圆柱绕流阻力实验(压强分布法)

3.14 圆柱绕流阻力实验(压强分布法)

一、实验目的

圆柱绕流实验是研究外流问题和形状阻力的典型实验。通过测量圆柱表面的压强分布，认识实际流体绕圆柱流动时表面压强分布规律，并与理想流体相比较，理解形状阻力产生的原因及测量、计算方法。

二、实验原理

理想流体均流对二维圆柱作无环量绕流时，圆柱表面任一点的速度分量为

0,2sin r V V V θθ∞== (1)

式中∞V 为来流速度。圆柱表面任一点的压强i p 与来流压强p ∞的关系满足伯努利方程

22

22i p V p V g g g g

θρρ∞∞+=+ (2) 式中ρ为流体密度。以压强系数P C 表达流体压强的分布 2214sin 1

2

i P p p C V θρ∞

∞?=

=? (3)

由于压强分布沿圆柱面前后对称，压强合力为零，称为达朗贝尔佯缪。

实际流体绕圆柱流动时，由于粘性得影响压强分布前后不对称；特别是当流动达到一定雷诺数后，粘性边界层在圆柱后部发生分离，形成漩涡。从分离点开始圆柱体后部的压强大致接近分离点压强，不能恢复到前部的压强，破坏了前后压强分布的对称性，形成压差阻力

D F 。由于圆柱表面的摩擦阻力相对于压差阻力小得多，可忽略不计，阻力系数可表为

20cos 1

2

D D P F C C d V A π

θθρ∞=

=∫ (4)

式中A 为圆柱的迎风特征面积，压强系数P C 由（3）式确定。实验中由多管压力计分别测量i p p ∞?和

21

2

V ρ∞ ()i m i p p g h h ρ∞∞?=? (5)

201

()2

m V k g h h ρρ∞∞=? (6) 式中i h 为测点的静压水头高，0h 来流的总压水头高，∞h 为来流的静压水头高，m ρ测压计

中液体密度，k 为测压系统损失修正系数。这样（4）式中压强系数可表为 0()

i p h h C k h h ∞

∞?=

? (7)

测定P C 后代入(4)式求出D C ，并计算圆柱阻力D F 。

三、实验设备

本实验是在多功能实验台上进行的，如下图示。气流由风管(1)送入稳压箱(2)经收缩段(3)流向试验段(4)，圆柱体(5)安装在试验段里，圆柱体轴线与来流方向垂直，表面上有一测压孔，用穿过与圆柱体相垂直的试验段壁的管子将测压孔压力引向测压计(6)。圆柱体可绕中轴转动，测压点位置角度θ由刻度盘上的指针读取。

1.风管 2稳压箱 3.收缩段 4.实验段 5.模型 6.测压管

四、实验步骤

1．调整测压计水平，将测压计中液面调到适中。将稳压箱、收缩段出口及圆柱体上测压管

分别联到多管测压计上，检查00时测压孔是否对准来流。

2．接通电源，开机。分别测出来流总压，来流静压及00时压力值。

3．依次转动圆柱体，在前半圆每隔50，后半圆每隔100读取压力值。注意来流总压和静压

有无变化，若有变化应取其平均值。 4．测试完毕停机断电。

五、数据记录

1 2 3

4 5

6

气体温度t=________0C ； 圆柱直径d=_________mm ； 运动粘度ν=________m 2/s ； 圆柱长度L=________mm ；多管测压计倾角α=______0； 损失系数k =____________； 测压计液体密度m ρ=__________N/m 3； 来流总压0h =____________mm 液体柱高；

201

()2

V k g h h ρρ∞∞=?=_______N/m 2； 来流静压∞h =____________mm 液体柱高 。 θ h i

C P C P cos θ θ

h i

C P

C P cos θ 0 0

-0 0

5 0 -5 0

10 0 -10 0

15 0 -15 0

20 0 -20 0

25 0 -25 0

30 0 -30 0

35 0 -35 0

40 0 -40 0

45 0 -45 0

50 0 -50 0

55 0 -55 0

60 0 -60 0

65 0 -65 0

70 0 -70 0

75 0 -75 0

80 0 -80 0

85 0 -85 0

90 0 -90 0

95 0 -95 0

100 0 -100 0

110 0 -110 0

120 0 -120 0

130 0 -130 0

140 0 -140 0

150 0 -150 0

160 0 -160 0

170 0 -170 0

180 0

-180 0

六、数据整理与分析

1． 根据测得数据按(12)式算出C P 及C P cos θ值来。

2． 用方格纸绘制以C P 为纵坐标θ为横坐标的C P 分布图（参考图3）。

图 3

3, 绘制以C P cos θ为纵坐标θ为横坐标的C P cos θ-----θ图（参考图4）。

4, 按图4积分代入(4)式计算C D ，亦可用已编程序直接上机计算。

5, 由图3看出C P 在θ=70 0左右达最低值而后略有回升，后半圆压强相当均匀。 6, 讨论影响绕流阻力的各种因素。

θcos p C

θ

图 4

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λ的测定方法。 2、掌握不同流量下摩擦系数λ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 = ρf P ?=2 2 u 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d ε?的影响，即λ= )(Re,d f 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= 2 2u P l d f ???ρ （4-2） 雷诺数 Re =μ ρ ??u d （4-3） 式中-μ流体的黏度，Pa*s 测量直管两端的压力差p ?和流体在管内的流速u ，查出流体的物理性质，即可分别计算出对应的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。

流体阻力实验报告

. 北京化工大学化工原理实验报告 实验名称：流体阻力实验 班级：化工11 姓名： 学号：2011011 序号： 同组人： 设备型号：流体阻力-泵联合实验装置UPRSⅢ型-第套实验日期：2013-11-4

