流体流动阻力测定实验报告

实验名称：液体流动阻力的测定实验 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 测定直管摩擦阻力系数 及突然扩大管和阀门的局部阻力系数 ③ 验证湍流区摩擦阻力系数 为雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。 ④ 将所得光滑管的Re方程和 Blasius 方程相比较。 二、 实验器材 流体流动阻力实验装置 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，由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力；流体在流过突然扩大、弯头等官件时，由于流体运动的速度和方向突然变化，产生局部阻力。影响流体阻力的因素较多，在工程上通过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 ),,,,,(εμuldfp  引入下列无量纲数群。 雷诺数 duRe 相对粗糙度 dε 管子长径比 dl 从而得到 )l,,(2ddduupε 令)(Re, dε 2)(Re,l2uddpε 可得摩擦阻力系数与压头损失之间的关系，这种关系可用实验方法直接测定。 2l2udphf 式中 fh ——直管阻力，J/kg； l ——被测管长，m； d ——被测管内径，m ； u ——平均流速，m / s；  ——摩擦阻力系数。 当流体在一管径外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的静压强差，即为流体流过两截面的流动阻力。根据伯努利方程找出静压强差和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Re关系。 （1） 湍流区的摩擦阻力系数 在湍流区内)(Re,μεf。对于光滑管，大量实验证明，当Re 在5310~103范围内， 与Re 的关系Blasius 关系，即 25.0Re/3163.0 对于粗糙管， 与Re 的关系均以图来表示。 （2） 层流的摩擦阻力系数 Re64 2. 局部阻力 22uhsξ 式中，ξ为局部阻力系数，其中流体流过的管件的几何形状及流体的Re 有关，当Re 大到一定值后，ξ和Re 无关，成为定值。 四、 实验装置 图-1 管道流体阻力测定实验——实验装置示意图及流程 1、2—白铁管；3—不锈钢管； 4—白铁管； 5—孔板流量计； 6—文丘里流量计； 7—涡轮流量计； 以水为工作流体，经高位槽（或实验自备水箱）由泵循环供水，流体经2#管...