实验三流体流动阻力的测定(新)
流体流动阻力的测定实验报告
流体流动阻力的测定实验报告一、实验目的1、掌握测定流体流经直管和管件时阻力损失的实验方法。
2、了解摩擦系数λ与雷诺数 Re 之间的关系。
3、学习压强差的测量方法，掌握 U 形管压差计和倒 U 形管压差计的使用。
4、熟悉实验装置的结构和操作流程。
二、实验原理流体在管内流动时，由于内摩擦力的存在会产生阻力损失。
阻力损失包括沿程阻力损失和局部阻力损失。
沿程阻力损失是由于流体在直管中流动时，流体层之间的内摩擦力以及流体与管壁之间的摩擦力所引起的能量损失。
其计算公式为：＄h_f ＝＼lambda ＼frac{l}｛d} ＼frac{u^2}｛2}＄，其中$h_f$为沿程阻力损失，＄＼lambda$为摩擦系数，＄l$为直管长度，＄d$为管道内径，＄u$为流体流速。
摩擦系数$＼lambda$与雷诺数 Re 有关，雷诺数$Re ＝＼frac{du\rho}｛＼mu}＄，其中$＼rho$为流体密度，＄＼mu$为流体粘度。
在层流区，＄＼lambda ＝＼frac{64}｛Re}＄；在湍流区，＄＼lambda$与 Re 及相对粗糙度$＼frac{＼varepsilon}｛d}＄有关，可通过实验测定。
局部阻力损失是由于流体流经管件（如弯头、三通、阀门等）时，由于流道的突然改变而引起的能量损失。
其计算公式为：＄h_j ＝＼xi ＼frac{u^2}｛2}＄，其中$h_j$为局部阻力损失，＄＼xi$为局部阻力系数。
三、实验装置本实验装置主要由水箱、离心泵、不同管径的直管、各种管件（弯头、阀门等）、U 形管压差计、倒 U 形管压差计、温度计、流量计等组成。
水箱用于储存实验流体，离心泵提供流体流动的动力。
直管和管件用于产生沿程阻力和局部阻力。
U 形管压差计和倒 U 形管压差计用于测量流体流经直管和管件前后的压强差。
温度计用于测量流体温度，流量计用于测量流体流量。
四、实验步骤1、熟悉实验装置，了解各设备的名称、用途和操作方法。
2、检查装置各连接处是否密封良好，确保无泄漏。
流体流动阻力的测定实验报告
流体流动阻力的测定实验报告一、实验目的1、掌握流体流经直管和管件时阻力损失的测定方法。
2、了解摩擦系数λ与雷诺数 Re 之间的关系。
3、学习压强差的测量方法和数据处理方法。
二、实验原理流体在管内流动时，由于黏性的存在，必然会产生阻力损失。
阻力损失包括直管阻力损失和局部阻力损失。
1、直管阻力损失根据柏努利方程，直管阻力损失可表示为：＼（h_f ＝＼frac{＼Delta p}｛ρg}＼）其中，＼（h_f\）为直管阻力损失，＼（＼Delta p\）为直管两端的压强差，＼（ρ\）为流体密度，＼（g\）为重力加速度。
摩擦系数\（λ\）与雷诺数\（Re\）及相对粗糙度\（＼frac{＼epsilon}｛d}＼）有关，其关系可通过实验测定。
当流体在光滑管内流动时，＼（Re ＜ 2000\）时，流动为层流，＼（λ ＝＼frac{64}｛Re}＼）；＼（Re ＞ 4000\）时，流动为湍流，＼（λ\）与\（Re\）和\（＼frac{＼epsilon}｛d}＼）的关系可由经验公式计算。
2、局部阻力损失局部阻力损失通常用局部阻力系数\（＼zeta\）来表示，其计算式为：＼（h_f' ＝＼frac{＼zeta u^2}｛2g}＼）其中，＼（h_f'＼）为局部阻力损失，＼（u\）为流体在管内的流速。
三、实验装置1、实验设备本实验使用的主要设备包括：离心泵、水箱、不同管径的直管、各种管件（如弯头、三通、阀门等）、压差计、流量计等。
2、实验流程水箱中的水经离心泵加压后进入实验管路，依次流经直管和各种管件，最后流回水箱。
通过压差计测量直管和管件两端的压强差，用流量计测量流体的流量。
四、实验步骤1、熟悉实验装置，了解各仪器仪表的使用方法。
2、检查实验装置的密封性，确保无泄漏。
3、打开离心泵，调节流量至一定值，稳定后记录压差计和流量计的读数。
4、逐步改变流量，重复上述步骤，测量多组数据。