一、实验摘要 本实验使用104实验室UPRS Ⅲ型第7套实验设备，测量了水流经不锈钢管、镀锌管、突扩管、阀门、层流管的阻力损失。确定了摩擦系数和局部阻力系数的变化规律和影响因素。该实验提供了一种测量实际管路阻力系数的方法，其结果可为管路实际应用和工艺设计提供重要的参考。 关键词：流量，压降，雷诺数，摩擦系数，局部阻力系数 二、实验目的 1、测量湍流直管道的阻力，确定摩擦阻力系数。 2、测量湍流局部管道的阻力，确定局部阻力系数。 3、测量层流直管道的阻力，确定摩擦阻力系数。 三、实验原理 1、直管道和局部管道阻力损失e f h u p gZ u p gZ h +++-++=)2()2(2 2 22211 1ρρ (1) 其中h e =0,z 1=z 2,所以测出管道上下游截面的静压能、动能，代入方程即可求得阻力。 2、根据因次分析法可得： （1）直管道阻力损失2 2 u d l h f ?=λ……(2)。其中，l 为管道长度，d 为管道内 径，u 为管内平均流速。只要测定l ，d ，u ，和λ，代入方程即可求得阻力h f 。

其中，λ的理论值计算方法为：25 .0Re 3163.0=湍流λ ； Re 64 = 层流λ。 对于水平无变径直管道，根据式（1）、（2）可得到摩擦系数的计算方法 为221) (2u l p p d ??-=ρλ测量。 （2）管道局部阻力损失2 2 1 u h f ?=ζ……（3）。其中，ζ为管道局部阻力系数， u 为平均流速（突扩管对应细管流速u 1）。将ζ和u 代入方程即可求得局部阻力h f 。 其中，ζ的理论值计算方法为：2 2 1)1(A A - =突扩管ζ ;常数截止阀=ζ；常数球阀=ζ。 对于水平放置的管件，根据式（1）、（3）可得到局部阻力系数的计算方 法为2 21) 2u p p ?-=ρζ（阀门；2 1 122 2) (2-1u p p u ρ ζ-+ =突扩管。 四、实验流程和设备

流体流动阻力的测定化工原理实验报告

北 京 化 工 大 学 实 验 报 告 课程名称： 化工原理实验 实验日期： 2008.10.29 班 级： 化工0602 姓 名：许兵兵 学 号： 200611048 同 组 人 ：汤全鑫 阮大江 阳笑天 流体流动阻力的测定 摘要 ● 测定层流状态下直管段的摩擦阻力系数（光滑管、粗糙管和层流管）。 ● 测定湍流状态不同（ε/d）条件下直管段的摩擦阻力系数（突然扩大管）。 ● 测定湍流状态下管道局部的阻力系数的局部阻力损失。 ● 本次实验数据的处理与图形的拟合利用Matlab 完成。 关键词 流体流动阻力 雷诺数 阻力系数 实验数据 Matlab 一、实验目的 1、掌握直管摩擦阻力系数的测量的一般方法； 2、测定直管的摩擦阻力系数λ以及突扩管的局部阻力系数ζ； 3、测定层流管的摩擦阻力 4、验证湍流区内λ、Re 和相对粗糙度的函数关系 5、将所得光滑管的Re -λ方程与Blasius 方程相比较。 二、实验原理 不可压缩流体（如水），在圆形直管中作稳定流动时，由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力；流体在流过突然扩大和弯头等管件时，由于流体运动的速度和方向突然发生变化，产生局部阻力。影响流体流动阻力的因素较多，在工程研究中，利用因次分析法简化实验，引入无因此数群 雷 诺 数： μρ du = Re 相对粗糙度： d ε 管路长径比： d l 可导出： 2)(Re,2u d d l p ??=?εφρ 这样，可通过实验方法直接测定直管摩擦阻力系数与压头损失之间的关系： 22u d l p H f ? ?=?=λρ

因此，通过改变流体的流速可测定出不同Re 下的摩擦阻力系数，即可得出一定相对粗糙度的管子的λ—Re 关系。 在湍流区内，λ = f（Re ，ε/ d ），对于光滑管大量实验证明，当Re 在3×103至105的范围内，λ与Re 的关系遵循Blasius 关系式，即： 25 .0Re 3163.0=λ 对于层流时的摩擦阻力系数，由哈根—泊谡叶公式和范宁公式，对比可得： Re 64=λ 局部阻力： f H =2 2 u ?ξ [J/kg] 三、装置和流程 四、操作步骤 1、启动水泵，打开光滑管路的开关阀及压降的切换阀，关闭其它管路的开关阀和切换阀； 2、排尽体系空气，使流体在管中连续流动。检验空气是否排尽的方法是看当流量为零时候U 形压差计的两液面是否水平； 3、调节倒U 型压差计阀门1、2、3、 4、5的开关，使引压管线内流体连续、液柱等高； 4、打开流量调节阀，由大到小改变10次流量（Re min ＞4000）,记录光滑管压降、孔板压降数据； 5、完成10组数据测量后，验证其中两组数据，确保无误后，关闭该组阀门； 6、测量粗糙管（10组）、突然扩大管（6组）数据时，方法及操作同上； 7、测量层流管压降时，首先连通阀门6、7、8、9、10所在任意一条回流管线，其次打开进入高位水灌的上水阀门11，关闭出口流量调节阀16； 8、当高位水灌有溢流时，打开层流管的压降切换阀，对引压管线进行排气操作； 9、打开倒U 型压差计阀门5，使液柱上升到n 型压差计示数为0的位置附近，然后关闭该阀门，检 图1 流体阻力实验装置流程图 1． 水箱 2．离心泵 3．孔板流量计 4．管路切换阀 5．测量管路 6．稳流罐 7．流量调节阀

