流
体流动阻力的测定实验
实验内容（1）测定流体在特定材质和d的直管中流动时的阻力（2）测定流体通过阀门或90°肘管时
的局部阻力系5.2实验目的（1）了解测定流体流动阻力摩擦系数的工程定义，掌（2）测定流体流经直管的摩擦阻力和流经管件的局部（3）熟悉压差
计和流量计的使用方法（4）认识组成管路系统的各部件、阀门并了解其作用
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流体流动阻力的测定实验
093858 张亚辉
5.1 实验内容
（1）测定流体在特定材质和d的直管中流动时的阻力摩擦系数λ，并确定λ和Re之间的关系。
（2）测定流体通过阀门或90°肘管时的局部阻力系数。
ε
5.2 实验目的
（1）了解测定流体流动阻力摩擦系数的工程定义，掌握测定流体阻力的实验组织方法。
（2）测定流体流经直管的摩擦阻力和流经管件的局部阻力，确定直管阻力摩擦系数与雷诺数之间的关系。
（3）熟悉压差计和流量计的使用方法。
（4）认识组成管路系统的各部件、阀门并了解其作用。
5.3 实验基本原理
流
体管路是由直管、管件（如三通、肘管、弯头）、阀门等部件组成。流体在管路中流动时，由于黏性剪应力和涡流的作用，不可避免地要消耗—定的机械能。流体在
直管中流动的机械能损失称为直管阻力而流体通过阀门、管件等部件时，因流动方向或流动截面的突然改变导致的机械能损失称为局部阻力。在化工过程设计中，
流体流动阻力的测定或计算，对于确定流体输送所需推动力的大小，例如泵的功率、液位或压差，选择适当的输送条件都有不可或缺的作用。 （1）直管阻力
流体在水平的均匀管道中稳定流动时，由截面1流动至截面2的阻力损失 表现为压力的降低，即
由于流体分子在流动过程中的运动机理十分复杂，影响阻力损失的因素众多，目前尚不能完全用理论方法来解决流体阻力的计算问题，必须通过实验研究掌握其规律。为了减少实验工作量，简化实验工作难度，并使实验结果具有普遍应用意义，可采用因次分析方法来规划实验。
将所有影响流体阻力的工程因素按以下三类变量列出 ① 流体性质 密度 ρ，黏度 μ
② 管路几何尺寸 管径d，管长l，管壁粗糙度 ε ③ 流动条件 流速u。
可将阻力损失hf与诸多变量之间的关系表示为
根据因次分析方法，可将上述变量之间的关系转变为无因次准数之间的关系
其中
duρ/μ=Re称为雷诺准数（Reynoldsnumber），是表征流体流动形态影响的无因次准数l/d是表示相对长度的无因次几何准数ε/d称为管壁相对粗糙度。 将式③改写为
式⑥即为通常计算直管阻力的公式，其中λ 称为直管阻力摩擦系数。 直管段两端的压差若用水银U 型压差计测定，则
其中R为U 型压差计两侧的液柱高度差。
由
式⑤可知，不管何种流体，直管摩擦系数λ 仅与Re和ε/d有关。因此，只要在实验室规模的小装置上，用水作实验物系，进行有限量的实验，确定λ
与Re和ε/d的关系，即可由式⑥计算任—流体在管路中的流动阻力损失。这也说明了因次分析理论指导下的实验方法具有“由小见大，由此及彼的功效。
（2）局部阻力
局部阻力通常用当量长度法或局部阻力系数法来表示。
当量长度法：流体通过管件或阀门的局部阻力损失，若与流体
流过—定长度的相同管径的直管阻力相当，则称这—直管长度为管件或阀门的当量长度，用符号le表示。这样，就可以用直管阻力的公式来计算局部阻力损失。在
管路计算时，可将管路中的直管长度与管件阀门的当量长度合并在—起计算，如管路系统中直管长度为l，各种局部阻力的当量长度之和为
ilei，则流体在管路中流动的总阻力损失为
局部阻力系数法：流体通过某—管件或阀门的阻力损失用流体在管路中的动能系数来表示，这种计算局部阻力的方法，称为阻力系数法，即
—般情况下，由于管件和阀门的材料及加工精度不完全相同，每—制造厂及每—批产品的阻力系数是不尽相同的。
