沿程阻力系数测定试验台
管路沿程阻力系数测定实验
实验二 管路沿程阻力系数测定实验一、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、测定流体经过直管时的沿程阻力，确定沿程阻力 λ 与 Re 的关系。
3、学会压差计和流量计的使用。
二、实验成果及要求1．有关常数。
实验装置台号圆管直径d1=15cm, d2=20cm, d3=25cm ，量测段长度L=85cm 。
及计算（见表1）。
2．绘图分析* 绘制lg υ～lgh f 曲线，并确定指数关系值m 的大小。
在厘米纸上以lg υ为横坐标，以lgh f 为纵坐标，点绘所测的lg υ～lgh f 关系曲线，根据具体情况连成一段或几段直线。
求厘米纸上直线的斜率2212lg lg lg lg υυ--=f f h h m将从图上求得的m 值与已知各流区的m 值（即层流m=1，光滑管流区m=1.75，粗糙管紊流区m=2.0，紊流过渡区1.75<m<2.0）进行比较，确定流区。
表1 记录及计算表图1 λ与 Re 的关系图三、实验分析与讨论1.为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？如实验管道安装成倾斜，是否影响实验成果？答：在管道中的，水头损失直接反应于水头压力。
测力水头两端压差就等于水头损失。
如果管道倾斜安装，不影响实验结果。
但压差计应垂直，如果在特殊情况下无法垂直，可乘以倾斜角度转化值。
2．据实测m 值判别本实验的流动型态和流区。
答：f h lg ～v lg 曲线的斜率m=1.0～1.8，即f h 与8.10.1-v 成正比，表明流动为层流（m=1.0）、紊流光滑区和紊流过渡区（未达阻力平方区）。
3．本次实验结果与莫迪图吻合与否？试分析其原因。
答：钢管的当量粗糙度一般为0.2mm ，常温下，s cm /01.02=ν，经济流速s cm /300，若实用管径D=（20～100）cm ，其5106⨯=e R ～6103⨯，相应的d∆=0.0002～0.001，由莫迪图可知，流动均处在过渡区。
若需达到阻力平方区，那么相应的610=e R ～6109⨯，流速应达到(5～9)m/s 。
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。
中国石油大学流体力学实验-沿程阻力
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：姓名：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办法。
2、在双对数坐标纸上绘制λ-Re关系曲线。
3、进一步了解沿程阻力系数随雷诺数的变化规律。
二、实验目的实验装置本实验采用管流实验装置中的第一根管路，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；压差计较小时换用水-气压差计。
另外，还需要的测量工具有量水箱、量筒、秒表、温度计等。
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——局部阻力实验管路图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式可以推导出管路两点间的沿程水头损失计算公式为：gD L h f 22υλ∙=由上式可以得到沿程阻力系数的表达式为：22υλfh L D g∙=沿程阻力系数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、实验操作1、阀门V1完全打开。
一般情况下V1是打开的，检查是否开到最大即可。
2、打开阀门V10排气，排气完毕后阀门关闭。
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，若不齐平需排气。
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。
带水流稳定后，记录压差计读数，同时用测体积法测流量。
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，放入温度计五分钟后读出水的温度，查《水的密度和粘度表》得到动力粘度。
7、实验完毕后，依次关闭阀门V11及实验管路左右两侧点的球形阀，并打开两用式压差计上部的球形阀。
五、注意事项1、本实验要求从大流量开始做，然后逐渐调小流量，且在实验的过程中阀门V11不能逆转。