评课记录大气压强11

《大气压强》的评课记录 葛荣清老师：这是一堂实用、有效的公开课，教学过程中非常注重引导学生如何学、如何做，目的是帮助学生学习，教学基本功扎实，教学目标非常明确，而且学案切合学生实际，课件的制作非常实用。 张艳梅老师：教师能面向全体学生，激发学生的深层思考和情感投入，鼓励学生大胆质疑、独立思考，引导学生用自己的语言阐明自己的观点和想法，真正做到把课堂交给学生，让学生成为学生的学习主人，还有一点对于大气压强这一节课的引入利用瓶吞鸡蛋，实验的改进用鹌鹑蛋来代替鸡蛋,用250毫升的长颈烧瓶来代替广口瓶,由于鹌鹑蛋大小相差不大,煮熟后蛋白质软而易挤压,一般去壳鹌鹑蛋都能与长颈烧瓶口径恰当配合,而且由于长颈烧瓶颈部较长,延长了蛋吞入瓶内过程、提高了演示效率。对于纸杯覆水实验改演示实验为分组实验，可以提高学生的动手能力。 孙立峰老师：这是一节新课改理念下的好课，在让学生感受大气压强之大时，让学生利用塑料吸盘模拟马德堡半球实验，让学生亲身感受到大气压强之大，还有利用注射器和弹簧测力计刻度尺来测量大气压强的大小，不但培养了学生的动手操作能力，还培养了学生收集数据和处理数据的能力。 张立洁老师:新的课程观认为“世界是学生的教科书”，新教材具有开放性的特点。教师能善于用教材去教，能依据课程标准，因时因地开发和利用课程资源，注重联系社会变革和学生的生活实际。能利用多媒体辅助教学，使学生融入当时的情境，为学习知识做了很好的铺垫，

但注意不能用多媒体字幕代替板书. 孙晓雷老师：教学设计思路清晰，教学实施能以实例引发学生思考讨论，引导学生积极参与课堂教学、课堂教学基本上能体现三维目标，较好达到教学目的；在介绍大气压强与沸点关系时让学生上网查找资料培养了学生自学能力和接收新信息的能力。 柳庆祥老师：语言亲切自然，有亲和力；能充分调动学生思维，学生参与欲望强烈，课堂容量大，既注重基础又注重拓展，能利用实例引导学生积极参与课堂教学，能让学生大胆发表自己的意见，课堂实施效果较好。合作探究能激发学生的创造力，有助于培养合作意识和合作技能，有利于学生之间的交流与沟通。课堂中，老师充分调动学生的合作学习精神。让学生运用学法自由组合学习小组，经过小组讨论，最后由学生汇报学习结果。整个过程都是学生自主合作探究，这不仅调动了学生的积极性、自主性，而且增强了创新的意识和团结协助的精神。 教学建议： 1、应让学生充分发表自己的意见，给学生足够的讨论时间，和动手操作时间，适当控制教学节奏。多鼓励学生，充分调动学生学习的积极；总之，在传授知识与技能的同时，也要注意过程与方法，情感态度价值观的体现。 可以给学生更充分的时间，适当控制教学节奏；

流体流动阻力实验

实验一 流体流动阻力实验 一、实验目的 1、学习直管摩擦阻力f P ?、直管摩擦系数λ的实验方法； 2、掌握不同流量下摩擦系数λ与雷诺数Re 之间的关系及其变化规律； 3、学习局部阻力的测定方法； 4、学习压强差的几种测量方法和技巧； 5、掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。 二、实验原理 1． 直管摩擦系数 与雷诺数Re 的测定 直管的摩擦阻力系数是雷诺数和相对粗糙度的函数，即)/(Re,d f ελ=，对一定的相对粗糙度而言，(Re)f =λ。 流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时，其管路阻力引起的能量损失为： ρ ρf f P P P h ?=-= 2 1 （1） 又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系（范宁公式） 2 2 u d l P h f f λρ=?= （2） 整理（1）（2）两式得 2 2u P l d f ???=ρλ （3） μ ρ ??= u d Re （4） 式中：-d 管径，m ； -?f P 直管阻力引起的压强降，Pa ； -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。 在实验装置中，直管段管长l 和管径d 都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降 f P ?与流速u （流量V ）之间的关系。 测得一系列流量下的f P ?后，根据实验数据和式（3）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ；用式（4）计算对应的Re ，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re 的关系曲线。 2. 局部阻力系数ζ的测定 2 2 'u P h f f ζρ =?= ' （5） 2'2u P f ?????? ??=ρζ （6） 式中：-ζ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 。 图3 局部阻力测量取压口布置图 局部阻力引起的压强降'f P ? 可用下面的方法测量：在一条各处直径相等的直管段上，安装待测局部阻力的阀门，在其上、下游开两对测压口a-a ’和b-b ＇，见图3，使 ab ＝bc ； a ＇b ＇＝b ＇c ＇ 则 △P f ，a b ＝△P f ，bc ； △P f ，a ＇b ＇= △P f ，b ＇c ＇

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

初中物理大气压强小实验

初中物理大气压强小实验 地球周围被厚厚的大气层包围着。著名的马德堡半球实验证明了大气是有压强的，这个压强我们把它叫做大气压强。认真的做一做下面的实验，就会体验到大气压强是确实存在的。 一、倒不满水的杯子 实验器材：玻璃杯1个细长颈玻璃瓶1个水 实验步骤： 1．将瓶子里加满水。 2．把玻璃杯倒扣在瓶口上。 3．把瓶子与玻璃杯同时倒置过来后，把玻璃杯放在水平桌面上。水从瓶中流入玻璃杯里了吗？水会从玻璃杯里溢出来吗？ 4．向上提一下瓶子，当瓶口离开玻璃杯中的水面时，瓶子中的水又会流入到杯子里一些，直到玻璃杯里的水没过瓶口时，瓶子里的水就会停止流出。（如图1所示）

实验现象：当瓶口在玻璃杯中水面的上方时，瓶子里的水就会流入到玻璃杯里，只要瓶口低于玻璃杯口边缘的高度，玻璃杯里的水就不会倒满。 现象解释：装满水的瓶子倒置时，水会从瓶子里流入到玻璃杯里，在玻璃杯里的水没过瓶口时，瓶中的水再流出，瓶内气体的压强会小于大气压强。当瓶内气体的压强与瓶内水柱的压强和等于大气压强时，瓶内的水便不再流动；当瓶口离开玻璃杯中水面时，空气由瓶口进入瓶内，瓶子里的水又会流出来，直到瓶口再次被玻璃杯内的水没过，瓶内的水又会停止流动。 二、瓶吞鸡蛋 实验器材：玻璃瓶（装酸奶用的）1个熟鸡蛋1个热水 实验步骤： 1．将熟鸡蛋的硬壳皮剥掉。 2．往玻璃瓶中加满热水，过几分钟后倒出玻璃瓶中的水。 3．瓶中的热水倒出后，迅速把剥了皮的鸡蛋放在玻璃瓶口上，使鸡蛋竖直，并用手稍微压一下鸡蛋，让瓶口吸住鸡蛋后松开压鸡蛋的手，这时鸡蛋就会压实在瓶口上。（如图2（1）所示） 4．一会儿鸡蛋就会挤入瓶口中，再过几分钟的时间，鸡蛋就会挤入瓶子中，落到瓶底。（如图2（2）～（6）所示）

