管路阻力的测定

管路阻力的测定

一 实验目的

1. 学习管路阻力损失h f ,管路摩擦系数λ及管件、阀门的局部阻力系数ζ的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识；

2. 测定直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系，验证在一般湍流区内λ与Re 的关系曲线。

3. 测定管件、阀门的局部阻力系数ζ。

4. 学会倒U 形压差计和涡轮流量计的使用方法。

5. 识辨组成管路的各种管件、阀门，了解其作用。

二 实验原理

流体通过由直管、管件和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流的存在，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. 直管阻力摩擦系数λ的测定。

流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：

2

12

2

f

f p p p l u

h d λ

ρρ?-=

== （3-1）

即，2

2

22f f

dh d p lu

lu

λρ?=

=

（3-2）

式中：λ——只管阻力摩擦系数，无因次；d ——直管内径，m ；

ΔP f ——流体流经l 米直管的压力降，Pa ；l ——直管长度，m ； H f ——单位质量流体流经l 米直管的机械能损失，J/kg ；

u ——流体在管内流动的平均流速，m/s ；ρ——流体密度，kg/m 3. 层流时，64R e

λ=

（3-3） R e du ρ

μ

=

（3-4）

式中：Re ——雷诺准数，无因次；μ——流体粘度，kg/(m.s). 湍流时λ是雷诺准数Re 和相对粗糙度（ε/d ）的函数，须由实验确定。 由式（3-2）可知，欲测定λ，需确定L 、d ，测定ΔP f 、u 、ρ、μ等参数。L 、d 为装置参数，ρ、μ通过测定流体温度，再查有关手册而得，u 通过测定流

体流量，再由管径计算得到。

例如本装置采用涡轮流量计测流量V （m 3/h ）。

2

900V u d

π=

（3-5）

ΔP f 可用U 型管、倒置U 型管、测压直管等液柱压差计测定，或采用差压变送器和二次仪表显示。

（1） 当采用倒置U 型管液柱压差计时，

f p gR

ρ?= （3-6）

式中：R ——水柱高度，m 。

（2） 当采用U 型管液柱压差计时，

0()f p gR ρρ?=- （3-7）

式中：R ——液柱高度，m ；ρ0——指示液密度，kg/m 3。

根据实验装置结构参数L 、d ，指示液密度ρ0，流体温度t 0，及实验室时测定的流量V 、液柱压差计的读数R ，通过式（3-5）、（3-6）或（3-7）、（3-4）和（3-2）求取R e 和λ，再将R e 和λ标绘在双对数坐标图上。

2. 局部阻力系数ξ的测定。

局部阻力损失通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。本实验采用阻力系数法。

阻力系数法：流体通过某一管件或阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数，局部阻力的这种计算方法，称为阻力系数法。即：

2

''2

f

f p u

h g ξ

ρ?=

= （3-8）

故 2

2'f

p gu

ξρ?=

（3-9）

式中：ξ——局部阻力系数，无因次；ΔP ’f ——局部阻力压强降，Pa ；

ρ——流体密度，kg/m 3； g ——重力加速度，9.81m/s 2； 根据连接管件或阀门两端管径中小管的直径d ，指示液密度ρ0，流体温度t 0，及实验室时测定的流量V 、液柱压差计的读数R ，通过式（3-5）、（3-6）或（3-7）、（3-9）求取管件或阀门的局部阻力系数ξ。

三、实验装置与流程

1. 实验装置

实验装置LB201D如图3-1所示

1- 离心泵；2-进口压力变送器；3-铂热电阻（测量水温）；4-出口压力变送器；5-电器仪表控制箱；6-均压环；7-粗糙管；8-光滑管（离心泵实验中充当离心泵管路）；9-局部阻力管；10-管路选择球阀；11-涡轮流量计；12-局部阻力管上的闸阀；13-电动调节阀；14-差压变送器；15-水箱

图3-1 管路阻力实验装置流程示意图

实验对象部分是由贮水箱，离心泵，不同管径、材质的水管，各种阀门、管件，涡轮流量计和倒U型压差计等所组成的。管路部分有三段并联的长直管，分别为用于测点局部阻力系数，光滑管直管阻力系数和粗糙管直管阻力系数。测定局部阻力部分使用不锈钢管，其上装有待测管管件（闸阀）；光滑管直管阻力的测定同样使用内壁光滑的不锈钢管，而粗糙管直管阻力的测定对象为管道内壁较粗糙的镀锌管。