沿程阻力实验山东大学
- 1 -沿程阻力实验一、 实验目的和要求1．学会测定管道沿程水头损失因数λ和管壁粗糙度∆的方法；2．分析园管恒定流动的水头损失规律、λ随雷诺数Re 变化的规律，验证沿程水头损失h f 与平均流速v 的关系。
二、 实验装置1．实验装置简图实验装置及各部分名称如图1所示。
图1 沿程水头损头实验装置图1. 自循环高压恒定全自动供水器2. 实验台3. 回水管4. 压差计5. 滑动测量尺6. 稳压筒17. 实验管道8. PLC 一体机9. 压差传感器 10. 测压点 11. 实验流量调节阀 12. 稳压罐 13. 稳压筒2．装置说明(1)水泵与稳压器。
自循环高压恒定全自动供水器1由不锈钢水泵、水箱等组成。
为避免因水泵直接向实验管道供水而造成的压力波动等影响，水泵的供水是先进入稳压罐，经稳压后再送向实验管道。
(2) 阀11用于调节层流实验流量，湍流实验时无需调节此阀门。
K① ②①②③④班级： 姓名： 学号：(3) 实验管道7为不锈钢管，其测压断面上沿十字型方向设有4个测压孔，经过均压环与测点管嘴相连通。
(4) 本实验仪配有压差计4（倒U型气-水压差计）和压差仪8，压差计测量范围为0~0.3 mH2O；压差电测仪测量范围为0~10 mH2O，视值单位为10-2 mH2O。
压差计4与压差电测仪8所测得的压差值均可等值转换为两测点的测压管水头差，单位以m表示。
在测压点与压差计之间的连接软管上设有小电磁阀，湍流实验时关闭，其他操作时均处于打开状态。
3．基本操作方法（1）实验准备：①打开测控型电测仪总电源，点击进入系统按钮，系统进入操作界面（界面提示：请按“系统启停”键启动）；②点击“系统启停”按键，黄灯亮说明系统未开启，绿灯亮则说明系统已启动，实验过程中关闭可直接退出系统，退出后系统自动开阀、打气、排水保洁，然后进入待机（界面提示：请按“实验准备”键）；③点击“实验准备”按键，系统自动完成下列操作：阀门开度调到约、打开小电磁阀、高低频率调节数次，使调压筒内加水到设定水位、U型测压计加水排气，最后全关出水阀门，实验准备完毕，可进入实验（约1分钟，界面提示：正在关阀中——调压筒第一次上水——调压筒第二次上水——正在关阀中——已完成实验准备，请选择层流或湍流进行实验）。
《流体力学》实验指导书
实验二 雷 诺 数 实 验一、 实验目的1、 观察液体在不同流动状态时流体质点的运动规律2、 观察流体由层流变紊流及由紊流变层流的过度过程3、 测定液体在圆管中流动时的下临界雷诺数2c e R二、 实验原理及实验设备流体在管道中流动，由两种不同的流动状态，其阻力性质也不同。
雷诺数的物理意义，可表征为惯性力与粘滞力之比。
在实验过程中，保持水箱中的水位恒定，即水头H 不变。
如果管路中出口阀门开启较小，在管路中就有稳定的平均速度v ，微启红色水阀门，这是红色水与自来水同步在管路中沿轴线向前流动，红颜色水呈一条红色直线，其流体质点没有垂直于主流方向的横向运动，红色直线没有与周围的液体混杂，层次分明地在管路中流动。
此时，在流速较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动，为层流运动。
如果将出口阀门逐渐开大，管路中的红色直线出现脉动，流体质点还没有出现相互交换的现象，流体的流动呈临界状态。
如果将出口阀门继续开大，出现流体质点的横向脉动，使红色线完全扩散与自来水混合，此时流体的流动状态微紊流运动。
图1雷诺数实验台示意图1.水箱及潜水泵2.接水盒3. 上水管4. 接水管5.溢流管6. 溢流区7.溢流板8.水位隔板9. 整流栅实验管 10. 墨盒 11. 稳水箱 12. 输墨管 13. 墨针 14.实验管15.流量调节阀雷诺数表达式e v dR ν⋅=，根据连续方程：A=v Q ，Qv A=流量Q 用体积法测出，即在Δt 时间内流入计量水箱中流体的体积ΔV 。
tVQ ∆=42d A π=式中：A —管路的横截面积；d —实验管内径；V —流速；ν—水的粘度。
三、实验步骤1、准备工作：将水箱充满，将墨盒装上墨水。
启动水泵，水至经隔板溢流流出，将进水阀门关小，继续向水箱供水，并保持溢流，以保持水位高度H 不变。
2、缓慢开启阀门7，使玻璃管中水稳定流动，并开启红色阀门9，使红色水以微小流速在玻璃管内流动，呈层流状态。
3、开大出口阀门15，使红色水在玻璃管内的流动呈紊流状态，在逐渐关小出口阀门15，观察玻璃管中出口处的红色水刚刚出现脉动状态但还没有变为层流时，测定此时的流量。
沿程阻力损失实验.