实验一流体流动阻力的测定

. 化学实验教学中心 实验报告 化学测量与计算实验Ⅱ 实验名称：流体流动阻力的测定 学生姓名：学号： 院（系）：年级：级班 指导教师：研究生助教： 实验日期： 2017.05.26 交报告日期： 2017.06.02

一、实验目的 1.学习直管摩擦阻力、直管摩擦系数的测定方法； 2.掌握直管摩擦阻力系数与雷诺数和相对粗糙度之间的关系及其变化规律； 3.掌握局部阻力的测量方法； 4.学习压强差的几种测量方法和技巧； 5.掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。 二、实验原理 化工管路是由直管和各种管阀件组合构成的，流体通过管内流动必定存在阻力。因此，在进行管路设计和流体机械造型时，阻力大小是一个十分重要的参数。流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。 1.直管摩擦阻力系数与雷诺数的测定 流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。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，对水平等径管道，它们之间存在如下关系： （1-1） （1-2） （1-3） 式中，为直管阻力引起的压头损失，；为管径，；为直管阻力引起的压强降，； 为管长，；为流速，；为流体密度，；为流体的粘度，。 直管摩擦阻力系数与雷诺数之间的关系，一般可以用曲线来表示。在实验装置中，直管段长度与管径都已经固定。若水温一定，则水的密度和粘度也是定值。所以本实验实质上是测定直 管段流体阻力引起的压强降与流速（流量V）之间的关系。根据实验数据以及式（1-2）可以计算出不同流速下的直管摩擦系数，用式（1-3）计算对应的，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出两者的关系曲线。

流体阻力实验报告

化工原理实验报告 实验名称：流体流动阻力测定 班级： 学号： 姓名： 同组人： 实验日期：

流体阻力实验 一、摘要 通过测定不同阀门开度下的流体流量v q ，以及测定已知长度l 和管径d 的光滑直管和粗糙直管间的压差p ?，根据公式22u l p d ρλ?=，其中ρ为实验温度下流体的密度；流 体流速2 4d q u v π= ，以及雷诺数μ ρdu =Re （μ为实验温度下流体粘度），得出湍流区光滑直管和粗糙直管在不同Re 下的λ值，通过作Re -λ双对数坐标图，可以得出两者的关系曲线，以及和光滑管遵循的Blasius 关系式比较关系，并验证了湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度ε/d 的函数。由公式2 22 1 21p u u ρζ ?+ =- 可求出突然扩大管的局 部阻力系数，以及由Re 64=λ求出层流时的摩擦阻力系数λ，再和雷诺数Re 作图得出层 流管Re -λ关系曲线。 关键词：摩擦阻力系数 局部阻力系数 雷诺数Re 相对粗糙度ε/d 二、实验目的 1、掌握测定流体流动阻力实验的一般试验方法； 2、测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管的局部阻力系数ζ； 3、测定层流管的摩擦阻力系数λ； 4、验证湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度ε/d 的函数； 5、将所得光滑管的λ-Re 方程与Blasius 方程相比较。 三、实验原理 1、直管阻力损失函数：f （h f ，ρ，μ， l ，d ，ε, u ）=0 应用量纲分析法寻找hf （ΔP /ρ）与各影响因素间的关系 1）影响因素 物性：ρ，μ 设备：l ，d ，ε 操作：u （p,Z ） 2）量纲分析 ρ[ML -3]，μ[ML -1 T -1]，l [L] ，d [L]，ε[L]，u [LT -1]，h f [L 2 T -2] 3）选基本变量（独立，含M ，L ，T ） d ，u ，ρ（l ，u ，ρ等组合也可以） 4）无量纲化非基本变量 μ：π1＝μρa u b d c [M 0L 0T 0] =[ML -1 T -1][ML -3]a [LT -1]b [L]c ? a=-1,b=-1,c=-1 变换形式后得：π1＝ρud /μ l:π2＝l/d ε:π3＝ε/dh f :π4＝h f /u 2 5）原函数无量纲化

流体阻力实验报告

北京化工大学化工原理实验报告 实验名称：流体流动阻力测定 班级：化工10 学号：2010 姓名： 同组人： 实验日期：2012.10.10

流体阻力实验 一、摘要 通过测定不同阀门开度下的流体流量v q ，以及测定已知长度l 和管径d 的光滑直管和粗糙直管间的压差p ?，根据公式2 2u l p d ρλ?=，其中ρ为实验温度下流体的密度；流体流速 24d q u v π= ，以及雷诺数μ ρdu =Re （μ为实验温度下流体粘度），得出湍流区光滑直管和粗糙直管在不同Re 下的λ值，通过作Re -λ双对数坐标图，可以得出两者的关系曲线，以及和光滑管遵循的Blasius 关系式比较关系，并验证了湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度ε/d 的函数。由公式2 22 1 21p u u ρζ?+ =- 可求出突然扩大管的局部阻力系数，以及由 Re 64= λ求出层流时的摩擦阻力系数λ，再和雷诺数Re 作图得出层流管Re -λ关系曲线。 关键词：摩擦阻力系数 局部阻力系数 雷诺数Re 相对粗糙度ε/d 二、实验目的 1、掌握测定流体流动阻力实验的一般试验方法； 2、测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管的局部阻力系数ζ； 3、测定层流管的摩擦阻力系数λ； 4、验证湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺数Re 和相对粗糙度ε/d 的函数； 5、将所得光滑管的λ-Re 方程与Blasius 方程相比较。 三、实验原理 1、直管阻力损失函数：f （h f ，ρ，μ， l ，d ，ε, u ）=0 应用量纲分析法寻找hf （ΔP /ρ）与各影响因素间的关系 1）影响因素 物性：ρ，μ 设备：l ，d ，ε 操作：u （p,Z ）