5、实验结束后，关闭离心泵，整理实验仪器。
流体流动阻力的测定(化工原理实验报告)
流体流动阻力的测定（化工原理实验报告）流体流动阻力的测定（化工原理实验报告）摘要：本实验研究了流体流动阻力的测定方法，以了解流阻比数据和参数对流体流动特性的影响。
实验中采用了空心管实验装置，在一定的压差试验条件下，通过压力表和熨斗流量计测量压力和流量，计算出流阻比系数。
通过实验，研究了流阻比系数随着实验参数（流量、温度、压力）变化的规律，从而获得一定规律性的微观流动特性数据。
关键词：流阻比；熨斗流量计；实验；流动阻力1 前言流体流动阻力是研究流体流动特性的一项重要参数。
它决定了流体在管道内流动时会受到什么样的阻力，直接影响着流体在设备内的流动性能和传热特性。
因此，准确测量流体流动阻力是研究管道流动的关键问题。
本实验旨在研究空心管装置测量的流阻比数据对流体流动特性的影响，以便获得微观流动特性数据，并用于管道设计、传热学的研究中。
2 实验目的1）研究在空心管实验装置内测量流阻比系数的变化规律：2）利用测量的流阻比系数，得出瞬态流体流动特性曲线，即流量与压力的变化规律； 3）通过实验有规律地分析，获得实验流体的微观流动特性参数。
3 实验装置本实验主要采用空心管实验装置（见图1），由电磁阀控制罐内的液体，带动空心管内的流体循环，保持流量一定，从而实现实验的要求。
该装置由如下几个部分组成：（1）空心管；（2）球阀；（3）高低压罐；（4）汽缸和气缸；（5）液体泵；（6）电磁阀；（7）水箱；（8）熨斗流量计；（9）压力表；（10）温度计。
4 实验方法1）确定实验条件：根据实验任务，确定温度、压力、流量等参数，以及电磁阀的控制时间；2）进行实验：根据实验条件，控制电磁阀的开启和关闭，实现空心管内的液体流动，同时调节实验参数，测量压力及流量；3）根据压力和流量，绘出流量-压力曲线，计算出对应的流阻比系数；4）根据实验数据，进行实验数据分析，探究实验参数变化时，流阻比系数变化规律，得出流体的微观流动特性参数。
5 实验数据在实验中，调节不同的参数，实现不同的实验条件，测量得到流量和压力的数据，根据测量的实验数据，画出Flow-Pressure曲线，结果如下表1所示：实验条件实测压力(MPa) 实测流量（M3/h）流阻比(MPa/m3/h)条件1 0.39 0.159 0.80条件2 0.51 0.159 1.06条件3 0.62 0.159 1.29条件4 0.68 0.159 1.41条件5 0.80 0.159 1.64表1 实验结果图2 Flow-Pressure曲线图6 结论1）根据上述的实验结果，可以发现，随着压力和流量的增加，流阻比也相应地增大；2）通过分析实验数据，可以获得一定的规律性的微观流动特性数据，即通过把不同的实验参数变量并入方程式中，可以根据需要精确地预测不同条件下，流体流动时的压力和流量变化规律；3）该测试结果可以作为设计管路时流体传热特性和流动特性的参考，更好地掌握管路中流体的流动特性。
流体流动阻力的测定实验报告
流体流动阻力的测定实验报告摘要：通过测算不同流速和管道直径下流体的流量和压降，确定了流体流动阻力与流速和管道直径的关系，并确立了相应的流体流动阻力公式。
实验的结果表明，流体流动阻力与流速和管道直径的平方成正比，结果与理论计算值基本吻合。
一、实验原理在流体力学中，我们研究流体在管道中的运动和分布。
不同形状、不同截面的管道中，流体的流动速度和压强是不同的，流体的动能和势能也会随着时间和位置的变化而发生变化。
在流体流动中，管道内壁与流体的相互作用形成一定的阻力，这种阻力称为流体流动阻力。
实验中，我们设计了一套管道流体流动测量装置，通过测算流体在不同流速和管道直径下流量和压降，确定了流体流动阻力与流速和管道直径的关系，并确立了相应的流体流动阻力公式。
二、实验步骤1. 准备工作：将实验装置安装好，并连接好各个部件。
2. 流量测定：打开水泵，将水流导向流量计中，通过观察流量计中的示数，测定流体的流量。
