体在等直径管的1、2两截面间的阻力损失为（3-2） 流体流经直管时的摩擦系数与阻力损失之间的关系可由范宁公式求得，其表达式为（3-3） 将式（3-2）代入式（3-3）得（3-4）而（3-5）由此可见，摩擦系数与流体流动类型、管壁粗糙度等因素有关。
由因此分析法整理可形象地表示为（3-6）f h gz u p P +++=++222212112gz 2u ρρρPh f ∆=22u d l h f ⋅⋅=λ22u l d P ⋅⋅∆=ρλμρdu =Re )(Re,df ελ=21请式中：f h -----------直管阻力损失，J/kg ；λ------------摩擦阻力系数；d l .----------直管长度和管内径，m ；P ∆---------流体流经直管的压降，Pa ； ρ-----------流体的密度，kg/m3； μ-----------流体黏度，Pa.s ；u -----------流体在管内的流速，m/s ；流体在一段水平等管径管内流动时，测出一定流量下流体流经这段管路所产生的压降，即可算得f h 。
两截面压差由差压传感器测得；流量由涡轮流量计测得，其值除以管道截面积即可求得流体平均流速u 。
在已知管径d 和平均流速u 的情况下，测定流体温度，确定流体的密度ρ和黏度μ，则可求出雷诺数Re ，从而关联出流体流过水平直管的摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系曲线图。
三、实验设备图1--压力表；2--水泵；3,4,5,10,11,13,14,15,22,23--小球阀；6,16,17,18,19--球阀；7--水箱；8--电磁阀1；9--计量水箱；12--电磁阀2；20--闸阀；21--涡轮流量计；24--孔板；25--差压传感器；26--电磁阀3；27,28--压力缓冲罐；a--Φ25⨯2钢管；b--Φ25⨯2钢管；c--Φ12⨯2铜管；d--Φ25⨯2有机玻管 四、实验操作步骤（1）根据现场实验装置，理清流程，检查设备的完好性，熟悉各仪表的使用方法。
（2）打开控制柜面上的总电源开关，按下仪表开关，检查无误后按下水泵开关。
（3）打开球阀16，调节流量调节阀20使管内流量约为10.5h /m 3，逐步减小流量，每次约减少0.5h /m 3，待数据稳定后，记录流量及压差读数，待流量减小到约为4h /m 3后停止实验。
（4）打开球阀18，关闭球阀16，重复步骤（3）。
（5）打开球阀19,16，调节转子流量计，使流量为40h L /，逐步减小流量，每次约减少4h L /，待数据稳定后，记录流量及压差读数，待流量减小到约为4h L /时停止实验。
完成直管阻力损失测定。
五、实验数据记录铜管湍流 钢管湍流钢管层流温度：22℃序号流量h /m3压差kPa 1 10.49 4.33 2 10.04 3.99 3 9.50 3.63 4 9.00 3.29 5 8.50 2.97 6 8.00 2.64 7 7.55 2.39 8 7.03 2.10 9 6.55 1.82 10 5.92 1.52 11 5.47 1.30 12 5.10 1.18 13 4.55 0.88 144.150.61序号流量h /m3压差kPa1 10.50 4.272 9.98 3.863 9.51 3.554 9.11 3.265 8.51 2.886 8.10 2.617 7.50 2.348 7.03 2.039 6.48 1.75 10 6.05 1.52 11 5.53 1.29 12 4.97 1.02 13 4.45 0.83 144.120.61序号 流量h L /压差Pa 1 401033 2 36 746 3 32 579 4 28 463 5 24 390 6 20 310 7 16 230 8 12 162 9 8 112 10445设备参数：mm d m L 6;0.2111==管内径：、层流钢管管长：； mm d m L 31;2.1222==管内径：、湍流铜管管长：；;31;2.1333mm d m L ==管内径：、湍流钢管管长：六、数据处理铜管湍流Re-λ图0.010.1100001000001000000Reλ序号 流量qv (m³/h)压差P ∆(kPa)流速u(m/s) Re λ 1 10.49 4.33 3.861 121753.920 0.01504002 2 10.04 3.99 3.695 116530.921 0.01512923 3 9.5 3.63 3.496 110263.321 0.01537343 4 9 3.29 3.312 104459.989 0.01552467 5 