流体流动阻力的测定

实验名称：流体流动阻力的测定 一、实验目的及任务： 1.掌握测定流体流动阻力实验的一般方法。 2.测定直管的摩擦阻力系数及突然扩大管的局部阻力系数。 3.验证湍流区内摩擦阻力系数为雷诺数和相对粗糙度的函数。 4.将所得光滑管的方程与Blasius方程相比较。 二、实验原理： 流体输送的管路由直管和阀门、弯头、流量计等部件组成。由于粘性和涡流作用，流体在输送过程中会有机械能损失。这些能量损失包括流体流经直管时的直管阻力和流经管道部件时的局部阻力，统称为流体流动阻力。 1.根据机械能衡算方程，测量不可压缩流体直管或局部的阻力 如果管道无变径，没有外加能量，无论水平或倾斜放置，上式可简化为： Δp为截面1到2之间直管段的虚拟压强差，即单位体积流体的总势能差，通过压差传感器直接测量得到。 2.流体流动阻力与流体性质、流道的几何尺寸以及流动状态有关，可表示为： 由量纲分析可以得到四个无量纲数群： 欧拉数，雷诺数，相对粗糙度和长径比

从而有 取，可得摩擦系数与阻力损失之间的关系： 从而得到实验中摩擦系数的计算式 当流体在管径为d的圆形管中流动时，选取两个截面，用压差传感器测出两个截面的静压差，即可求出流体的流动阻力。根据伯努利方程摩擦系数与静压差的关系，可以求出摩擦系数。改变流速可测得不同Re下的λ，可以求出某一相对粗糙度下的λ-Re关系。 在湍流区内摩擦系数，对于光滑管（水力学光滑），大量实验证明，Re 在氛围内，λ与Re的关系遵循Blasius关系式，即 对于粗糙管，λ与Re的关系以图来表示。 3.对局部阻力，可用局部阻力系数法表示： 对于扩大和缩小的直管，式中的流速按照细管的流速来计算。 对一段突然扩大的圆直管，局部阻力远大于其直管阻力。由忽略直管阻力时的伯努利方程 可以得到局部阻力系数的计算式： 式中，、分别为细管和粗管中的平均流速，为2,1截面的压差。 突然扩大管的理论计算式为：ζ（），、分别为细管和粗管的流通

(完整版)测量大气压强的实验精选题

测量大气压强的实验 1．（1）在托里拆利实验中，在大气压为760mm水银柱的房间里做托里拆利实验，测出管内水银柱的高度为755mm，可能的因为是． A．玻璃管太长了 B．玻璃管放斜了 C．管内水银面上方进入少量空气 D．玻璃管比较粗 （2）在托里拆利实验中，如果将玻璃管由竖直变为倾斜，则 A．水银柱长度增大，高度升高B．水银柱长度不变，高度降低 C．水银柱长度减小，高度减小D．水银柱长度增加，高度不变 （3）关于托里拆利实验，下面说法中正确的是． A．玻璃管内径越大，管内、外水银面高度差越小 B．往水银槽内多倒些水银，管内、外水银面高度差减小 C．玻璃管顶端突然破了一个小孔，水银会向上喷出 D．把760mm水银柱产生的压强称为一个标准大气压． 2．在测定大气压的实验中，因缺少大量程的弹簧测力计，小明设计并进行了如下的实验． ①将蘸水的塑料挂钩吸盘按压在光滑水平的玻璃板上，挤出塑料吸盘内空气，测出吸盘的直径为d； ②将装有适量细砂的小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上； ③用小勺轻轻向小桶内加沙，直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板，用天平测出这时小桶和沙的质量为m．请完成下列问题： （1）蘸水的目的是． （2）吸盘脱离玻璃板时，若不计塑料挂钩的质量，空气对塑料吸盘的压力大小是：，测得大气压数值的表达式是：p大气压=．（写出最终的化简结果） （3）实验中误差产生的主要原因是（写出一条即可）：

3．（2017春?西城区校级月考）某物理探究小组用注射器、量程足够大的弹簧测力计、刻度尺取测大气压的值．主要实验步骤如下： ①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔； ②用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，水平向右慢慢拉动注射器筒， ③如图所示，当注射器的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计的示数F（即大气对活塞的压力）；读取注射器的容积V； ④用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L． （1）大气压力等于弹簧测力计示数的原理是． （2）活塞的横截面积S= ．（用题目中的字母表示） （3）计算大气压强的表达式为p=．（用题目中的字母表示） （4）如果注射器漏气会导致所测量的大气压值．（选填“偏小”或“偏大”） 4、如图所示，小宁用轻质吸盘等器材估测大气压的大小，她设计的实验方案如下： A．记录弹簧测力计的示数为F． B．将蘸水的塑料吸盘放在光滑玻璃板上，用力挤压吸盘． C．用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉，直到吸盘脱离玻璃板面． D．测出吸盘与玻璃板接触面的直径D． E．计算出大气压的大小p． （1）小宁由于疏忽，将前三项的顺序写颠倒了，正确的顺序应为． （2）实验中将蘸水的吸盘放在光滑玻璃板上，用力挤压吸盘的目的是尽量将吸盘内的空气排干净．（3）要测出大气压的大小，你认为实验中所选吸盘的面积应尽量．（选填“大一些”或“小一些”）． （4）实验中计算大气压的表达式是P= （用测得的物理量表示） （5）小宁通过实验测出的大气压值与标准大气压值相差很大，她分析了以下原因：