沿程阻力损失实验一、实验目的1．加深了解圆管层流和紊流的沿程阻力损失变化的规律，绘制f h lg ～v lg 曲线。
2．掌握管道沿程阻力系数的测定和应用气—水压差计及电测仪测量压差的方法。
3．将测得的Re ～ 关系值与莫迪图对比，进一步提高实验成果分析能力。
10．实验流量调节阀 11．供水管与供水阀 12．旁通管与旁通阀 13．稳压筒1．实验装置配备 ● 自动水泵与稳压器自循环高压恒定全自动供水器由离心泵、自动压力开关、气—水压力罐式稳压器等组成。
压力超高时自动停机，过低时自动开机。
为避免因水泵直接向实验管道供水而造成压力波动等影响，离心泵的输水是先进入稳压器的压力罐，经稳压后再送向实验管道。
● 旁通管与旁通阀由于本实验装置所采用水泵的特性，在供小流量时有可能时开时停，从而造成压力的波动。
为了避免这种情况出现，供水器设有与蓄水箱直通的旁通管(图中未标出)，通过分流可使水泵持续稳定运行。
旁通管中设有调节分流量至蓄水箱的阀门，即旁通阀，实验流量随旁通阀开度减小(分流量减小)而增大。
实际上旁通阀又是本装置用以调节流量的重要阀门之一。
2．压差测量方法管道沿程阻力分别由压差计和电测仪量测，低压差用水压差计量测；而高压差用电子量测仪(电测仪)量测。
三、实验原理管道沿程阻力由达西公式gv d l h f 22⋅=λ得222241212Q h K Q d l gdh v lgdh f f f=⎪⎭⎫⎝⎛=⋅=πλ l gdK 852π=对于水平等直径圆管可得)(21p p h f -=f h 由压差计和电测仪量测，低压差用水压差计量测；高压差用电子量测仪(电测仪)量测。
四、实验方法与步骤1．实验准备●检查实验装置，连接好实验设备。
●开启所有阀门，包括进水阀、旁通阀、流量调节阀。
●打开水泵防尘罩，接通电源。
●排气。
测压架端软管排气：连续开关旁通阀数次，待水从测压架中经过即可。
排气完毕，打开旁通阀。
若测压管内水柱过高，可打开测压架顶部放气阀，（所有阀门都打开，）水柱自动降落，至正常水位拧紧放气阀即可。
多功能水力学实验台da
下面是四个阻力损失实验的实验指导书，其中阀门的阻力损失部分有点错误，在做实验的时候我也会给大家提醒，大家看的时候要注意。
因为这次的实验是两个实验合在一起做了，所以每人要交两份实验指导书，一个是管路沿程阻力损失实验报告（沿程和球阀），一个是文丘里管流量计实验报告（文丘里、截面扩大、缩小）。
实验报告中先写一下实验原理和过程，再写一下实验数据，算一下阻力系数和流量系数，把实验指导书的表格填完整。
多功能水力学实验台使用说明书本实验台集水力学四个基本实验于一台，采用架式排列，两组一套，分别由两台水泵自成循环系统。
四个基本实验为：一、文丘里流量计校正，二、沿程阻力系数的测定，三、阀门不同开启度阻力系数的测定。
四、突然扩大和突然缩小阻力系数的测定。
现分述如下：设备简图：Ⅰ、文丘里流量计的校正一、实验目的：1.率定文丘里流量计的流量系数；2.验证能量方程的正确性；二、实验原理:在文丘里流量计入口处取Ⅰ～Ⅰ断面,在其喉部收缩段处取Ⅱ～Ⅱ断面,由于流量计系水平放置,则可列出上述两段面的能量方程如下,(不计水头损失)。
2211122222p p r g r gαυαυ+=+ （1）根据连续性方程可得:1122Q υωυω== （2） 令：121αα==解(1) (2) 两式，可得计算流量的公式如下:r p p g Q 2121222)(1-⋅⋅-=ωωω或 r p p g d dd Q 21412222)(14-⋅⋅-=π 式中rp p 21-为两断面测压管水头差，亦即测压计内的液面高差h ∆。
令 g d d d k 2)(1441222⋅-=π上式可写成 h k Q ∆⋅=因此，测出测压计水位高差h ∆后，即可求出计算流量Q 。
由于实际上所取的两断面之间存在着水头损失，所以实际流量Q 0，一般要略小于计算流量Q ，如令：QQ 0=μ 则μ是一小于1的数，称为文丘里流量计的流量系数。
本实验的目的就是用实验的方法，确定流量系数μ的具体数值。