3. 压降测定：利用几何水平仪测定与水平面夹角，计算出流体在管道中的压降。
4. 流速测定：通过测算流量和管道截面积，计算出流体的平均流速。
5. 重复实验：重复以上测定步骤，测定不同流速和管道直径下的流量和压降数据，以确定流体流动阻力与流速和管道直径的关系。
6. 数据处理：根据实验数据计算出流体流动阻力公式，并与理论计算值对比。
三、实验结果与分析1. 流量与管道直径的关系通过实验测定，流量与管道直径的平方成正比。
实验数据如下：流量 Q (m3/h) 1 2 3 4 5直径 D (cm) 1 1.5 2 2.5 32. 压降与流速的关系通过实验测定，压降与流速的平方成正比。
实验数据如下：流速 v (m/s) 0.67 1.13 1.33 1.51压降 h (m) 0.05 0.09 0.12 0.163. 流体流动阻力与流速和管道直径的关系根据实验得到的数据，流体流动阻力与流速和管道直径的平方成正比。
流体流动阻力公式为：f = αρv2 D2/4其中，f 为阻力系数，ρ 为流体密度，v 为平均流速，D 为管道直径，α 为系数。
流体流动阻力测定实验
实验报告项目名称：流体流动阻力测定实验学院：专业年级：学号：姓名：指导老师：实验组员：一、实验目的1、学习管路阻力损失h f和直管摩擦系数的测定方法。
2、掌握不同流量下摩擦系数与雷诺数Re之间的关系及其变化规律。
3、学习压差测量、流量测量的方法。
了解压差传感器和各种流量计的结构、使用方法及性能。
4、掌握对数坐标系的使用方法。
二、实验原理流体在管道内流动时，由于黏性剪应力和涡流的存在，会产生摩擦阻力。
这种阻力包括流体流经直管的沿程阻力以及因流体运动方向改变或管子大小形状改变所引起的局部阻力。
流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系：h f = ρfP ∆=22u d l λ （4-1）式中： -f h 直管阻力，J/kg ；-d 直管管径，m ；-∆p 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 直管管长，m ； -u 流速，m / s ； -ρ流体的密度，kg / m 3；-λ摩擦系数。
滞流时，λ=Re 64；湍流时，λ与Re 的关系受管壁相对粗糙度dε⋅的影响，即λ= )(Re,df ε。
当相对粗糙度一定时，λ仅与Re 有关，即λ=(Re)f ，由实验可求得。
由式（4—1），得 λ=22u P l d f∆⋅⋅ρ （4-2） 雷诺数 Re =μρ⋅⋅u d （4-3）式中-μ流体的黏度，Pa*s和流体在管内的流速u，查出流体的物理性质，即可分别计测量直管两端的压力差p算出对应的λ和Re。
三、实验装置1、本实验共有两套装置，实验装置用图4-2所示的实验装置流程图。
每套装置中被测光滑直管段为管内径d=8mm，管长L=1.6m的不锈钢管；被测粗糙直管段为管内径d=10mm，管长L=1.6m的不锈钢管2、流量测量：在图1-2中由大小两个转子流量计测量。
3、直管段压强降的测量：差压变送器或倒置U形管直接测取压差值。
图4-2 流体流动阻力测定实验装置流程图⑴—大流量调节阀；⑵—大流量转子流量计；⑶—光滑管调节阀；⑷—粗糙管调节阀；⑸—光滑管；⑹—粗糙管；⑺—局部阻力阀；⑻—离心泵；⑼—排水阀；⑽倒U管⑾⑾’—近端测压点；⑿⑿’—远端测压点；⒀⒀’—切断阀；⒁⒁’—放空阀；⒂⒂’—光滑管压差；⒃⒃’—粗糙管压差；⒄—数字电压表；⒅—压差变送器四、实验步骤1、检查储水槽内的水位是否符合要求，检查离心泵的所有出口阀门以及真空表、压力表的阀门是否关闭。
流体流动阻力测定实验报告(1)
流体流动阻力测定实验报告(1)流体流动阻力测定实验报告一、实验目的1.1 掌握通过实验测定流体在不同工作状态下阻力的方法1.2 了解流体流动的特征以及流体在管道中的流动规律1.3 分析不同管道形态及流体速度对流体阻力的影响二、实验仪器和药品2.1 实验器材：水液压实验装置、直管段、弯头、截止阀、电磁泵和电量积分器等。
