沿程阻力损失系数表
沿程阻力损失系数表
沿程阻力系数表
在模型图中可以找到沿管道的阻力系数，即λ、re和K/D的关系曲线，这是液压系统中常用的。K是管内壁的绝对粗糙度。 管道沿线水头损失计算：H=λ（L/D）[v^2/（2G）] 对于管内层流：λ=64/re（雷诺数re=VD/ν） 圆管粗糙过渡区：1/√（λ）=-2*LG[K/（3.7d）+2.51/re√（λ）] 对于管的湍流粗糙区：1/√（λ）=-2*LG[K/（3.7d）]也可用作λ=0.11（K/D）^0.25还有许多经验公式： 例如，钢管和铸铁管的Shevlev公式为：过渡粗糙区（V<1.2m/s）：λ=（0.0179/D^0.3）*（1+0.867/V）^0.3；阻力平方面积（V>=1.2m/s）：λ=0.21/D^0.3 摩擦阻力：流体流经一定直径的直管时，由于流体的内摩擦而产生阻力。电阻与距离的长度成正比。 简介
在计算管道沿程阻力损失（直管阻力）的公式中，λ-摩擦系数与雷诺数Re和壁面粗糙度ε有关，可以通过实验测量或计算。 层流 如何确定一个通道的阻力系数 对于层流，可以从理论上严格推断。 在工程中，湍流的确定有两种方法：一种是基于湍流半经验理论结合实验结果，另一种是直接根据实验结果综合阻力系数的经验公式。前者具有更一般的含义。 沿途阻力系数变化规律3-8计算沿途水头损失的经验公式3-3--8沿途水头损失的经验公式3-9局部水头损失3-9局部水头损失3-7沿程阻力系数的变化规律可从本章各节中了解。对于层流，沿程阻力系数的规律是已知的。到目前为止，还没有一个沿程阻力系数的理论公式。为了探索沿程阻力系数的变化规律，尼古拉斯进行了一系列实验研究，揭示了沿途水头损失的规律。下面介绍这一重要的实验研究成果。1尼古拉斯试验条件。
沿程阻力 中国石油大学(华东)流体力学实验报告
实验七、沿程阻力实验 一、实验目的填空 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的关系曲线； 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 在图1-7-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称 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——文秋利流量计；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1-7-1 管流综合实验装置流程图 三、实验原理在横线正确写出以下公式 本实验所用的管路是水平放置且等直径，因此利用能量方程式可推得管路两点间的沿程水头
损失计算公式： 2 2f L v h D g 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 ——实验管内径，m ； g ——重力加速度（g=9.8 m/s 2）； v ——管内平均流速，m/s ； h f ——沿程水头损失，由压差计测定。 由式（1-7-1）可以得到沿程阻力系数λ的表达式： 2 2f h D g L v λ= （1-7-2） 沿程阻力系数λ在层流时只与雷诺数有关，而在紊流时则与雷诺数、管壁粗糙度有关。 当实验管路粗糙度保持不变时，可得出该管的λ-Re 的关系曲线。 四、实验要求 填空 1．有关常数 实验装置编号：No. 7 管路直径：D = 1.58 cm ； 水的温度：T = 13.4 ℃； 水的密度：ρ= 0.999348g/cm 3； 动力粘度系数：μ= 1.19004 mPa ?s ； 运动粘度系数：ν= 0.011908 cm 2/s ； 两测点之间的距离：L = 500 cm
沿程阻力系数测定1
深圳大学实验报告 课程名称 : 水力学 实验项目名称 : 沿程阻力系数测定 学院 : 土木工程学院 专业 : 土木工程 指导教师 : 序号报告人学号班级组别组长 2 3 4 5 实验时间 : 提交时间 :
一、实验目的 1、测定流体在等直圆中流动不同雷诺数Re 时的沿程阻力系数λ，并确定它们之间的关系。 2、了解流体在道中流动时能量损失的测量计算方法。 二、实验原理 流体在管道中流动时，由于流体的粘性作用产生阻力，阻力表现为流体的能量损失。当对L 长度两断面列能量方程式时，可以求得L 长度上的沿程水头损失： f h f = P 1+2P γ =h 2-1h =△h [m] 根据达西公式：= h λL d ·V 2 2g [m] 实验测得△h （=h ?）,再测量出流体的流量Q ，并计算出管道断面的平均流速V ，即可求得沿程阻力系数λ： f h d ·2 g V 2 L = λ 式中：d — 试验管内径 [m]2 g — 重力加速度 [m/s] 三、实验装置（见图1） 实验台主要由二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，可用压差板测出管路实验长度L 上的沿程损失；管路的流量测量采用体积法测量。