水的流量使用涡轮流量计测量，管路和管件的阻力采用差压变送器将差压信号传递给无纸记录仪。

2.装置参数

装置参数如表3-1所示。由于管子的材质存在批次的差异，所以可能会产生管径的不同，所以表3-1中的管内径只能作为参考。

表3-1 管路阻力实验装置参数表

四实验步骤

1泵启动：首先对水箱进行灌水，然后关闭出口阀，打开总电源和仪表开关，启动水泵，待电机转动平稳后，把出口阀缓缓开到最大。

2 实验管路选择：选择实验管路，把对应的进口阀打开，并在出口阀最大开度下，保持全流量流动5-10min

3 流量调节：通过离心泵变频器调节管路流量，让流量从1到4m3/H范围内变化，建议每次实验变化0.5m3/h左右。每次改变流量，待流动到达稳定后，记下对应的压差值，自控状态，流量控制界面设定流量值或设定电动调节阀开度，待流量稳定记录相关数据即可。

4 计算：装置确定时，根据?p和u的实验测定值，可计算入和，在等温条件下，

雷诺数Re=duρ/μ=Au，其中A为常数，因此只要调节管路流量，即可得到一系列入~Re曲线。

5 实验结束：关闭出口阀，关闭水泵和仪表电源，清理装置。

五、实验数据分析

实验日期：2010.12.02 实验人员：黄子珊学号：200830600507

直管基本参数：光滑管径20.0mm 光滑管长度100cm 光滑管材质不锈钢管粗糙管径21.0mm 粗糙管长度100cm 粗糙管材质镀锌铁管局部阻力（闸阀）：管径20.0mm 开度100%

表3—2 管路阻力实验原始数据及其处理

2．计算过程举例

1）直管阻力摩擦系数λ的测定 通过查阅有关数据水在25℃的物性为：.5kg/m3, u=90.27kg/(m ·s); 由实验数据可得，U=

=

m/s

hf=0.41J/kg

λ=0.021178

当流体为滞流或层流时，Re=19428.82

2）局部阻力系数ξ的测定

管路的局部压降等于管道总压降减去光滑管压降，即：

由hf’==ξ得ξ=0.154953

3．根据粗糙管实验结果，在双对数坐标纸上标绘制曲线得：

lgRe～lgλ曲线

4．根据光滑管实验结果，对照布拉修斯方程，计算其误差。

对光滑管实验结果使用布拉修斯方程λ=计算结果如下表：

5．根据局部阻力实验结果，在双对数坐标纸上标绘实测的ξ～Re曲线。求出闸阀一定开度时的平均ξ值。

ξ～Re曲线

6．对实验现象和实验结果进行分析讨论。

（1）由λ－Re曲线图可知,在一定的范围内，随着Re的增大, 摩擦系数λ随之减小。当Re在28000左右时，λ变成平缓下降。

（2）由ζ-Re曲线图可知，随着Re的增大,阻力系数ζ先减少,后稍有上升,

再平缓下降。此图与书本上的图相比，大概趋势不太相同，可能又是压力没有平衡好导致读数产生误差，从而引起实验误差。

六、思考题

1.在对装置做排气时，是否一定要关闭流程尾部的出口阀？为什么？

答：应该关闭。应为这样可以把管道中的气泡全部排出。

2.如何检测管路中的空气已经被排除干净？

答：在流动测定中气体在管路中，对流动的压力测量产生偏差，在实验中一定要排出气体，让流体在管路中流动，这样流体的流动测定才能准确。当流出的液体无气泡是就可以证明空气已经排干净了。

3.以水做介质所测得的λ～Re关系能否适用于其他流体？如何应用？

答：可以用于牛顿流体的类比，牛顿流体的本构关系一致。应该是类似平行的曲线，但雷诺数本身并不是十分准确，建议取中间段曲线，不要用两边端数据。雷诺数本身只与速度，粘度和管径一次相关，不同流体的粘度可以查表。

4.在不同设备上（包括不同管径），不同水温下测定的λ～Re数据能否关联在同一条曲线上？

答: 一次改变一个变量，是可以关联出曲线的，一次改变多个变量时不可以的。另外，不要奢望可以做出一个多项式之类的好的曲线，这是不可 2.一次改变一个变量，是可以关联出曲线的，一次改变多个变量时不可以的。

5.如果测哑口、孔边缘有毛刺或安装不垂直，对静压的测量有何影响？

答：没有影响.静压是流体内部分子运动造成的.表现的形式是流体的位能.是上液面和下液面的垂直高度差.只要静压一定.高度差就一定.如果用弹簧压力表测量压力是一样的.所以没有影响.

