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 及突然扩大管和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 和相对粗糙度的函数。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，由于黏性和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/(ρ u2)=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 式中， h f—— 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 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 和 Re的关系遵循Blasius 关系式，即λ =0.3163 / Re0.25对于粗糙管， λ 和 Re 的关系均以图来表示。2、 局部阻力h f=ξ u2/2 式中， ξ 为局部阻力系数，其与流体流过的管件的几何形状及流体的Re 有关，当 Re 达到一定值后，ξ 与 Re无关，成为定值。四、实验步骤：1、 启动离心泵，打开被测管线上的开关阀及面板上与其相应的切换阀，关闭其他的开关阀和切换阀，保证测压点一一对应。2、 排净系统中的气体以便使液体能连续流动...