利用水泵将储水箱中的水打入试验管路，经稳流箱稳定水流，再通过出水阀门控制出水流量。通过计量水箱返回储水箱。 压差板 实验管 图 1回水管 计量水箱 供水箱 稳压水箱 四、实验操作 1、实验前的准备 （1）熟悉实验装置的结构及其流程。 （2）启动水泵，调整上水阀，使稳压水箱有适量溢流，并排除压差板上测压玻璃管中的空气，移动滑尺，即可读取数据。 （3）测试水温。 2、测录数据 （1）调节出水阀门，使压差计的压差指示△h约为20㎜左右，以这个压差为第一个试验点，并记录相应的水流流量Q。 （2）逐次开大出水阀门的开度，测读相应的压差值△h?和流量Q。建议做6～
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2 22422?? ? ??==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γ 2 1P 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2 202 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2 4Q v D π= ； 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 vD ν = ；计算沿程阻力系数：层流164Re λ= ；紊流0.25 20.316R 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（52 1110,15.113/D mm K cm s ==）
沿程阻力的实验报告
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 ——实验管内径，m ； g ——重力加速度（g=9.8 m/s 2）； v ——管内平均流速，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
管道沿程损失实验(总)
实验三 管道沿程损失实验 实验类型：验证性实验 学 时: 2 适用对象：热能与动力工程专业、建筑环境与设备工程专业、环境工程专业、测控技术与仪器专业 一、实验目的 1、通过实验理解和掌握管道沿程损失的计算方法； 2、了解沿程损失的影响因素。 二、实验要求 1、掌握管道沿程损失系数与雷诺数和管壁相对粗糙度间的定性和定量关系； 2、学会用三角堰测量流量的方法和波纹管差压计的使用方法。 三、实验原理 1、沿程损失的表达式 流体沿等直径管道流动时，将产生沿程损失f h ，f h 与管长L 、管内径d 、管壁当量粗糙度?、平均流速υ、流体密度ρ、动力粘度μ及流态间存在一个复杂的函数关系。 根据相似原理分析，f h 可表示如下： 2f Re,2L h f d d g υ?? ?= ??? 令 Re, f d λ?? ?= ??? 则 g d L h 22 f υλ= （3-1） 式中 λ——沿程损失系数。 2、沿程损失的测量原理 沿程损失f h 由实验方法求得。在水平实验管道的两个测点处，取I-I 和II-II 两个缓变流截面，以管道中心线为基准面，则管内不可压缩定常流动在两缓变流面间的伯努利方程为： f 2 2 22211122h g g p z g g p z +++=++ υρυρ （3-2） 由于管道水平放置，故上式中，z 1=z 2；同时因实验管道为等直径圆管，所以有g g 222 2 2 1υυ= 。 因此，式（3-2）可改写为： g p p h ρ2 1f -= （3-3）
式中 ()12p p -——两缓变流截面间的压强差（Pa ），由波纹管差压计测得。 实验管道内的平均流速υ由三角堰所测流量及管道内径计算求得： 2 4πV q d υ= （3-4） 实验管道两测点间的长度L 和管道内径d 均已知，因此，可求出该管道在某一工况下 的沿程损失系数： 2 f 2υ λL gdh = （3-5） 通过调节实验管道上流量调节阀的开度可改变管道内流体的平均流速υ，从而可测得不同Re 数下的沿程损失系数。 3、沿程损失的变化规律 沿程损失f h 服从以下四种不同的规律： （1）层流区 沿程损失f h 与平均流速成一次方关系，λ可按下式计算： Re 64 = λ ， 2300Re < （3-6） （2）紊流水力光滑管区 沿程损失f h 与平均流速的1.75次方成正比，λ可按下面的经验公式计算： 25 .03164.0Re = λ ，5 400010Re << （3-7） 0.237 0.2210.0032Re λ=+ ，56 10310Re <