6.将实验曲线与教材上相应曲线比较。分析其误差及误差产生的原因。

答：λ－Re曲线图可知,在一定的范围内，随着Re的增大, 摩擦系数λ随之减小，当Re在28000左右时，λ变成平缓下降；ζ-Re曲线图可知，随着Re 的增大,阻力系数ζ先减少,后稍有上升,再平缓下降。两者可能是由于压力没有平衡好导致读数产生误差，从而引起实验误差。

管道阻力

一、实验目的与要求 ,管路摩擦系数λ及管件、阀门的局部阻力系数ζ 1. 学习管路阻力损失h f 的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识； 2. 测定直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系，验证在一般湍流区内λ与Re 的关系曲线。 3. 测定管件、阀门的局部阻力系数ζ。 4. 学会倒U形压差计和涡轮流量计的使用方法。 5. 识辨组成管路的各种管件、阀门，了解其作用。 二、仪器设备 实验装置LB201D如图1所示 1- 离心泵；2-进口压力变送器；3-铂热电阻（测量水温）；4-出口压力变送器；5-电器仪表控制箱；6-均压环；7-粗糙管；8-光滑管（离心泵实验中充当离心泵管路）；9-局部阻力管；10-管路选择球阀；11-涡轮流量计；12-局部阻力管上的闸阀；13-电动调节阀；14-差压变送器；15-水箱 图1 管路阻力实验装置流程示意图 三、实验原理 1.直管阻力摩擦系数λ与R e的测定

流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为： 2 12 2 f f p p p l u h d λρ ρ ?-= = = 即，2 222f f dh d p lu lu λρ?= = 湍流时，Re du ρ μ= 其中测定流体温度可查表得到ρ、μ；ΔP 可从实验结果得出；l 、d 为装置 参数；u 可通过测定流体流量，结合2 900V u d π=得到。 2. 局部阻力系数ξ的测定 阻力系数法：流体通过某一管件或阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数，局部阻力的这种计算方法，称为阻力系数法。即： hf ’=ρ ' f p ?=22 u ξ 故 ζ= 2 ' 2u P ρ? 其中ΔP ’f 由实验结果得出；ρ、μ与u 与计算直管时相同。 四、实验步骤 1泵启动：把光滑管的三个开关打开，打开总电源和仪表开关，启动水泵。 2 流量调节：调节左边装置到100%，调节右边装置的流量让流量从1到5m 3/H 范围内变化，每次实验变化0.5m 3/h 。每次改变流量，待流动到达稳定后，记下对应的数据。然后再换成粗糙管和局部阻力管，重复上述步骤。换管时，注意先把管开了再关掉原来的管。 3实验结束：关闭出口阀，关闭水泵和仪表电源，清理装置。 4计算：装置确定时，根据?p 和u 的实验测定值，可计算入和，在等温条件下，雷诺数Re=du ρ/μ=Au ，其中A 为常数，因此只要调节管路流量，即可得到一系列入~Re 曲线。同理，可画出~Re 曲线。 五、数据与处理 表1 管路阻力实验原始数据及其处理 直管基本参数：光滑管径20.0mm 光滑管长度 100cm 光滑管材质不锈钢管 粗糙管径 21.0mm 粗糙管长度100cm 粗糙管材质镀锌铁管

流体流动阻力的测定

流体流动阻力的测定 一、实验目的 （1）熟悉测定流体流经直管的阻力损失的实验组织法及测定摩擦系数的工程意义。 （2）观察摩擦系数λ与雷诺数Re 之间的关系，学习双对数坐标纸的用法 （3）掌握流体流经管件时的局部阻力，并求出该管件的局部阻力。 二、实验原理 流体在管内流动时，由于流体具有黏性，在流动时必须克服内摩擦力，因此，流体必须做功。当流体呈湍流流动时，流体内部充满了大小漩涡，流体质点运动速度和方向都发生改变，质点间不断相互碰撞，引起流体质点动量交换，使其产生了湍动阻力，结果也会消耗流体能量，所以流体的黏性和流体的漩涡产生了流体流动的阻力。 流体在管内流动的阻力的计算公式表示为 2 2 u d l h f λ= 或 2 2 12u d l p p p ρλ=-=? 式中：h 为流体通过直管的阻力（J/kg ）；△p 为流体通过直管的压力降（N/m 2）；p 1，p 2为直管上下游界面流动的压力（N/m 2）；l 为管道长（m ）；d 为管道直径（内径）（m ）；ρ为流体密度（kg/m 3）；u 为流体平均流速（m/s ）；λ为摩擦系数，无因次。 摩擦系数λ是一个受多种因素影响的变量，其规律与流体流动类型密切相关。当流体在管内作层流流动时，根据力学基本原理，流体流动的推动力（由于压力产生）等于流体内部摩擦力（由于黏度产生），从理论上可以推得λ的计算式为 Re 64 = λ 当流体在管内作湍流流动时，由于流动情况比层流复杂得多，湍流时的λ还不能完全由理论分析建立摩擦系数关系式。湍流的摩擦系数计算式是在研究分析阻力产生的各种因素的基础上，借助因次分析方法，将诸多因素的影响归并为准数关系，最后得出如下结论 ??? ??=?? ??????????=d d du k t ε?εμρλRe,2 由此可见，λ为Re 数和管壁相对粗糙度ε/d 的函数，其函数的具体关系通过实验确定。 局部阻力通常有两种表达方式，即当量长度法和阻力系数法。 当量长度法：流体流过某管件时因局部阻力造成的能量损失相当于流体流过与其相同管径的若干米长度的直管阻力损失，用符号l e 来表示，则 2 2 u d l l h e f +=∑λ 阻力系数法：流体通过某一管件的阻力损失用流体在管路中的动能系数来表示

