实验一流体阻力实验一、实验目的与要求（1）学习管路阻力损失、摩擦系数、局部阻力系数的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论的认识。（2）了解测定摩擦系数的工程意义。（3）学会倒U型压差计和转子流量计的使用方法，以及了解各个管阀件在管路中的用途。（4）学习并掌握对数坐标纸的使用方法。二、实验内容（1）测定光滑管内流体流动的阻力损失、摩擦系数、并绘制Re~λ的关系曲线。（2）测定粗糙管内流体流动的阻力损失、摩擦系数、并绘制Re~λ和相对粗糙度之间的关系曲线。（3）测定管路部件局部阻力损失和局部阻力系数。三、基本原理1．圆形直管摩擦阻力损失（）和摩擦系数（）测定原理由于流体粘性的存在，流体在流动的过程中会发生流体间的摩擦，从而导致阻力损失。流体在流经等径直管时产生的阻力损失，通常称为摩擦损失。层流时摩擦阻力损失的计算式是由理论推导得到的，即哈根－泊谡叶公式：（1）式中——摩擦损失，Pa；——流体的粘度，N·s/m2；——管段长度，m；——流速，m/s；——管径，m。由此式可知层流时的压力损失与速度的一次方成正比，层流时的摩擦系数为（2）湍流时由于情况复杂得多，未能得出较精确的理论公式，但可以用因次分析方法来找出它们之间的关系。通过因次分析方法可知：直管的摩擦系数是雷诺数和管的相对粗糙度的函数，即（3）因此，相对粗糙度一定，与有一定的关系。根据流体力学的基本理论，摩擦系数与阻力损失之间存在如下的关系（范宁公式）：（4）在一根已知长度、管径的等径水平管段上，通过改变流体的流速，可测出不同下的阻力损失，然后按式（4）求出摩擦系数λ，即可得出一定相对粗糙度的管子的Re~λ的关1系。2．局部阻力损失（）和局部阻力系数（）的测定原理局部阻力所引起的机械能损失也可以表示成动能的一个倍数，即（5）式中——局部阻力系数。只要测出流体经过管件时的阻力损失以及流体通过管路的流速，即可计算出局部阻力系数。图1局部阻力测量取压口布置图局部阻力引起的压强降可用下面的方法测量：在一条各处直径相等的直管段上，安装待测局部阻力的阀门，在其上、下游开两对测压口~和~，见图1，使；则；在~之间列柏努利方程式：（6）在~之间列柏努利方程式：（7）联立式（6）和（7），则：（8）为了实验方便，称为近点压差，为远点压差。用差压传感器来测量。四、实验装置与流程1．流程图2实验装置流程见图1，仪表面板布置见图2。2．设备主要技术数据（1）被...