大气压强教学设计教案

《大气压强》教学设计 【教学设计思想】 1．初中生的认识感性多于理性，学习的动力和热情大多来自他们的兴趣；而物理教学又以实验为基础，实验几乎始终伴随着整个教学过程，所以，实际教学中，在注重知识逻辑的同时，应重视学生的个人经验和心理特点，把学生对生活中物理现象的认识与掌握物理知识结合起来，加强学生的直接经验和亲身体验。 2．在教学中，按照“体验→思考→分析→探究→应用”的思路逐一展开，让学生通过实验，体验大气压的存在，讨论大气压的特点，应用大气压知识解决实际问题，以及探究测量大气压的方法。 3．在教学中，不仅要关注学生“知道什么”，更要关注学生“怎样才能知道”，所以，能动手做的实验就让学生自己动手做，给学生亲近感和真实感，多媒体仅起到穿针引线的作用。 【教学目标】 1．知识与技能： ·知道大气有压强；

·知道大气压数值的测量方法以及估测方法。 2．过程与方法： ·体验大气压强的存在； ·探究测量大气压强的方法； ·联系实际，培养学生观察、思考和分析问题的能力，应用知识解决简单问题的能力。 3．情感态度价值观： ·培养学生动手和积极探究的精神； ·认识大气压的存在与变化对人类生活的影响。 【教学用具】 矿泉水瓶1个，玻璃杯1个，玻璃管1根，烧杯1个，水槽1个，量筒1只，吸盘1个，乒乓球1只，硬纸片1块，水适量，弹簧测力计1只，注射器1只，细尼龙线若干，刻度尺1把；多媒体。 【教学重点】 1．了解测量大气压的方法； 2．知道大气压对人类生活的影响。

【教学难点】 1．设计多种方法证明大气压的存在； 2．测量大气压大小的方法。 【教学方法】 自学与指导，实验与讨论相结合的综合启发式。 【教学流程】 1．引入：从生活走向物理。 （投影并解说）我们生活在大气“海洋”底层，其中，有许多看似意外却是真实的现象或故事在发生着：患有关节炎的人会在阴雨天（气压明显变化）感到疼痛；生活在高原处的人知道水加热到80℃左右就沸腾了…… 实验演示：将矿泉水瓶装满水后把一个乒乓球放在瓶口，请同学们猜测瓶子倒过来后会发生什么现象 [说明：抓住学生好奇的心理特点，用直观的教学方法，让学生对生活中与大气压有关的现象产生浓厚的兴趣] 2．怎样知道大气有压强

化工原理实验~流体流动阻力系数的测定实验报告

流体流动阻力系数的测定实验报告 一、实验目的: 1、掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法。 2、测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管与阀门的局部阻力系数ξ。 3、验证湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺系数Re与相对粗糙度的函数。 4、将所得光滑管的λ—Re方程与Blasius方程相比较。 二、实验器材: 流体阻力实验装置一套 三、实验原理: 1、直管摩擦阻力 不可压缩流体(如水),在圆形直管中做稳定流动时,由于黏性与涡流的作用产生摩擦阻力;流体在流过突然扩大、弯头等管件时,由于流体运动的速度与方向突然变化,产 生局部阻力。影响流体阻力的因素较多,在工程上通常采用量纲分析方法简化实验,得 到在一定条件下具有普遍意义的结果,其方法如下。 流体流动阻力与流体的性质,流体流经处的几何尺寸以及流动状态有关,可表示为 △P=f (d, l, u,ρ,μ,ε) 引入下列无量纲数群。 雷诺数Re=duρ/μ 相对粗糙度ε/ d 管子长径比l / d 从而得到 △P/(ρu2)=ψ(duρ/μ,ε/ d, l / d) 令λ=φ(Re,ε/ d) △P/ρ=(l / d)φ(Re,ε/ d)u2/2 可得摩擦阻力系数与压头损失之间的关系,这种关系可用试验方法直接测定。 h f=△P/ρ=λ(l / d)u2/2 ——直管阻力,J/kg 式中,h f l——被测管长,m d——被测管内径,m u——平均流速,m/s λ——摩擦阻力系数。 当流体在一管径为d的圆形管中流动时,选取两个截面,用U形压差计测出这两个截面间的静压强差,即为流体流过两截面间的流动阻力。根据伯努利方程找出静压强差 与摩擦阻力系数的关系式,即可求出摩擦阻力系数。改变流速可测出不同Re下的摩擦 阻力系数,这样就可得出某一相对粗糙度下管子的λ—Re关系。 (1)、湍流区的摩擦阻力系数 在湍流区内λ=f(Re,ε/d)。对于光滑管,大量实验证明,当Re在3×103~105范围内,λ与Re的关系遵循Blasius关系式,即λ=0、3163 / Re0、25 对于粗糙管,λ与Re的关系均以图来表示。 2、局部阻力

大气压强教案

《大气压强》教案 湖北省襄樊市建昌子校张利民 【教材简析】： “大气压强”是初中物理（人教版）第一册第十章第一节的内容，它主要讲述有关大气压强的初步知识，既是前一章液体压强知识的延续拓展，又是后一章中学习流体压强和高中学习气体性质的基础，本章的其余三节内容都是以“大气压强”作为中心内容展开深化的。在教材中，这节课有着承上启下的作用。 这节课的重点是理解大气压强的存在，会用大气压强解释简单的现象，难点是用水银做托里拆利实验测出大气压值的原因。 大气压强虽然很大，身体却感觉不出来，但是人们生活中许多常见的现象又都与大气压强有关。教学中可设法让学生亲自感受到大气压的存在，再利用知识的迁移来学习大气压，同时尝试着解释常见的大气压现象。这样能利于学生对大气压的理解，还能深刻体会到物理就在身边，物理知识有用，学习是快乐的。初三下学期，能保护延续学生对物理的兴趣也是很重要的。 托里拆利实验的原理很难理解，而水银有毒，最好不演示，如果只靠画图讲解，枯燥乏味学生根本听不懂，可以借助多媒体教学手段，既能看到实验的全过程，增加了可信度，又直观、形象，易于接受，且能调动学生兴趣，可利用“暂停”键让学生仔细观察实验步骤，同时把难点知识分成若干个小问题，分步提问，层层引导，个个击破，从而突破难点。 本节课可主要采用“导、辅、训”三位一体的教学方法。 【学情分析】： 初二学生经过一个多学期的物理学习，对这门学科有了简单的了解，物理观察、实验、分析和概括能力已初步形成，也亲身体验到了物理知识与人们生活、生产的密切联系，对物理有了一定的兴趣和强烈的求知欲。他们希望教师能满足他们对新知识的好奇、渴求，希望在老师的引导下获得锻炼及施展自己能力的机会，同时更希望品尝到成功学习的快乐。教学中应注意设计好问题，引导学生的同时保护学生的学习兴趣，激发学生探索新知识的勇气，教会他们发现问题、提出问题及解决问题的方法，真正让学生成为探究式学习的主角。