流动阻力测定思考题

流动阻力测定思考题 The following text is amended on 12 November 2020.

实验1单项流动阻力测定 （1）启动离心泵前，为什么必须关闭泵的出口阀门 答：由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。 （2）作离心泵特性曲线测定时，先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生，而阻力实验对泵灌水却无要求，为什么 答：阻力实验水箱中的水位远高于离心泵，由于静压强较大使水泵泵体始终充满水，所以不需要灌水。 （3）流量为零时，U形管两支管液位水平吗为什么 答：水平，当u=0时柏努利方程就变成流体静力学基本方程： （4）怎样排除管路系统中的空气如何检验系统内的空气已经被排除干净 答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后，打开U形管顶部的阀门，利用空气压强使U形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。 （5）为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘 答：因为对数可以把乘、除变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。

（6）你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法它们各有什么特点 答：测流量用转子流量计、测压强用U形管压差计，差压变送器。转子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。U形管压差计结构简单，使用方便、经济。差压变送器，将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测大流量下的压强差。 （7）读转子流量计时应注意什么为什么 答：读时，眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。如果仰视或俯视，则刻度不准，流量就全有误差。 （8）两个转子能同时开启吗为什么 答：不能同时开启。因为大流量会把U形管压差计中的指示液冲走。 （9）开启阀门要逆时针旋转、关闭阀门要顺时针旋转，为什么工厂操作会形成这种习惯 答：顺时针旋转方便顺手，工厂遇到紧急情况时，要在最短的时间，迅速关闭阀门，久而久之就形成习惯。当然阀门制造商也满足客户的要求，阀门制做成顺关逆开。 （10）使用直流数字电压表时应注意些什么 答：使用前先通电预热15分钟，另外，调好零点（旧设备），新设备，不需要调零点。如果有波动，取平均值。

流体管路流动阻力系数的测定

五、数据处理 1、局部阻力管的原始数据以及相关处理数据 局部阻力管（不锈钢+闸阀） 18℃水的密度：ρ=998.2kg/m3管内径：20 mm 18℃水的粘度：1.0559×10-3 Pa·s 测量段长度：1000mm 2、光滑管的原始数据以及相关处理数 光滑管（不锈钢） 18℃水的密度：ρ=998.2kg/m3 管内径：20 mm 18℃水的粘度：1.0559×10-3 Pa·s 测量段长度：1000mm

3、粗糙管的原始数据以及相关数据处理 粗糙管（镀锌铁管） 18℃水的密度：ρ=998.2kg/m3管内径：20 mm 18℃水的粘度：1.0559×10-3Pa·s 测量段长度：1000mm

4、根据计算所得的粗糙管和光滑管的实验结果，在同一对数坐标上绘制曲线： 对照《化工基础》教材上的曲线图（如下）,估算出两管的相对粗糙度和绝对粗糙度

已知光滑管和粗糙管的管内径都为20mm,将光滑管和粗糙管的λ和Re值代入上图可估算为粗糙管的相对 粗糙度为0.004，绝对粗糙度约为0.00008；光滑管的相对粗糙度约为0.0001，绝对粗糙度约为0.000002。 5、数据方法示例： （1）湍流时流量、流速、以及摩擦力系数的计算取光滑管第一组的数据示例 已知: 光滑管（不锈钢）18℃水的密度：ρ=998.2kg/m3管内径：20 mm 18℃ 水的粘度：1.0559×10-3Pa·s 测量段长度L：1000mm,其中，λ为光滑管阻力摩擦系数，无因次d为光滑管内径， ?p为流体流经 L m 光滑管两端的压力 又有： 流量q v =0.5m3/h 流速 u=q v / A = 4 q v / ∏d2 = 4×0.5/3600×3.14×0.022 m/s = 0.4423≈0.44 m/s 雷诺数 Re=dup /μ=(0.02*0.44*998.2)/0.0010599=8287.73 摩擦阻力系数由?p =ρLλl u2 / 2d得 λ=2d ?p/ρLu2 = 2×0.02×147.13÷(998.2×1×0.442) = 0.03045357 ≈ 0.3045 其中，λ为光滑管阻力摩擦系数，无因次d为光滑管内径?p为流体刘晶L m光滑管两端的压力

