流 体 阻 力 测 定 实 验实 验 指 导 书环境与市政工程学院11 月一、实验目的：1.学习直管摩擦阻力,直管摩擦系数的测定办法。2.掌握直管摩擦系数与雷诺数和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。3.掌握局部摩擦阻力,局部阻力系数的测定办法。4.学习压强差的几个测量办法和提高其测量精确度的某些技巧。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。2.测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数与雷诺数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和局部阻力系数。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，对一定的相对粗糙度而言，。流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时，其管路阻力引发的能量损失为： （1）又由于摩擦阻力系数与阻力损失之间有以下关系（范宁公式） （2）整顿（1）（2）两式得 （3） （4）式中： 管径，m； 直管阻力引发的压强降，Pa；管长，m； 流速，m / s；流体的密度，kg / m3； 流体的粘度，N·s / m2。 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。因此本实验实质上是测定直管段流体阻力引发的压强降△Pf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，整顿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．局部阻力系数的测定 式中： 局部阻力系数，无因次； 局部阻力引发的压强降，Pa；局部阻力引发的能量损失，J／kg。图-1 局部阻力测量取压口布置图局部阻力引发的压强降 可用下面办法测量：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 △Pf，a b ＝△Pf，bc ； △Pf，a＇b＇= △Pf，b＇c＇在 a ～ a ＇ 之 间 列 柏 努 利 方 程 式 Pa － Pa ＇ =2△Pf ， a b+2△Pf ， a ＇ b ＇ +△P ＇ f (5)在 b～b＇之间列柏努利方程式： Pb－Pb＇ = △Pf，bc+△Pf，b＇c＇+△P＇f = △Pf ， a b+△Pf ， a ＇ b ＇ +△P ＇ f （6）联立式(5)和(6)，则：＝2(Pb－Pb＇)－(Pa－Pa＇)为了实验方便，称(Pb－Pb＇)为近点压差，称(Pa－Pa＇)为远点压差。其数值用差压传感器来测量。四、实验...
