管路阻力的测定 一 实验目的 1. 学习管路阻力损失hf ,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： 2122ffpppl uhd （3-1） 即，2222ffdhdplulu （3-2） 式中：λ ——只管阻力摩擦系数，无因次；d——直管内径，m； Δ Pf——流体流经l米直管的压力降，Pa；l——直管长度，m； Hf——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/m3. 层流时，64R e （3-3） Redu （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Δ Pf、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（m3/h）。 29 0 0Vud （3-5） Δ Pf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， fpg R （3-6） 式中：R——水柱高度，m。 （2） 当采用U型管液柱压差计时， 0()fpg R （3-7） 式中：R——液柱高度，m；ρ0——指示液密度，kg/m3。 根据实验装置结构参数 L、d，指示液密度ρ0，流体温度 t0，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 Re和λ ，再将 Re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...