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。

管道流体阻力测定实验讲义

管道流体阻力测定 一、 实验目的 1.学习直管摩擦阻力f P ?,直管摩擦系数λ的测定方法。 2.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。 3.掌握局部摩擦阻力f P ?,局部阻力系数ζ的测定方法。 二、实验内容 1.测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数λ。 2.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。 3.测定管路部件局部摩擦阻力f P ?和局部阻力系数ζ。 三、实验原理 1. 直管摩擦系数λ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 ρ f 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 h f P f λρ == ? （2） 整理（1）（2）两式得 22u 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△P f 与流速u （流量V ）之间的关系。

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 ，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 22 'u P h f f ζρ =?= ' 2'2u P f ????? ? ??=ρζ 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-1 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，在上、下游各开两对测压口a-a'和b-b ＇如图-1，使 ab ＝bc ； a ＇b ＇＝b ＇c ＇，则 △P f ，a b ＝△P f ，bc ； △P f ，a ＇b ＇= △P f ，b ＇c ＇ 在a~a ＇之间列柏努利方程式 P a －P a ＇ =2△P f ，a b +2△P f ，a ＇b ＇+△P ＇ f (5) 在b~b ＇之间列柏努利方程式： P b －P b ＇ = △P f ，bc +△P f ，b ＇c ＇+△P ＇ f = △P f ，a b +△P f ，a ＇b ＇+△P ＇ f （6） 联立式(5)和(6)，则：' f P ?＝2(P b －P b ＇)－(P a －P a ＇) （7） 为了实验方便，称(P b －P b ＇)为近点压差，称(P a －P a ＇)为远点压差。其数值用差压传感器来测量。 四、实验装置的基本情况 1. 实验装置流程示意图

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

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 ＇

流体流动阻力的测定

实验一流体流动阻力的测定 一、实验目的 1. 学习液压计及流量计的使用方法； 2.识别管路中的各个管件、阀门并了解其作用； 3.测定流体流经直管时的摩擦系数与雷诺数的关系； 4.测定90。标准弯头的局部阻力系数。 二、实验原理 1. 摩擦系数的测定方法 直管的摩擦系数是雷诺数和管的相对粗糙度（ε/d）的函数，即λ=Ф(Re, ε/d),因此，在相对粗糙度一定的情况下，λ与Re存在一定的关系。根据流体力学的基本理论，摩擦系数与阻力损失之间存在以下关系： (1-1) 式中：h f 阻力损失，J/N; L管段长度，m; d管径，m; u流速，m/s; 摩擦系数; g重力加速度，m/s2。 流体在水平均匀直管中作稳态流动时，由截面1流动到截面2时的阻力损失体现在压强的降低，即 (1-2) 两截面之间管段的压强差(P1-P2)可以用U形压差计测量，故可以计算出h f 。 用涡轮流量计测定流体通过已知管段的流量，在已知管径的情况下流速可以通过体积流量来计算，由流体的密度ρ、粘度μ，因此，对于每一组测得的数据可以分别计算出对应的λ和Re。 2. 局部阻力系数的测定 根据局部阻力系数的定义： (1-3) 式中：ζ—局部阻力系数。 实验时测定流体经过管件时的阻力损失h f及流体通过管路的流速u，其中阻力损失h f可以应用机械能衡算方程由压差计读数求出，再由式(1-3)即可计算出局部阻力系数。在测定阻力损失时，测压孔不能紧靠管件处，因为在紧靠管件处压强差难以测准。通常测压孔都开设在距管件一定距离的管子上，这样测出的阻力损失包括了管件和直管两部分，因此计算管件阻力损失时应扣除直管部分的阻力损失。

管道阻力的测定

弯道阻力的测定 一、 实验目的 （1） 学习管路阻力损失（f h ）、管路摩擦系数（λ）、管件局部阻力 系数（ζ）的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识； （2） 学习对数坐标纸的用法； （3） 了解压力传感器的工作原理。 二、 实验任务 （1） 测定流体流经直管时的摩擦系数与雷诺系数的关系； （2） 测定流体流动属滞留状态时，直管摩擦系数与雷诺系数的关系； （3） 测定o 90标准弯头的局部阻力系数。 三、 试验方法及其理论原理 1摩擦系数测定法 直管的摩擦系数是雷诺数和管的相对粗糙（d ε）的函数，即 )(Re,d εφλ=，因此，相对粗糙度一定，λ与Re 有一定的关系。 根据流体力学的基本理论，摩擦系数与阻力损失之间存在如下的关系： 22 u d l h f λ = （1） 式中：f h ——阻力损失，kg J ； l ——管段长度，m ； d ——管径，m ；