流体流动阻力测定实验报告

《实践创新基础》报告 姓名： 班级学号： 指导教师： 日期： 成绩： 南京工业大学化学工程与工艺专业

实验名称:流体流动阻力测定实验 一、实验目的 1 测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数λ与雷诺数Re的关系，将测得的λ~Re曲线与由经验公式描出的曲线比较； 2 测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数ξ 3 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 4 学会倒U形差压计 1151差压传感器 Pt温度传感器和转子流量计的使用方法 5 观察组成管路的各种管件阀门，并了解其作用。 6 掌握化工原理实验软件库的使用 二、实验装置流程示意图及实验流程简述 来自高位水槽的水从进水阀1首先流经光滑管11上游的均压环，均压环分别与光滑管的倒U形压差计和1151压差传感器15的一端相连，光滑管11下游的均压环也分别与倒U 形压差计和1151压差传感器的另一端相连。 当球阀3关闭且球阀2开启时，光滑管的水进入粗糙管12，粗糙管上下游的均压环分别同时与粗糙管的倒U形压差计和1151压差传感器的两端相连。当球阀5关闭时，从粗糙管下来的水流经铂电阻温度传感器18，然后经流量调节阀6及流量计16后，排入地沟。 当球阀2关闭且球阀3打开时，从光滑管来的水就流入装有闸阀4的不锈钢管13，闸阀两端的均压环分别与一倒U形压差计的两端相连，最后水流经流量计，再排入地沟。

三、简述实验操作步骤及安全注意事项 1 操作步骤 （1）排管路中的气泡。 打开阀1、2、3、6，排除管路中的气泡，直至流量计中的水不含气泡为至，然后关闭阀6。 （2）1151压差传感器排气及调零。 排除两个1151压差传感器内气泡时，只要打开压差传感器下面的考克7、8、9、10，当软管内水无气泡时，排气结束，此过程可反复多次，直至无气泡为至。 压差传感器排气结束后，用螺丝刀调节压差传感器背后Z旋扭，使相应的仪表数字显示在0左右，压差传感器即可进入实验状态。 （3）U形压差计内及它们连接管内的气泡的排除。 关闭倒U形压差计上方的放空阀，打开U形压差计下方的排水考克，再打开U形压差计下方与软管相连的左右阀，关闭左右阀中间的平衡阀，直到玻璃管中水不出现气泡，然后关闭U形压差计下方与软管相连的左右阀，打开上方的放空阀和下方的排水考克，令玻璃管内水位下降到适当高度，再打开左右阀中间的平衡阀，倒U形压差计两玻璃管内的水位会相平，否则重复上过排汽过程，直至两玻璃管内的水位相平。 测定光滑管直管阻力、粗糙管直管阻力、局部阻力的三个倒U形压差计的排气方法相同，再此不再一一介绍。特别注意的是，实验过程不能碰撞玻璃管，以免断裂。 （4）直管阻力的测定。 打开阀2，关闭阀3，调节阀6，流量从2m3 /h开始，分别记录相应的光滑管及粗糙管的倒U形压差计两玻璃管内的指示剂高度差，流量每次增加1 m3/h, 直至最大流量。在测量过程应密切注意转子流量计中的流量变化，因为四套实验装置的水流量会相互干扰。（5）局部阻力的测定。 关闭阀2，排开阀3，调即阀6，取三个不同的流量，如2、3、4m3/h,记录相应指示剂高度差。水温可在最后测，测一次即可。 2 注意事项 开关阀门时，一定要缓慢开关，以防止仪表受损。 四、实验装置的主要设备仪器一览表

实验一 流体流动阻力测定实验

4.1 流体流动阻力测定实验 一、实验目的 ⒈学习直管摩擦阻力△P f 、直管摩擦系数λ的测定方法。 ⒉掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。 ⒊掌握局部阻力的测量方法。 ⒋学习压强差的几种测量方法和技巧。 ⒌掌握双对数坐标系的使用方法。 二、实验内容 ⒈测定实验管路（光滑管和粗糙管）内流体流动的阻力和直管摩擦系数λ。 ⒉测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系曲线。 ⒊在本实验压差测量范围内，测量阀门的局部阻力系数。 三、实验原理 ⒈直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的测定 流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。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 = ρf P ?=22 u d l λ （4-1） λ=22u P l d f ???ρ （4-2） Re = μρ??u d （4-3） 式中：-d 管径，m ； -?f P 直管阻力引起的压强降，Pa ； -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。 直管摩擦系数λ与雷诺数Re 之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。在实验装置中，直管段管长l 和管径d 都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△P f 与流速u （流量V ）之间的关系。 根据实验数据和式（1-2）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ，用式（1-3）计算对应的Re ，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re 的关系曲线。 ⒉局部阻力系数ζ的测定 22 'u P h f f ζρ=?=' （4-4）

有关大气压强的几个趣味小实验

有关大气压强的几个趣味小实验 1、自动喝水的杯子 【实验目的】 观察封闭容器中的燃烧使容器中气压变小。 【实验内容与现象】 取一个浅盘子，一个玻璃杯，一张不大的薄纸和火柴。把盘子放到桌上，盘内装入少量水。将纸点燃并迅速塞入玻璃杯内，再马上将杯口向下倒扣在盘中(图)。随着火灭烟生，杯子像一个干渴得冒烟的喉咙，把盘内的水“喝”得一干二净，而且进入杯内的水不会再流出来。如果把一枚硬币事先放入盘内的水底，那么，此时你可以不湿手指地将它取出来。当然，扣杯子时注意杯口不能把这个硬币罩住。注意，放入盘内的水不能太多，否则这个杯子可能喝不完盘内的水。

