实验3流体阻力系数测定.pdf

实验3流体阻力系数测定.pdf实验三：流体流动阻力的测定
一、实验目的
，通过实验
了解流体流动中能量损失的变化规律。
Re 的关系，将所得的λ—Re
的方程与公认经验关系比较。
。
U 形压差计和涡轮流量计的使用方法。
、阀件，并了解其作用。
二、实验原理
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。
（1-1）
（1-2）
　 （1-3）
式中：
d——管径，m;
△Pf——直管阻力引起的压强降，Pa；
u——流速， m/s；
ρ——流体的密度，kg/m3；
μ——流体的粘度，N·s/m2。
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△Pf、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。
三、实验设备及参数
设备参数:
光滑管：玻璃管，管内径=20mm，管长=，绝对粗糙度=
粗糙管：镀锌铁管，管内径=20mm，管长=，绝对粗糙度=
突然扩大管：细管内径=20mm，粗管内径=40mm
孔板流量计：开孔直径=12mm，孔流系数=
四、实验步骤：

因为离心泵的安装高度比水的液面低，因此不需要灌泵。直接点
击电源开关的绿色按钮接通电源，就可以启动离心泵，开始实验。
U 压差计
将管道中所有阀门都打开，使水在 3 个管路中流动一段时间，直
到排尽管道中的空气，然后点击倒 U 型管，会出现一段调节倒 U 型管
的动画。最后关闭各阀门，开始实验操作。

（1）建立流动
启动离心泵并调节完倒 U 型压差计后，如图所示，依次点击打开
球阀 1、球阀 2、球阀 3，调节流量调节阀到开度大于零即可建立流
动。关闭粗糙管和突然扩大管的球阀，打开光滑管的球阀，使水只在
光滑管中流动。
（2）读取数据
鼠标左键点击正或倒 U 型压差计，即可看到如图的画面（红色液
面只是作指示用，真实装置可能为其他颜色，如水银为银白色）。
倒 U 型压差计的取压口与管道上的取压口相连，正 U 型压差计的取压
口与孔板的取压口相连。用鼠标上下拖动滚动条即可读数。实验中每
一