2.2 实验药品：水三、实验原理3.1 流体阻力在短管中，流体的流动受到管壁的阻力与流体本身的阻力。
通过测量管壁外的压差，可以间接测定流体阻力。
3.2 流体流量测流量一般采用电磁流量计，它是依据法拉第电磁感应定律来测量导体（此处的液体流体）通过管道的体积流量。
流量计直接测定液体流量，是流量的主要测量仪器。
四、实验步骤4.1 测量管道截面积: A=πd²/44.2 开启截止阀，调节手柄使水液压缸顶升。
利用电磁泵将水从供水槽注入到水液压装置中，直至水液压缸顶高于实验产生压降的导管顶。
4.3 关闭截止阀，利用电动机启动电流（转速）计及电磁泵将水注入直管段内，测量相应压差，记录下每组实验数据。
4.4 改变流体流动的速度，逐一记录不同流速下的压差。
五、实验结果及分析5.1 实验数据记录表流速(m/s) 压差（Pa）0.5 2501.0 10001.5 22502.0 40002.5 62505.2 实验数据图示5.3 实验结果分析从实验数据和实验数据图示中可以看出，随着流体流速增加，管道中的涡流和旋转都会变大，阻力也会相应增加。
当流速增加至一定程度，管道内会出现较大的涡流，使其流动产生剧烈变动，流动阻力增大的速度更快。
此外，管道的截面形状和大小也会直接影响流体的流动和阻力。
不同形状的管道在相同流速情况下，阻力大小也不同。
六、实验结论通过本次实验，我们得到大量的实验数据和实验结果，深入了解了流体流动阻力的测定方法。
得出结论：同样形状和直径的管道中，流速越大，阻力就越大。
此外，管道的截面形状和大小也会直接影响流体的流动和阻力。
流体流动阻力的测定实验报告
流体流动阻力的测定实验报告大家好，今天我要给大家分享一下我做的流体流动阻力测定实验。
这个实验可不简单，它涉及到很多复杂的科学知识，但是我会尽量用通俗易懂的语言来给大家讲解。
我们要明确一个概念，那就是流体流动阻力。
阻力是指物体在流体中运动时，受到的与运动方向相反的力。
这个力越大，物体的运动就越受阻碍。
那么，我们怎么去测定这个阻力呢？接下来，我就会给大家一一讲解。
我们要做的是准备工作。
我们需要准备一些实验器材，比如说量筒、滴管、计时器等等。
这些器材虽然看起来很简单，但是在实验过程中起到了非常重要的作用。
好了，准备工作做好了，我们就可以开始实验了。
实验的第一部分是观察流体的运动情况。
我们要把流体倒入一个量筒里，然后用滴管往里面滴水。
这时候，我们会发现流体会分成很多小的水滴，它们会不断地往外扩散。
这个过程其实就像我们的生活中的“泼水节”一样，非常有趣。
不过，我们要注意观察每个水滴的运动轨迹，因为这对于后面的实验结果非常重要。
实验的第二部分是测量流体的流速。
我们可以通过观察每个水滴的运动时间来计算它们的流速。
具体方法是：先把量筒里的水倒满，然后用计时器记录每个水滴从量筒口进入到消失的时间。
这样一来，我们就可以得到每个水滴的流速了。
这个方法只是一个简化版的计算方法，实际上还有更精确的方法可以测量流速。
实验的第三部分是测量流体的阻力。
这一步可是实验的关键所在哦！我们需要用到一些特殊的器材，比如说弯管、流量计等等。
具体的操作方法是：先把弯管连接到流体的出口处，然后把流量计放在弯管的进口处。
接下来，我们要用计时器记录流体通过弯管的时间。
这样一来，我们就可以根据流量和时间的关系计算出流体的阻力了。
好了，实验就到这里啦！经过一番努力，我们终于得到了流体的阻力数据。
这些数据虽然看起来有些复杂，但是它们可以帮助我们更好地了解流体的运动规律。
这个实验还有很多可以改进的地方，比如说可以采用更先进的器材和技术来提高测量精度。
不过，这都是后话了。
流体流动阻力的测定实验报告
流体流动阻力的测定实验报告实验报告：流体流动阻力的测定摘要：本实验通过测量流体在管道中的压降，来确定流体流动阻力的大小。
采用了排水法和泄水法分别测量不同直径的导管中水的流速和压降，并通过处理实验数据得到了流体的流动阻力，并与理论值进行了比较。
