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化工原理实验讲义--第1页

实验一单相流动阻力测定

一、实验内容

1．测定给定管路内流体流动的直管摩擦系数λ及其与雷诺数Re之间的关系曲线；

2．测定给定管路内阀门的局部阻力系数ξ。

二、实验目的

1．掌握直管摩擦阻力、直管摩擦系数的测定方法及其工程意义，学会用量纲分析法规划实验；

2．掌握不同流量下摩擦系数与雷诺数之间的关系及其变化规律，学会用双对数坐标纸绘图；

3．学习U管压差计、压差传感器测量压差、流量计测量流量的方法；

4．学习局部阻力系数的测定方法。

三、实验原理

流体管路是由直管、阀门、管件（如三通、弯头、大小头等）等部件组成。实际流体具有粘性，

流体在管路中流动时，由于流体本身的内摩擦和流动过程中产生的涡流，将导致一定的机械能损失，

宏观上表现为流体流动过程中有阻力。流体在直管中流动时所受到的阻力称为直管阻力（或沿程阻

力），它所产生的机械能损失称为直管阻力损失。流体流经各种阀门、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损失。

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.直管摩擦系数λ与雷诺数关系Re的测定

流体在水平的均匀管道中作稳定流动时，被测管道两截面间的阻力损失h表现为压强的降低，即：

f

ppp（1-1）

h12

f



影响阻力损失的因素很多，为减少实验工作量，降低实验实施难度，可采用量纲分析法来规划实

验（量纲分析法参阅有关教材）。由量纲分析法可以导出阻力损失的统一表达式（范宁公式）：

lu2（1-2）

h

fd2

由式（1-1）和（1-2）：

2dp（1-3）





2



lu

du

而，Re（1-4）



λ是Re和相对粗粗度ε/d的函数，可表示为：







＝Re,