u ——平均流速，s m ； λ——摩擦系数。 管路的摩擦系数是根据这一原理关系来测定的。对已知长度、管径的直管，在一定流速范围内，测定阻力损失，然后按式（1）求出摩擦系数。根据能量横算方程 f h u g z P u g z P +++=++ +2 22 22211 ρωρ （2） 在一条等直径的水平管上选取两个截面，测定λ～Re 的关系，则这两截面间管段的阻力损失变简化为 ρ 2 1P P h f -= （3） 两截面就爱你管段的压力差为（21P P -）可用U 形管压差计测量，也可以使用压力变送器进行测量。压力变送器是一种能感受的压力，并按照一定的规律将压力信号转变成可用的统一的电信号输出的期间或装置。夜里变送器的输出信号与压力心寒之间有一给定的连续现行函数关系，变送器内部装有专用放大电路，其统一的标准信号通常为4～20mA ，1～5A ，本实验使用差压变送器测取流体通过两截面的压强差，故可计算出f h 。 用无论流量计测定流体通过已知管段的流量，在已知d 的情况下流速可以通过式u d V 24 π = 计算，由流体的温度可查得流体的密度 ρ、粘度μ，因此，对于每一组测得的数据可跟别计算出对应的λ和 Re 。 2，局部阻力系数测定 根据局部阻力系数的定义：

管道系统压力测试报告(精)

管道系统压力测试报告 测试日期：2011年10月10日 一、试压、试漏工作的意义 试压、试漏是一项重要工作，必须严格认真完成。易燃、易爆、有毒介质的泄漏将危害工厂的安全生产和工作人员的生命安全。 二、试压、试漏前应具备的条件 1. 试验范围内管道安装工程除涂漆、绝热外，已按设计图纸全部完成，安装质量符合有关规定。 2. 焊缝和其它待试验部分尚未涂漆和绝热。 3. 试验用压力表已经校验，其精度不得低于1?6级，表的满刻度值应为被测最大压力的1?5～2?0倍，压力表不得少于6块。 4. 待测管道与无关系统已用盲板或采用其它方式隔开。 5. 待测管道上的安全阀、仪表元件等己经拆下或加以隔离。 三、试压、试漏前应准备的工具 准备好试压、试漏所用的无油干燥压缩空气或干燥的氮气，以及准备肥皂水、刷子(油漆刷即可、吸耳球等试气密工具若干。 1、无油干燥压缩空气或干燥的氮气， 2、洗衣粉（洗洁精） 3、没有用过的油漆刷，吸耳球 4、盛水用的盆子

5、做标志明示牌用的小牌若干，记号笔 6、临时压力表 （1）气压强度实验 使压力缓慢升高。至试验压力的50%时停止进气。检查，若无泄露及管道变形，进入下一步。 1. 继续按实验压力的10%逐渐升至实验压力，每一级稳压3min ，检查。（要求同上） 2. 达到实验压力后，稳定5min ，以无明显泄露，目测无变形为合格。 （2）气密性实验 1. 将压力升至试验压力的1／3时，用肥皂水涂抹所有的管道连接处、设备密封口、管道焊缝和螺纹接头处。 2. 开关前、后压力相等的手动截止阀2～3次，重复检查阀门的阀杆和填料压盖处。 3. 开关所有调节阀3～4次，重复检查调节阀的阀杆和填料压盖处。 4. 开关前、后压力相等的程控阀5～6次，重复检查阀门的阀杆和填料压盖处，同时检查程控阀整个行程所用的时间（应当在规定值范围内）和程控阀的动作是否与程序一致。 5. 装置试压、试漏过程中必须做好记录，记录好所有气体泄漏处。 6. 在压力≤0?25MPa 设备和管路上，发现小量气体泄漏允许小心地带压处理，较大的泄漏必须泄压处理。 7. 在压力≥0?25MPa 设备和管路上，发现气体泄漏必须泄压处理。