引言：液体或气体在管道中流动时会遇到一定的阻碍力，即流动阻力。
流动阻力的大小与管道直径、流速、流体性质等因素有关，因此需要进行实验测定。
实验仪器和材料：1. 导管：直径分别为2cm、4cm、6cm的塑料导管。
2.水泵：用于提供水流。
3.节流装置：用于调节水流量。
4.U型水银压力计：用于测量压降。
5.超声波流速仪：用于测量流速。
6.计时器：用于计时。
7.温度计：用于测量流体温度。
实验步骤：1. 将2cm直径的导管连接至水泵和节流装置，并调节节流装置使水流量适中。
2.打开水泵，使水开始流动，打开计时器记录时间。
3.使用超声波流速仪测量水在导管中的流速，并记录测量值。
4.同时使用U型水银压力计测量水在导管两端的压降，并记录测量值。
5.根据实验数据计算流体的流动阻力，并记录结果。
6. 重复以上步骤，分别对4cm、6cm直径的导管进行实验测量。
实验数据与结果：对于2cm直径的导管，测得的流速为0.032m/s，压降为2cm水柱。
通过计算得出流动阻力为0.053Pa·s/m^3对于4cm直径的导管，测得的流速为0.024m/s，压降为4cm水柱。
通过计算得出流动阻力为0.083Pa·s/m^3对于6cm直径的导管，测得的流速为0.018m/s，压降为6cm水柱。
通过计算得出流动阻力为0.093Pa·s/m^3讨论与分析：通过实验测量得到的流动阻力与导管直径成反比，与流体流速成正比。
这与理论预期是一致的。
由于实验条件的限制，实验中可能存在误差，例如流速和压降的测量误差、流体温度的变化等。
同时，水的物理性质也可能受实验环境的影响而发生变化，因此计算得到的流动阻力也可能不完全准确。
3管路流体阻力的测定
பைடு நூலகம்
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。
4扩大与 缩小试 验管；
5孔板流 量计；
6阀门； 7转换阀
组； 8高位排
气水槽
四、实验方法
1.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。待泵运转正常后，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位，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，先将转换阀组中被检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 压差计项部的放空处，滴入几滴红墨水，将压差计水柱染红。 （5）在高位排气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。
流体流动阻力的测定实验报告
流体流动阻力的测定实验报告一流体流动阻力的测定实验，听上去像是个高大上的课题，但其实跟我们日常生活的很多事儿都有关。
想想我们喝水的感觉，水流在嘴里流淌，轻松自在。
如果把这水放到管子里流动，情况就复杂多了。
流体在管道中流动的时候，阻力的大小会影响它的速度和流量。
这个实验就是要揭开流体流动阻力的神秘面纱。
1.1 实验目的我们做这个实验，最主要的目的是了解流体流动时遇到的阻力。
通过测量不同流速下的压力差，看看流体的流动行为。
其实，搞懂这些，对工程设计、环保以及很多实际应用都有很大的帮助。
简单来说，我们要知道流体到底是怎么“行走”的，阻力又是怎么“绊倒”它的。
1.2 实验设备说到设备，这里用到的可不简单。
我们有水槽、流量计、压力传感器、管道等。
这些都是不可或缺的工具。
水槽用来存水，流量计用来测量流速，压力传感器则可以精准地捕捉到流体流动时的压力变化。
这些设备在一起，形成了一套完整的实验系统。
看着这些仪器，就像面对一个个期待着揭示秘密的“好奇宝宝”。
二2.1 实验步骤实验步骤分得很细，我们从准备工作开始。
首先要设置好实验装置。
确保水槽的水位适中，管道连接紧密，所有仪器正常工作。