2、水在倒置烧杯里上升 【实验目的】 观察倒置空杯里水的上升，学习气压或大气压。 【实验步骤】 参看图 (1)在一个大烧杯中放入约110毫升的色水，并将它们放到三角加热台上。 (2)对大烧杯加热，同时将一小烧杯倒置于大烧杯中。 (3)使杯中的水至少沸腾一分钟，注意观察气泡的走向与小烧杯是否倾斜翻倒。 (4)把两个烧杯一起移走，并将火盖灭。 (5)在烧杯冷却过程中，观察两烧杯中水的运动。 【现象解释】 在水煮沸的过程中，液态水转化为水蒸汽。在倒置的烧杯中生成的水蒸汽占据了烧杯中的空气的位置。水沸腾的时间越长，生成的水蒸汽越多。冷却的过程是蒸汽冷凝的过程。蒸汽又冷却变成水时，小烧杯内部的压强减小。所以小烧杯外部的水被外部较高的大气压推进倒置的小烧杯中。为缩短实验时间，可用一些冷水滴在小烧杯上，使小烧杯中的水上升。加热时间足够长，水可以完全充满小烧杯。

3、利用自行车气筒测量大气压强 【实验目的】 用气筒近似测定大气压强。 【实验内容与要求】 取一个自行车打气筒，先把打气筒的活塞完全推到底部，然后把气筒的出气口涂上厚油脂使它被密封。在气筒的手柄中心处固定一个挂钩，利用它可以吊挂重物。拿住打气筒的筒壁，使气筒倒置。逐渐增加挂钩上所挂重物的重量，记下打气筒的活塞开始慢慢匀速下落时所挂重物的重量G。测量打气筒气管的内径，计算出打气筒活塞端部的面积S。 为了简便，可用砝码作重物。测量内径时需要事先拆开气筒的一端。 4、空气压扁罐头盒 【实验目的】 观察大气把空罐头盒压扁。 【实验内容、现象与解释】 从一个可口可乐的空易拉罐的小口，向罐里注入1／4罐水。把它放在酒精灯上加热，直到水沸腾。在水蒸汽出现以后，稍待一会儿再停止加热。用干布垫着拿起罐头盒，将它横着放到事先备好的一盆冷水上，使它的侧面有1／3左右浸入冷水。随着一个声音的发出，可看到罐头盒的侧面向内塌陷。其原因是：当水沸腾后，水蒸汽已将罐头盒中的空气排挤出去了；冷却时水蒸汽又冷凝成水，致使罐头盒内的压强由于气体质量的迅速减小而较大地小于外部的大气压，从而使罐头盒受到向内的压力。为了防止把罐放倒时烫着手，最好用铁丝在易拉罐上口处绕制一个把手。

流体流动阻力的测定实验

流体流动阻力的测定实验 一、实验内容 1.测定流体在特定的材质和ξ/d 的直管中流动时的阻力摩擦系数λ，并确定λ和Re 之间的关系。 2.测定流体通过阀门时的局部阻力系数。 二、实验目的 1．解测定流体流动阻力摩擦系数的工程定义，掌握测定流体阻力的实验组织方法。 2．测定流体流经直管的摩擦阻力和流经管件或阀门的局部阻力，确定直管阻力摩擦系数与雷诺数之间的关系。 3．熟悉压差计和流量计的使用方法。 4．认识组成管路系统的各部件、阀门并了解其作用。 三、实验原理 流体通过由直管和阀门组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定的机械能。流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。流体通过阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。 1.直管阻力 流体流动过程是一个多参数过程，)(ερμ、、、、、u l d f h f =。由因次分析法，从诸多影响流体流动的因素中组合流体流经管件时的阻力损失可用下式表示： ?? ????ξμρ=ρ?d ,du ,d l F u P 2 λ=Ψ（Re ，ε/d ） 雷诺准数μ ρdu e = R ;2 2 u d l P h f ??=?=λρ 只要找出λ、ξ就可计算出流体在管道内流动时的能量损失。 g P Hg )R(ρρ-=?

易知，直管摩擦系数λ仅与Re 和 d ε 有关。因此，只要在实验室规模的装置 上，用水做实验物系，进行试验，确定λ与Re 和 d ε 的关系，然后计算画图即可。 2.局部阻力 局部阻力可以用当量长度法或局部阻力系数法来表示，本实验用局部阻力系数法来表示，即流体通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 来表示，用公式表示： 2 2 u P h f ξρ=?= 一般情况下，由于管件和阀门的材料及加工精度不完全相同，每一制造厂及每一批产品的阻力系数是不尽相同的。 四、实验设计 由 22 u d l h f ??=λ和2 2u h f ξ=知，当实验装置确定后，只要改变管路中流体流速u 及流量V ，测定相应的直管阻力压差ΔP 1和局部阻力压差ΔP 2，就能通过计算得到一系列的λ和ξ的值以及相应的Re 的值， 【原始数据】在实验中，我们要测的原始数据有流量V ，用来计算直管阻力压差ΔP 1和局部阻力压差ΔP 2的U 型压差计的左右两边水银柱高度，流体的温度t （据此确定ρ和μ），还有管路的直径d 和直管长度l 。 【测量点】在直管段两端和局部两端各设一对测压点，分别测定ΔP 1 和ΔP 2 ，还要在管路中配置一个流量和温度测试点。 【测试方法】温度用温度计测定，流量我们用涡轮流量计来测定，则 Ｑ=f/ξ 其中，f 表示涡轮流量计的转子频率，其值由数显仪表显示；ξ为涡轮流量计的仪表系数；Q 为流量，单位L/s 。 五、实验装置流程及说明 主要设备和部件：离心泵，循环水箱，涡轮流量计，阀门，直管及管件，玻