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。
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为管壁的粗糙度，Re=Vd/v（其中v为水的运动粘滞系数）。
（1）对于圆管层流流动
（2）对于水力滑管紊流流动可取
可见在层流和紊流的光滑管区，沿程水头损失系数λ只取决于雷诺数。
（3）对于水力粗糙管紊流流动
沿程水头损失系数λ完全由粗糙度决定，与雷诺数无关，此时沿程水头损失与断面平均流速的平方成正比，所以紊流粗糙管区通常也叫做“阻力平方区”。
（3）气—水压差计水位齐平。
（4）实验装置通水排气后，即可进行实验测量。在进水阀全开的前提下，逐次开大出水阀，每次调节流量时，均需稳定2-3分钟，流量愈小，稳定时间愈长；测流量时间不小于8-10秒；测流量的同时，需测记压差计读数；
（5）结束实验前，关闭出水阀，检查水压计是否指示为零，若均为零，则关闭进水阀，切断电源。否则，表明压力计已进气，需重做实验=
2、记录及计算
3、绘图分析
绘制lgV—lg 曲线，并确定指数关系值n的大小。在坐标纸上以lgV为横坐标，以lg 为纵坐标，点绘所测的lgV—lg 关系曲线，根据具体情况连成一段或几段直线。求坐标上直线的斜率
将从图纸上求得n值与已知各流区的n值(即层流n=1，光滑管流区n=1.75，粗糙管紊流区n=2.0，紊流过渡区1.75＜n＜2.0)进行比较，确定流态区。
（4）紊流光滑区和紊流粗糙管区之间存在过渡区，沿程水头损失系数λ与雷诺数和粗糙度都有关。
三、实验装置
实验台主要由两根不同的实验管路组成。每根管子中间L长度的两断面上设有测压孔，可用测压管测出管路实验长度L上的沿程损失；管路的流量测量采用体积测量法。
利用水泵将储水箱中的水打入试验管路，经紊流箱稳定水流，再通过出水阀门控制出水流量。通过计量水箱返回储水箱。
cm
沿程损失系数λ
Re＜2320
λ=64/Re
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
其值为上下游量测断面的压差计读数。沿程水头损失也常表达为
其中：λ为沿程水头损失系数；L为上下游量测断面之间的管段长度；d为管道直径；V为断面平均流速。若在实验中测得 h和断面平均流速，则可直接得到沿程水头损失系数。
2、不同流动形态的沿程水头损失与断面平均流速的关系是不同的。层流流动中的沿程水头损失与断面平均流速的1次方成正比。紊流流动中的沿程水头损失与断面平均流速的1.75~2.0次方成正比。
六、分析与思考
1、为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？如果实验管道安装的不水平，是否影响实验结果？
2、此实验结果与莫迪图稳定与否？分析原因。
3、实验中的误差主要由哪些环节产生？
表1记录及计算
常数
次序
体积
cm³
时间
s
流量qv
cm³/s
流速qv
cm/s
水温
℃
粘度v
cm²/s
雷诺数
Re
压差计cm
沿程损失
四、实验步骤
1、对照装置图和说明，搞清各组成部件的名称、作用及其工作原理；检查蓄水箱水位是否够高。否则予以补水并关闭阀门；记录有关实验常数：工作管内径d和实验管长L。
2、接通电源，启动水泵。打开供水阀。
3、调通量测系统：
（1）启动水泵排出管道中的气体。
（2）关闭出水阀，排除其中的气体。随后，关闭进水阀，开出水阀，使水压计的液面降至标尺零附近。再次开启进水阀并立即关闭出水阀，稍候片刻检查水位是否齐平，如不平则需重调。
沿程阻力系数测定试验台
实验指导书
一、实验目的
1、学会测定管道沿程水头损失系数λ的方法；
2、掌握圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律，绘制曲线；
3、掌握管道沿程阻力损失系数的测定方法和气—水压差计及电测压差计的方法。
4、将实测得到的结果与莫迪图作对比分析。
二、实验原理
1、对于直径不变的圆管的恒定水流，沿程水头损失为