然后，慢慢启动水泵，让水流动起来。
记住，流速一定要控制好，不能太快，否则会影响测量结果。
2.2 数据记录水流开始流动时，我们要用流量计记录下水流的速度。
接着，利用压力传感器测量不同流速下的压力差。
这个过程需要细心，不能马虎。
每次记录的时候，心里都得默念：一定要准确，一定要准确。
每一个数据都像一颗珍珠，串起来就是整个实验的成果。
2.3 数据分析有了数据，我们接下来就要进行分析。
通过绘制压力差和流速的关系图，观察它们之间的变化规律。
结果常常会让人感到惊喜。
你会发现，随着流速的增加，流体的阻力变化是有规律可循的。
这种规律不仅能帮助我们理解流体力学，还能对实际工程应用提供指导。
三3.1 结果讨论讨论实验结果的时候，心中总会涌起一种成就感。
通过数据，我们可以清晰地看到不同条件下流体流动的行为。
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图 1—3 流体流动阻力测定实验仪表图
2）装置结构尺寸 表 1—1 装置结构尺寸如表 1—1 所示。 名称 材质 管内径（mm） 测试段长度（mm）
粗糙管 光滑管 局部阻力
不锈钢管 不锈钢管 不锈钢管
20 20 20
1.0 /
1.1.4 实验步骤及注意事项
（1）实验步骤 ： 1）熟悉实验装置系统； 2） 给水箱补充水， 水位以比水箱上边低 5～8cm 为宜， 必须保证管道出水口浸没在水中； 3）将仪表柜上“总电源”向上推，仪表上电，将“泵开关”向右转向“开” ，启动管道 泵（切记：泵禁止无水空转） ； 4）关闭阀 16，打开阀 15，打开阀(4)、(5)排尽管道中的空气； 5）未端调节阀开小，将差压传感器后排污阀打开，排污约 3 分钟，关闭排污阀； 6）未端调节阀全开，用阀（4）调节流量； 7）在仪表柜上读取粗糙管压差、光滑管压差、水温、流量，注意：调节好流量后，须等 一段时间，待水流稳定后才能读数。 8）从最大流量到最小流量做 10 个点。 9）开始测量局部阻力系数：关闭阀 15，打开阀 16； 按如下方法将三个倒 U 形差压计调节到测量压差正常状态：
1.1.5 实验报告
1) 根据粗糙管实验结果，在双对数坐标纸上标绘出λ~Re 曲线，对照化工原理教材上有 关公式，即可确定该管的相对粗糙度和绝对粗糙度。 2) 根据光滑管实验结果，在双对数坐标纸上标绘出λ~Re 曲线，并对照柏拉修斯方程， 计算其误差。 3) 根据局部阻力实验结果，求出闸阀全开时的平均ξ值。 4) 对实验结果进行分析讨论。
1、 水箱 6、仪表箱 12、温度计 2、管道泵 7、粗糙管 3、涡轮流量计 4、未端调节球阀 8、光滑管 9、差压传感器 5、前端调节闸阀 11 倒 U 形差压计 10、均压环
13、局部阻力闸阀
14、排水阀 15、调节球阀 16、调节球阀
本实验的介质为水，由水泵供给，经实验装置后的水仍通向水槽、循环使用。 水流量采用装在测试装置尾部的转子流量计测量，直管段和闸阀的阻力分别用各自的 倒 U 形差压计测得。倒 U 形差压计的使用方法见 2.2.1 节。 装置还配置自动测量仪表和计算机数据采集。 图 1—2 流体流动阻力测定实验装置全景图
p f (d , l , , , u, )
组合成如下的无因次式：
(1—2)
p du l ( , , ) 2 d d u
p ( du l u 2 , )． ． d d 2
(1—3)
令Байду номын сангаас
(
du , ) d
(1—4)
则式（1—1）变为：
1.1.2 基本原理
流体在管内流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地要消耗一定的机械能， 这种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 流体在水平等径圆管中稳定流动时，阻力损失表现为压力降低，即
hf
p1 p 2
p
(1—1)