流体阻力测定实验

流体阻力测定实验实验指导书 环境与市政工程学院 2015年11月

一、实验目的： 1.学习直管摩擦阻力f P ?,直管摩擦系数λ的测定方法。 2.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。 3.掌握局部摩擦阻力f P ?,局部阻力系数ζ的测定方法。 4.学习压强差的几种测量方法和提高其测量精确度的一些技巧。 二、实验内容: 1.测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数λ。 2.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。 3.测定管路部件局部摩擦阻力f P ?和局部阻力系数ζ。 三、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 2u d l h f P 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△P f 与流速u （流量V ）之间的关系。 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 ，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 22 'u P h f f ζρ =?= ' 2'2u P f ?????? ??=ρζ 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-1 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，在上、下游各开两对测压口a-a'和b-b ＇如图-1，使 ab ＝bc ； a ＇b ＇＝b ＇c ＇，则 △P f ，a b ＝△P f ，bc ； △P f ，a ＇b ＇= △P f ，b ＇c ＇ 在a ～a ＇之间列柏努利方程式 P a －P a ＇ =2△P f ，a b +2△P f ，a ＇b ＇+△P ＇f (5) 在b ～b ＇之间列柏努利方程式： P b －P b ＇ = △P f ，bc +△P f ，b ＇c ＇+△P ＇f = △P f ，a b +△P f ，a ＇b ＇+△P ＇f （6） 联立式(5)和(6)，则：'f P ?＝2(P b －P b ＇)－(P a －P a ＇) 为了实验方便，称(P b －P b ＇)为近点压差，称(P a －P a ＇)为远点压差。其数值用差压传感器来测量。

管路阻力的测定

实验题目：管路阻力的测定 一 实验目的 1. 学习管路阻力损失h f ,管路摩擦系数λ及管件、阀门的局部阻力系数ζ的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识； 2. 测定直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系，验证在一般湍流区内λ与Re 的关系曲线。 3. 测定管件、阀门的局部阻力系数ζ。 4. 学会倒U 形压差计和涡轮流量计的使用方法。 5. 识辨组成管路的各种管件、阀门，了解其作用。 二 实验原理 流体通过由直管、管件和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流的存在，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. 直管阻力摩擦系数λ的测定。 流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为： 212 2 f f p p p l u h d λρ ρ ?-= = = （3-1） 即，2 2 22f f dh d p lu lu λρ?= = （3-2） 式中：λ——只管阻力摩擦系数，无因次；d ——直管内径，m ； ΔP f ——流体流经l 米直管的压力降，Pa ；l ——直管长度，m ； H f ——单位质量流体流经l 米直管的机械能损失，J/kg ； u ——流体在管内流动的平均流速，m/s ；ρ——流体密度，kg/m 3. 层流时，64 Re λ= （3-3） Re du ρ μ = （3-4） 式中：Re ——雷诺准数，无因次；μ——流体粘度，kg/(m.s). 湍流时λ是雷诺准数Re 和相对粗糙度（ε/d ）的函数，须由实验确定。 由式（3-2）可知，欲测定λ，需确定L 、d ，测定ΔP f 、u 、ρ、μ等参数。L 、d 为装置参数，ρ、μ通过测定流体温度，再查有关手册而得，u 通过测定流体流量，再由管径计算得到。 例如本装置采用涡轮流量计测流量V （m 3/h ）。

管路沿程阻力测定实验报告

实验一 管路沿程阻力测定 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.测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与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。 二 实验原理 流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起压强损耗。这种损耗包括流体流经直管的沿程阻力以及流体流动方向的改变或因管子大小、形状的改变所引起的局部阻力。 1.沿程阻力 2u d l p h 2 f ?=?=λρ λ称为直管摩擦系数，滞留时，；湍流时，λ与e R 的关系受管壁粗糙度的影响，需由实验测得。e 64R =λ 根据伯努利方程可知，流体流过的沿程阻力损失，可直接得出所测得的液柱压差计度数R(m)算出：()g -R p 水指ρρ=? 2.局部阻力 1）当量长度法2u d l l h 2e f ???? ? ??+=∑∑λ 2）阻力系数法2 u h 2 p ?=ξ 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 ） 三 实验装置与流程 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=3/4. 1）测量仪表：U 型压差计（水银指示液）；LW —15型涡轮流量计（精度0.5级，量程0.4~4.0m /h, 仪器编号Ⅰ的仪表常数为599.41（次/升），仪器编号II 的仪表常数为605.30（次/升），MMD 智能流量仪）。 2）循环水泵。 3）循环水箱。

121014134）DZ15-40型自动开关。 5）数显温度表 2.流程： 流体流动阻力损失实验流程图 1）水箱 6）放空阀 11）取压孔 2）控制阀 7）排液阀 12）U 形压差计 3）放空阀 8）数显温度表 13）闸阀 4）U 形压差计 9）泵 14）取压孔 5）平衡阀 10)涡轮流量计 四 实验操作步骤及注意事项 1.水箱充水至80％ 2.仪表调整（涡轮流量计﹑MMD 智能流量计仪按说明书调节） 3.打开压差计上平衡阀，关闭各放气阀。 4.启动循环水泵（首先检查泵轴是否转动，开全阀13，全关阀2，后启动）。 5.排气：（1）管路排气；（2）测压管排气；（3）关闭平衡阀，缓慢旋动压差计上放气阀排除压差计中的气泡（注意：先排进压管后排出压管，以防压差计中水银冲走），排气完毕。 6.读取压差计零位读数。 7.开启调节阀至最大，确定流量范围，确定实验点（8～10个），测定直管部分阻力和局部阻力（闸阀全开时）。 8测定读数：改变管道中的流量读出一系列流量s V 、压差1p ?或者2p ?。 注意：每改变一次流量后，必须等流动稳定后，才能保证测定数据的准确。 9实验装置恢复原状，打开压差计上的平衡阀，并清理实验场地。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 11