8.5 2.97 3.128 98656.656 0.01571195 6 8 2.64 2.944 92853.323 0.01576650 7 7.55 2.39 2.779 87630.324 0.01602564 8 7.03 2.1 2.587 81594.858 0.01624127 9 6.55 1.82 2.411 76023.658 0.01621438 10 5.92 1.52 2.179 68711.459 0.01657722 11 5.47 1.3 2.013 63488.460 0.01660658 12 5.1 1.18 1.877 59193.994 0.01734016 13 4.55 0.88 1.675 52810.328 0.01624693 144.150.611.52748167.6610.01353771Re-λ图0.010.10100001000001000000Reλ序号 流量h /m3压差kPa 流速u(m/s)Re λ1 10.50 4.27 3.86432404 121869.987 0.014803372 9.98 3.86 3.672947992 115834.521 0.014812823 9.51 3.55 3.499973487 110379.388 0.015003024 9.11 3.26 3.352761143 105736.722 0.015013865 8.51 2.88 3.131942626 98772.723 0.01520004 6 8.10 2.61 2.981049973 94013.990 0.015204847 7.50 2.34 2.760231457 87049.991 0.01590028 8 7.03 2.03 2.587256952 81594.858 0.015699909 6.48 1.75 2.384839979 75211.192 0.01592940 10 6.05 1.52 2.226586709 70220.326 0.01587246 11 5.53 1.29 2.035210661 64184.860 0.01612319 12 4.97 1.02 1.829113379 57685.127 0.01578334 13 4.45 0.83 1.637737331 51649.661 0.01602026 144.120.611.51628714747819.462 0.01373557七、实验结果分析与讨论实验结果符合预期，在钢管层流实验中，雷诺数Re 与摩擦阻力系数λ在双对数坐标中呈线性关系，摩擦阻力系数λ只与流动类型有关，且随雷诺数Re 的增加而减小，而与管壁粗糙度无关。
而在铜管湍流与钢管湍流实验中，摩擦阻力系数λ随雷诺数Re 增加而趋于一个定值，此时流体进入完全阻力平方区，摩擦阻力系数λ仅与管壁的相对粗糙度有关，与雷诺数的增加无关。
八、实验问答1、直管阻力产生的原因是什么？如何测定与计算？答：流体有粘性，管壁与流体间存在摩擦阻力。
在一定长度与直径的直管中通过流体，测量直管两端的压降与流体流速，应用（3-1）式即可求得。
2、影响本实验测量准确度的原因有哪些？怎样才能测准数据？答：管内是否混入气泡，流体流动是否稳定。
排出管内气泡，改变流速后等待2~3minRe-λ图0.1110101001000Reλ序号 流量h L /压差Pa 流速u(m/s) Reλ1 401033 0.098243794 599.6777133 0.643444039 2 36 746 0.088419414 539.7099419 0.573672813 3 32 579 0.078595035 479.7421706 0.563519631 4 28 463 0.068770656 419.7743993 0.588566272 5 24 390 0.058946276 359.806628 0.674796104 6 20 310 0.049121897 299.8388566 0.772382002 7 16 230 0.039297517 239.8710853 0.895402522 8 12 162 0.029473138 179.903314 1.12119968 9 8 112 0.019648759 119.9355427 1.744088391 104450.009824379 59.96777133 2.8029992待流体流动稳定后记录数据。
3、水平或垂直管中，对相同直径、相同实验条件下所测出的流体的阻力损失是否相同？答：不同，根据（3-1）式可知，垂直管高度差将影响阻力损失。