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 2 212lg 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 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 。这样高速的有压管流在实际工程中非常少见。而泄洪洞的当量粗糙度可达(1～9)mm ，洞径一般为（2～3）m ，过流速往往在(5～10)m/s 以上，其e R 大于710，故一般均处于阻力平方区。 沿管道的阻力系数可以在模型图中找到，即λ，re和K / D的关系曲线，通常在液压系统中可用。K是管内壁的绝对粗糙度。 沿管道的水头损失的计算：H =λ（L / D）[v ^ 2 /（2G）] 对于管道层流：λ= 64 / re（雷诺数Re = VD /ν） 对于圆管的粗过渡区：1 /√（λ）=-2 * LG [K /（3.7d）+ 2.51 / re√（λ）] 对于圆管的湍流粗糙区域：1 /√（λ）=-2 * LG [K /（3.7d）]也可以用作λ= 0.11（K / D）^ 0.25 也有许多经验公式： 例如，钢管和铸铁管的舍夫列夫公式为：过渡粗糙区（V <1.2m / s）：λ=（0.0179 / D ^ 0.3）*（1 + 0.867 / V）^ 0.3；电阻平方面积（V> = 1.2m / s）：λ= 0.21 / D ^ 0.3摩擦阻力：当流体流过一定直径的直管时，由于流体的内摩擦而产生阻力。电阻与距离的长度成正比。 简单的介绍 在用于计算沿管道的电阻损耗（直管电阻）的公式中，λ-摩擦系数与雷诺数Re和壁粗糙度ε有关，可以通过实验测量或计算。 层流 一路电阻系数的确定方法 对于层流，可以严格从理论推论得出。 在工程中，湍流是通过以下两种方式确定的：一种是基于湍流的半经验理论并结合实验结果，另一种是直接基于实验结果来合成阻力系数的经验公式。前者具有更普遍的意义。 沿程阻力系数的变化规律3-8 计算沿程水头损失的经验公式3 3--8 8 计算沿程水头损失的经验公式3-9 局部水头损失3 3--9 9 局部水头损失3-7 沿程阻力系数的变化规律由本章各节可知，沿程阻力系数的规律，除了层流已知外，对于紊流到目前为止，尚没有沿程阻力系数的理论公式。尼古拉孜为了探求沿程阻力系数的规律，进行了一系列试验研究，揭示了沿程水头损失的规律。下面介绍这一重要的试验研究成果。 实验报告中国石油大学（华东）工程流体力学 成绩：实验日期： 姓名：教师：班级：学号： 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 管流综合实验装置流程图7-1 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： 2vL （1-7-1 ） ?H ?? f Dg 2 式中 λ——沿程阻力系数； L ——实验管段两端面之间的距离，m ； D ——实验管内径，m ； 2）；g=9.8 m/s g ——重力加速度（ v ——管内平均流速，m/s ； h ——沿程水头损失（由压差计测定），m 。 f 由式（1-7-1）可以得到沿程阻力系数λ的表达式： hD f ???2g （1-7-2 ） 2Lv 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 D T 2? 10?1.58= 20.0 管路直径：℃；= m ；水的温度： 3?-3?? 1.055?10s=； ；动力粘度系数： Pa:水的密度 = 998.23 kg/m 2?L 6?101.?007= 5 m 两测点之间的距离：/s ；运 动粘度系数：= m 2．实验数据记录及处理见表7-1和表7-2 实验名称 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 ； V —— 阀门 ； K —— 局部阻力实验管路 图7-1 管流综合实验装置流程图 中国石油大学 工程流体力学 实验报告 实验日期： 2011年11月21日 成绩： 班级： 学号: 姓名 教师： 同组者： 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： g D L h f 22 υ λ ? = 由上式可以得到沿程阻力系数的表达式为： 2 2υ λf h 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。 