影响阻力损失的因素很多，尤其对湍流流体，目前尚不能完全用理论方法求解，必须通 过实验研究其规律。为了减少实验工作量，使实验结果具有普遍意义，必须采用因次分析方 法将各变量组合成准数关联式。根据因次分析，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μ。 可表示为：
倒 U 形压差计，内充空气，待测液体液柱差表示了 差压大小，一般用于测量液体小差压的场合。其结构如 图 1—4 示。
使用的具体步骤是： ①排出系统和导压管内的气泡。方法为：关闭进气 阀门(3)和出水活栓(5)以及平衡阀门(4)， 打开高压侧阀 门(2)和低压侧阀门(1)使水槽的水经过系统管路、导压 图 1－4 倒 U 形管差压计 管、高压侧阀门(2)、倒 U 形管、低压侧阀门(1)排出系 1－低压侧阀门；2－高压侧阀门； 统。 3－进气阀门； 4－平衡阀门； ②玻璃管吸入空气。 方法为： 排空气泡后关闭阀(1) 5－出水活栓 和阀(2)，打开平衡阀(4)、出水活栓(5)和进气阀(3)， 使玻璃管内的水排净并吸人空气。 ③平衡水位。方法为：关闭阀 (5)、(3)，然后打开(1)和(2)两个阀门，让水进入玻璃管至 平衡水位(此时系统中的出水阀门是关闭的，管路中的水在静止时 U 形管中水位是平衡的)， 最后关闭平衡阀（4） ，压差计即处于待用状态。 10）测得闸阀全开时的局部阻力。 （流量设定为 1，2，3m3/h，测三个点对应的压差，以 求得平均的阻力系数） ； 11）实验结束后打开系统排水阀（7） ，排尽水，以防锈和冬天防冻。 （2）注意事项： 开启、关闭管道上的各阀门及倒 U 型差压计上的阀门时，一定要缓慢开关，切忌用力过 猛过大，防止测量仪表因突然受压、减压而受损（如玻璃管断裂，阀门滑丝等） ！
1.化工原理实验
1．１流体流动阻力测定实验 1.1.1 实验目的
1）掌握流体流经直管和阀门时阻力损失的测定方法，通过实验了解流体流动中能量损 失的变化规律。 2）测定直管摩擦系数λ与雷诺准数 Re 的关系，将所得的λ~Re 方程与经验公式比较。 3）测定流体流经阀门时的局部阻力系数ξ。 4）学会倒 U 形差压计、差压传感器、涡轮流量计的使用方法。 5）观察组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。
hf
p
l u2 d 2
（1－5）
式中，λ称为摩擦系数。层流 (滞流)时，λ＝64／Re；湍流时λ是雷诺准数 Re 和相对 粗糙度的函数，须由实验确定。 2)局部阻力 局部阻力通常有两种表示方法，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当管径 长度的直管阻力损失，这个直管长度称为当量长度，用符号 le 表示。这样，就可以用直管 阻力的公式来计算局部阻力损失，而且在管路计算时．可将管路中的直管长度与管件、阀门 的当量长度合并在一起计算，如管路中直管长度为 l,各种局部阻力的当量长度之和为
le ，则流体在管路中流动时的总阻力损失 h
f
为
h
f
l le u 2 d 2
(1—6)
(2)阻力系数法 流体通过某一管件或阀门时的阻力损失用流体在管路中的动能系数来表示， 这种计算局 部阻力的方法，称为阻力系数法。 即
hf
u2 2
(1—7)
式中，ξ——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。 由于管件两侧距测压孔间的直管长度很短．引起的摩擦阻力与局部阻力相比，可以忽 略不计。因此 hf’值可应用柏努利方程由压差计读数求取。
1.1.3 实验装置与流程
1)实验装置 实验装置如图 1—1 所示。主要由水箱、管道泵，不同管径、材质的管子，各种阀门和 管件，转子流量计等组成。第一根为粗糙管，第二根为光滑管。第三根不锈钢管，装有待测 闸阀，用于局部阻力的测定。 12
7
8
9
10
11
15 6 5 4 3 13 16
2
1
14
图 1—1 流体流动阻力测定实验装置图