流体流动阻力测定2.pdfVIP

一、实验目的

1、掌握流体经直管和管阀件时阻力损失的测定方法。通过实验了解流体流动能量损

失的变化规律。

2、测定直管摩擦系数九于雷诺准数Re的关系。

3、测定流体流经闸阀等管件时的局部阻力系数心

4、学会压差计和流量计的适用方法。

5、观察组成管路的各种管件、阀件，并了解其作用。

二、基本原理

流体在管内流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免得要消耗一定的机械能,

这种机械能的消耗包括流体流经直管的沿程阻力和因流体运动方向改变所引起的局部阻力。

1、沿程阻力

流体在水平均匀管道稳定流动时，阻力损失表现为压力降低。即

P1一〃2=△〃

h

f=

P

影响阻力损失的因素很多，尤其对湍流流体，目前尚不能完全用理论方法求解，必须通

过实验研究其规律。为了减少实验工作量，使实验结果具有普遍意义，必须采用因次分析方

法将各变量组合成准数关我式。根据因次分析，影响阻力损失的因素有，

(a)流体性质：密度p、粘度R

(b)管路的几何尺寸：管径d、管长1、管壁粗糙度£；

(c)流动条件：流速

可表示为:2=

则%=1脸

式，

d-管径，m；

的一直管阻力引起的压强降，Pa；

/一管长，m：

〃一流速，m/s；

3

夕一流体的密度，kg/m；

〃一流体的粘度，N-s/nro

人一称为摩擦系数，层流时，入=64/Re；湍流时人是雷诺准数Re和相对粗糙度的

函数，须由实验确定

2、局部阻力

局部阻力通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。

⑶当量长度法

流体流过某管件或阀门时，因局部阻力造成的损失，相当于流体流过与其具有相当管

径长度的直管阻力损失，这个直管长度称为当量长度，用符号Z1c表示。

则流体在管路流动时的总阻力损失Zb为

—d—T

(b)阻力系数法

流体通过某一管件或阀门时的阻力损失用流体在管路的动能系数来表示，这种计算局

部阻力的方法，称为阻力系数法。

即

式，§—局部阻力系数，无因次；

u在小截面管流体的平均流速，m/s

由于管件两侧距测压孔间的直管长度很短，引起的摩擦阻力与局部阻力相比，可以忽略不

计。因此h「之值可应用优努利方程由压差计读数求取。

三、实验装置与流程

1、实验装置：主要部分由离心泵，不同管、材质的管子，各种阀门和管件、转子流量计

等组成。从上向下第一根为不锈钢光滑管，第二根为镀锌铁管，分别用于光滑管和粗糙管湍

流流体流动阻力的测定。第三根为不锈钢管，其上装有待测管件(闸阀)，用于局部阻力的

测定。第四根，为内为10mm的细则管，用于层流流动阻力的测定。.

图1流体流动阻力测定实验装置流程图

（1）—大流量调节阀；2（）-大流量转子流量计；⑶一光滑管调节阀；4（）-粗糙管调节阀；5（）-

光滑管；6（）—粗糙管；7（）—局部阻力阀；8（）—离心泵；9（）—排水阀；（10）倒U管（11）（11）—

近端测压点；（12）（12，）一远端测压点；（13）（13）—切断阀；（14）（14，）一放空阀；（15）6（）—光滑

管压差；（16）（16—粗糙管压差；（17）—数字电压表：（18）