2、实验点分配尽量合理，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。 六、数据处理 1、有关常数 实验装置编号：No. 3 管路直径： D = 1.58 x10-2 m ； 水的温度： T = 19.9 ℃； 水的密度： ρ= 998.62 kg/m 3； 动力粘度系数： μ= 1.0075x10-3 Pa ?s ； 运动粘度系数： ν = 1.0093x10-6 m 2/s ； 两测点之间的距离：L = 5 m 沿程水头损失实验 一、实验目的要求 ～lgu曲线； １．加深了解园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 ２．掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用气—水压差计及电测仪测量压差的方法； ３．将测得的Ｒe～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。 自循环沿程水头损头实验装置简图 1. 自循环高压恒定全自动供水器 2. 实验台 3. 回水管 4. 水压差计 5. 测压计 6. 实验管道 7. 电子量测仪 8. 滑动测量尺 9. 测压点10. 实验流量调节阀11. 供水管及供水阀12. 旁通 管及旁通阀13. 调压筒 二、 由达西公式 得（） 另由能量方程对水平等直径园管可得 （） 压差可用压差计或电测。对于多管式水银压差有下列关系： （） 式中，、分别为水银和水的容重；为汞柱总差。 三、实验方法与步骤 准备Ⅰ：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及旁通阀１２是否已关闭。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（标志于蓄水箱）。 准备Ⅱ：启动水泵。本供水装置采用的是自动水泵，接通电源，全开阀12，打开供水阀11，水泵自动开启供水。 准备Ⅲ：调通量测系统。 １.夹紧水压计止水夹，打开出水阀10和进水阀11（逆钟向），关闭旁通阀12（顺钟向），启动水泵排除管道中的气体。 ２.全开阀12，关闭阀10，松开水压计止水夹，并旋松水压计之旋塞Ｆ1，排除水压计中的气体。随后，关阀11，开阀10，使水压计的液面降至标尺零指示附近，即旋紧Ｆ1。再次开启阀11并立即关闭阀10，稍候片刻检查水压计是否齐平，如不平则需重调。 ３.水压计齐平时，则可旋开电测仪排气旋扭，对电测仪的连接水管通水、排气，并将电测仪调至“０００”显示。 ４.实验装置通水排气后，即可进行实验测量。在阀12、阀11全开的前提下，逐次开大出水阀10，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；测流时间不小于８～１０秒；测流量的同时，需测记水压计(或电测仪）、温度计（温度表应挂在水箱中）等读数： 层流段：应在水压计△h ～２０mm Ｈ2Ｏ（夏季）［△h ～３０mm Ｈ2Ｏ（冬季）］量程范围内， 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、实验装置 本实验采用管流实验装置(见图1-7-1)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—— 文丘里流量计 ； F2—— 孔板流量计 ；F3—— 电磁流量计 ； 中国石油大学 工程流体力学 实验报告 实验日期： 2011年4月26日 成绩： 班级： 石工09-2班 学号: 0 姓名 教师： 同组者： V —— 阀门 ； K —— 局部阻力实验管路 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,因此利用能量方程式可以推导出管路两点间的沿程水头损失计算公式为： (1-7-1) 式中: λ---沿程阻力系数； L---实验管路两端面之间的距离,m ； D---试验管内径，m ； g---重力加速度（g=9.8m/s 2）； ν---管内平均流速，m/s ； h f ---沿程水头损失（由压差计测定），m 。 由上式可以得到沿程阻力系数的表达式为： 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，须排气（为防止汞发生外泄，应在老师的指导下进行）。 