流体管路阻力系数的测定

实验数据处理 1.原始数据记录 ⑴装置参数： 离心泵型号：MS60 /0.55SSC 转速：2850 r/min 额定流量：60 L/min 额定功率：0.55 kw 额定扬程：19.5 m 泵进出口测压点高度差: 12.10 cm ⑵水的相关参数: t = 28.1 o C，ρ= 995.7 kg*m-3，μ= 0.9579*10-3 Pa*s。重力加速度g = 9.81 m/s2⑵原始数据记录 表 1 原始数据记录表 序号流量q v （L/h） 泵进口压力 (kpa) 泵出口压力 (Mpa) 电动机功率N 电 (kW) 泵转速n (r/min) 1 600 -0. 2 0.24 3 0.227 2940 2 800 -0.2 0.240 0.240 2940 3 1000 -0.2 0.238 0.245 2920 4 1200 -0.2 0.236 0.25 5 2940 5 1400 -0.2 0.231 0.274 2940 6 1600 -0. 7 0.234 0.260 2920 7 1800 -0.4 0.229 0.279 2920 8 2000 -0.9 0.227 0.289 2920 9 2200 -0.8 0.224 0.297 2900 10 2400 -1.1 0.221 0.305 2920 11 2600 -1.1 0.218 0.314 2900 12 2800 -1.5 0.219 0.321 2900 13 3000 -1.8 0.211 0.311 2900 14 3200 -1.7 0.209 0.339 2900 15 3400 -2.1 0.204 0.344 2880 16 3600 -2.3 0.200 0.353 2880 17 3800 -2.7 0.196 0.361 2880 18 4000 -2.3 0.193 0.368 2880 19 4200 -3.1 0.188 0.378 2880 20 4400 -3.3 0.184 0.381 2880 21 4600 -3.7 0.179 0.389 2880 22 4800 -3.9 0.175 0.396 2880 23 5000 -3.7 0.169 0.403 2880 24 5200 -4.1 0.170 0.400 2860 25 5400 -4.4 0.164 0.408 2860 26 5600 -4.9 0.157 0.415 2860 27 5800 -5.1 0.154 0.419 2840 28 6000 -5.8 0.142 0.428 2840 2.数据分析及处理 以q v = 600 L/h（即第一组数据）为例，计算过程如下： 单位换算：600 L/h = 600/1000/3600 m3/s = 1.67*10-4 m3/s, 12.1 cm = 0.121 m, 根据基本原理部分的公式，在校核转速后，计算各流量下的泵扬程、轴功率和效率①由式q v’ / q v= n’/n可得: q v’= n’/n*q v = (2940/2850*1.67*10-4) m3/s = 1.72*10-4 m3/s

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）

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

管道流体阻力的测定

管道流体阻力的测定 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。 二、实验原理 当不可压缩流体在圆形导管中流动时，在管路系统中任意两个界面之间列出机械能衡算方程为 f 2222211122h u P gZ u P gZ +++=++ρρ J · k g –1 (1) 或 f 2 2222 11122H g u g P Z g u g P Z +++=++ρρ m 液柱 (2) 式中： Z — 流体的位压头，m 液柱； P — 流体的压强，P a ； u — 流体的平均流速，m · s –1； ρ － 流体的密度，kg · m – 3； h f － 流动系统内因阻力造成的能量损失，J · kg –1； H f － 流动系统内因阻力造成的压头损失，m 液柱。 符号下标1和2分别表示上游和下游截面上的数值。 假若：(1)水作为实验物系，则水可视为不可压缩流体； (2)实验导管是按水平装置的，则Z 1 = Z 2； (3)实验导管的上下游截面上的横截面积相同，则u 1 = u 2。 因此(1)和(2)两式分别可简化为 ρ21f p p h -= J · kg –1 (3) g p p H ρ21f -= m 水柱 (4) 由此可见，因阻力造成的能量损失（压头损失），可由管路系统的两界面之间的压力差（压头差）来测定。 流体在圆形直管内流动时，流体因磨擦阻力所造成的能量损失（压头损失），有如下一般关系式： 2221f u d l p p h ??=-=λρ J · kg –1 (5) 或