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。带水流稳定后，记录压差计读数，同时用测体积法测流量。（当压差为5-7 cm 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。 2 2f L h D g υλ=? 22f h D g L λυ =? 计算流体力学课程作业 作业题目：沿程损失阻力系数的FLUENT数值模拟 学生姓名：易鹏 学生学号： 专业年级：动力工程及工程热物理12级学院名称：机械与运载工程学院 2012年5月2日 沿程损失阻力系数的 FLUENT 数值模拟 一、 引言 沿程损失（pipeline friction loss ）是指管道内径不变的情况下，管内流体流过一段距离后的水头损失。其中边界对水流的阻力是产生水头损失的外因，液体的粘滞性是产生水头损失的内因，也是根 本原因。沿程能量损失的计算公式是：2f l v h =λd 2g 。其中：l 为管长，λ 为沿程损失系数，d 为管道内径，2 v 2g 为单位重力流体的动压头（速度 水头），v 为流体的运动粘度系数。粘性流体在管道中流动时，呈现出两种流动状态，管道中的流速cr v v <(cr v 为层流向湍流转变的临界流速)为层流，此时整个流场呈一簇互相平行的流线。则cr v v >时为湍流，流场中的流体质点作复杂的无规则的运动。沿程损失与流动状态有关，故计算各种流体通道的沿程损失，必须首先判别流体的流动状态。 沿程损失能量损失的计算公式由带粘性的伯努利方程 221122 12f v p v p ++z =++z +h 2g ρg 2g ρg 推出，可知，12f P -P h =ρg 其中： ——单位质量流体的动能（速度水头）。流体静止时为0。 ——单位质量流体的势能（位置水头）。 ——单位质量流体的压力能（压强水头）。 2 v 2g z p ρg 又由量纲分析的π定理，得出 2 Δp L =λ1 d ρV 2 ，计算出达西摩擦因子22Δpd λ=LρV ， 则2f L V h =λD 2g ,由于Vd Re =ν，μν=ρ，则d λ=f(Re )。 关于沿程损失最著名的是尼古拉茨在1932～ 1933年问所做的实验(右图为实验装置图)。其测得曲线如图1，从此得出了几个重要结论： 1．层流区 Re ＜2320为层流区。在该区域内，管壁的相对粗糙度对沿程损失系数没有影响。 2．过渡区 2320＜Re ＜4000为由层流向湍流的转换区，可能是层流，也可能是湍流，实验数据分散，无一定规律。 3．湍流光滑管区 4000＜Re ＜26．98（d/ε）8/7，为湍流光滑管区。勃拉修斯（p.Blasius ）1911年用解析方法证明了该区沿程损失系数与相对粗糙度无关，只与雷诺数有关，并借助量纲分析得出了4×10e3＜Re ＜10e5范围内的勃拉休斯的计算公式为 0.250.3164 Re λ= 沿程阻力系数测定实验台 实 验 指 导 书 沿程阻力系数测定实验台 实验指导书 一、实验目的 1、测定流体在等直圆中流动不同雷诺数Re 时的沿程阻力系数λ，并确定它们之间的关系。 2、了解流体在道中流动时能量损失的测量计算方法。 二、实验原理 流体在管道中流动时，由于流体的粘性作用产生阻力，阻力表现为流体的能量损失。当对L 长度两断面列能量方程式时，可以求得L 长度上的沿程水头损失： f h f =P 1+2P γ=h 2-1h = △h [m]根据达西公式：=h λL d ·V 2 2g [m] 实验测得△h （=h ?）,再测量出流体的流量Q ，并计算出管道断面的平均流速V ，即可求得沿程阻力系数λ： f h d ·2 g V 2 L =λ 式中：d — 试验管内径 [m]2 g — 重力加速度 [m/s] 三、实验装置（见图1） 实验台主要由二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，可用压差板测出管路实验长度L 上的沿程损失；管路的流量测量采用体积法测量。 利用水泵将储水箱中的水打入试验管路，经稳流箱稳定水流，再通过出水阀门控制出水流量。通过计量水箱返回储水箱。 压差板 实验管 图 1回水管 计量水箱 供水箱 稳压水箱 四、实验操作 1、实验前的准备 （1）熟悉实验装置的结构及其流程。 （2）启动水泵，调整上水阀，使稳压水箱有适量溢流，并排除压差板上测压玻璃管中的空气，移动滑尺，即可读取数据。 （3）测试水温。 2、测录数据 （1）调节出水阀门，使压差计的压差指示△h约为20㎜左右，以这个压差为第一个试验点，并记录相应的水流流量Q。 （2）逐次开大出水阀门的开度，测读相应的压差值△h?和流量Q。建议做6～10个测试点直到压差达到接近最高高度为止。 （3）本实验台可以进行不同粗细管道二组实验的测试，试验方法同上。 五、实验数据处理 沿程水头损失实验 前言： 确定沿程水头损失，首先得弄清沿程阻力系数的变化规律。1933年尼古拉兹采用不同粒径的人工粗砂粘于管道内壁模拟粗糙的方法进行了一系列管道实验，得出了管道沿程阻力系数变化的一般规律。 （1）雷诺数Re<2000 时，水流为层流，λ与Re 呈倒数关系，且λ=64/Re. （2）2000 实验六 管内沿程阻力系数测定 (一) 实验目的： 通过实验掌握管内沿程阻力的测试方法。 (二) 基本原理： 流体沿内径均匀的管道流动时，由于流体的粘性沿程水头损失f h 的大小与管长l 、管径d 、管壁粗糙度Δ、流体的平均流速V 密度ρ和粘度μ有关。跟据相似原理分析，f h 可由以下关系式表示： g V d L d R f h e f 22 ? ??? ? ? ??= (8—1) 令 ?? ? ? ? ?? =d R f e λ (8—2) 则 g V d l h f 22 ? =λ (8—3) 沿程阻力系数λ是雷诺数和管壁对粗糙度Δ/的函数，它可以由理论推导及用实验的方法获得实验曲线或经验公式求得。对于层流流动沿程阻力系数是用分析方法推导出来，并且以为实验所证实，而对于湍流流动, 沿程阻力系数的计算公式，则是人们在实验的基础上提出某些假设，经过分析和根据实验进行修正.而归纳出来的半径验公式，下面简单介绍一些常用公式： 1． 层流区： e R <232? e R 64=λ (8—4) 2.湍流光滑管区: 3 7 98.262320??? ???< 4.湍流粗糙平方阴力区: 85 .024160? ? ? ???>d R e 2 22874.1-? ? ? ?? ?+=d λ (8—7) 在教学实验条件的限制下，只能就一种特定 d ?的管道，在不同的e R 下做若干个实验点，把这些实验点 联成一条()e R f =λ曲线，这条曲线的某一段可以用一个经验公式来表达。 本实验中流速V 可由流量计测得流量后经计算而得，沿程损失f h 可用差压计测得，水平安装的管道，沿程损失水头损失与管道两端压差关系为: g p p h f ρ2 1-= (8—8) 用所求得的流速V 和沿程损失f h 及管道直径d ，管道长度L 即可求得管道沿程阻力系数λ，同时也可求出ν Vd R e = ,即可画出λ与e R 的关系曲线。 (三) 实验设备 如图8-1所示，主要由保持恒定水位的水箱，实验管段和测量Ⅰ, Ⅱ两处阻力损失的差压变送器以及测量水流量的涡轮流量计, 显示仪表等组成。 9 1-显示仪表 2-差压变送器 3.4-排气阀门 5-流量调节阀门 6-涡轮流量计 7-水泵 8-高位水箱 9-地下水池 10-地沟 11-实验管段 图8—1 沿程阻力实验 中国石油大学流体力学实验报告 实验日期： 2010-11-30 成绩： 班级： 建环08-2 学号： 08125205 姓名： 刘如舟 教师： 同组者： 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： g v D L h f 22 ?=λ 式中 λ——沿程阻力系数； L ——实验验管段两端面之间的距离，m ； D ——实验管内径，m ； g ——重力加速度（g=9.8m/2s ） v ——管内平均流速，m/s; f h ——沿程水头损失（由压差计测定），m 。 由式可以得到沿程阻力系数λ的表达式： 22v h L D g f ?=λ 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。 三、 实验步骤 1、阀门V1完全打开。一般情况下V1是开着的，检查是否开到最大即可。 2、打开阀门V10排气，排气完毕后将阀门关闭。 3、打开试验管路左、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、用户打气筒将水-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-汽压差计来读压差）。 5、逐次关小阀门V11，记录18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》得到动力粘度μ。 7、实验完毕后，依次关闭阀们V11及试验管路左、右两侧点的球形阀，并打 开两用式压差计上部的球形阀。 四、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，且在实验的过程中阀门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。 五、问题分析 1、如果将实验管安装成倾斜的，则压差计中的读数差是不是沿程水头损失 h？ f 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？ 3、当流量和实验管段长度相同时，为什么管径愈小，两端面的测压管液面差 愈大？它们间的变化规律如何？ 79 第六章 流动阻力和水头损失 学习要点：熟练地掌握水头损失的分类和计算、层流与紊流的判别及其流速分布规律；掌握流动阻力的分区划分、各个分区内沿程水头损失系数的影响因素，了解紊流脉动现象及其切应力的特征、人工加糙管道与工业管道实验结果的异同、沿程水头损失系数计算的经验公式、几种特殊的管路附件的局部水头损失系数等。 实际流体具有粘性，在通道内流动时，流体内部流层之间存在相对运动和流动阻力。流动阻力做功，使流体的一部分机械能不可逆地转化为热能而散发，从流体具有的机械能来看是一种损失。总流单位重量流体的平均机械能损失称为水头损失，只有解决了水头损失的计算问题，第四章得到的伯努利方程式才能真正用于解决实际工程问题。 第一节 水头损失及其分类 流动阻力和水头损失的规律，因流体的流动状态和流动的边界条件而异，故应对流动阻力的水头损失进行分类研究。 一、水头损失分类 流体在流动的过程中，在流动的方向、壁面的粗糙程度、过流断面的形状和尺寸均不变的均匀流段上产生的流动阻力称之为沿程阻力，或称为摩擦阻力。沿程阻力的影响造成流体流动过程中能量的损失或水头损失（习惯上用单位重量流体的损失表示）。沿程阻力均匀地分布在整个均匀流段上，与管段的长度成正比，一般用f h 表示。 另一类阻力是发生在流动边界有急变的流场中，能量的损失主要集中在该流场及附近流场，这种集中发生的能量损失或阻力称为局部阻力或局部损失，由局部阻力造成的水头损失称为局部水头损失。通常在管道的进出口、变截面管道、管道的连接处等部位，都会发生局部水头损失，一般用j h 表示。 如图6—1所示的管道流动，其中，ab ，bc 和cd 各段只有沿程阻力，ab f h 、bc f h 、cd f h 是各段的沿程水头损失，管道入口、管截面突变及阀门处产生的局部水头损失，a j h 、b j h 、和 c j h 是各处的局部水头损失。整个管道的水头损 失w h 等于各段的沿程损失和各处的局部损失的总和。 c b a c d bc ab j j j f f f j f w h h h h h h h h h +++++=+=∑∑ 二、水头损失的计算公式 1.沿程阻力损失 江 苏 大 学 实 验 报 告 系别 食品科学与工程学院 班级 食品0902 姓名 学号 实验名称：管路沿程阻力测定 一、实验目的 1、掌握流体流经管道时严惩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 = ρ f P ?=2 2 u d l λ = ρ 2 1p p -， λ= 2 2u P l d f ?? ?ρ ， Re = μ ρ ??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： 2 2 'u P h f f ξ =?= 'ρ 2 '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 ／k g 。 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=?。 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655.30（次/升），MMD 智能流量仪）。循环水泵、循环水箱、DZ15-40型自动开关、数显温度表。 2. 流程： 1..水箱 2.控制阀 3. 放空阀 4. U 形压差计 5.平衡阀 6.放空阀 7.排液阀 8.数显温度表 9.泵 10.涡轮流量计 11.取压计 12 U 形压差计 13. 闸阀 14.取压孔 四、实验步骤及注意事 1.水箱充水至80%。 2.仪表调整（涡轮流量计、MMD 智能流量仪按说明书调节）。 3.打开压差计上的平衡阀，关闭各放气阀。 5 3 11 2 7 8 10 11 14 12 13 14 4 9 1 14 5 6沿程阻力系数表
沿程阻力的实验报告
沿程阻力实验
8 沿程水头损失实验
沿程阻力实验+
沿程损失阻力系数的FLUENT数值模拟(计算流体力学作业).
沿程阻力系数测定
沿程水头损失实验
管内沿程阻力系数测定
流体力学 沿程阻力实验
沿程阻力 简便计算
化工原理管路沿程阻力测定实验报告1